2023年3月,中国航发航材院项目负责人张勇就曾在媒体前公开表示涡扇-15已经量产,由此中国歼-20战机终于换上了最新的航空发动机,补齐了最后一块短板。
(涡扇-15)
在歼-20换上涡扇-15后,美国方面也异常关注,多家媒体对其进行了报道。
比如说美国军事网站“战区”的撰稿人安德烈亚斯·鲁普雷希特曾发文表示,歼-20的总推力已经超过了美国F-22战机,成为了全球推力最大的战机,而这将给歼-20带来三种改变。
中美战机和航发
美国F-22战机使用两台F119发动机,该发动机单台推力为35000磅(156千牛),中国生产的涡扇-15单台推力却能达到36000磅(160千牛),比F119发动机高出不少。
当然,美国还有一款F-135航发,这款发动机用于美国F-35系列战机,单台推力达到了恐怖的43000磅(191千牛)。
(F-135航发)
但是F-35战机最大的问题是它是一款单航发的战机,只有一台发动机,而F-22和歼-20则有两台发动机。
因此论及总推力,中国换上了涡扇-15战机的歼-20俨然成为了全球总推力最大的战机。
并且需要注意的是,F-35战机的问题有很多。虽然这款战机有着一款颇为不错的航发,但在美国五角大楼测试办公室2021年的报告中,这款战机还有着871项缺陷,并不算一款合格的战机。
(F-35战机)
其中比较大的问题有两个,其一是战机的机体强度不足。
美国为了让F-35足够便宜,以便让“盟友”也买得起,在这款战机的机身结构上到处“偷工减料”,这导致F-35战机的机体强度有较大缺陷。
2020年的时候,这款战机就被爆出不能飞太快。一旦F-35战机超音速飞行时间超过1分钟,就会因为机身震动导致隐身涂层和尾部天线损坏。
此外因为机体强度不够,F-35还不能以极速抬升飞行高度,这样做有可能损伤机翼和尾翼,甚至是导致战机解体。
(F-35战机)
其二是F-135涵道比较低。
涵道比决定了一款战机的爆发力,涵道比越大战机越省油,但爆发力会不足,导致战机在空战时机动性较差。
相反,涵道比越小,发动机的爆发力越强,对战机空优越有优势。
因此空优战机的航发一般都追求较小的涵道比,以在空战时获取更大的优势。
相对比之下,美国F-22战机使用的F119航发,涵道比是0.3左右,F-35战机使用的F-135,涵道比是0.57左右,比F-22战机使用的航发高出不少。
(使用F119的F-22战机)
造成这种现象的原因,是F-135航发是基于F-119航发的基础,增大了涵道比而来的一款航发。
美国认为F-35战机没有高速飞行的需求,所以要求这款航发要有单台更大的推力,且更省油,于是就造成了F-135航发的大涵道比。
总而言之,F-135航发的确是推力很大,但这款航发也并非是因为美国航空技术远超中国相关技术的产物,是美国为了追求更大的推力牺牲了其它部分的性能。
此外F-35战机自身的问题,也使得它很难发挥F-135航发的大推力优势。
(F-35战机)
歼-20的三个改变
当中国这边歼-20换上涡扇-15后,将得到三方面的改变。
其一是歼-20拥有了超音速巡航的能力,即在不开加力的情况下以1~1.6马赫的速度进行巡航飞行。
这一改变将使歼-20能更快的抵达战场,更快的接敌。
(歼-20)
其二是歼-20的发动机使用成本降低。
虽然涡扇-15使用了更先进的技术和更新的工艺。理论上生产成本会高于歼-20此前使用的涡扇-10系列航发。
但是涡扇-15在使用寿命、维护周期、故障率方面也会有明显优势,因此在全生命周期中,涡扇-15的整体使用成本会更低。
其三是歼-20的续航能力加强。
涡扇-15相较于涡扇-10系列,不单单是推力上得到了提升,综合油耗也会降低。
(涡扇-15)
换言之就是,同样是跑100公里,涡扇-15用的油更少。
在歼-20内油量不变的情况下,换上了涡扇-15的歼-20,能跑更远,这极大的他拓展了歼-20的续航能力,以及其作战半径。
歼-20本身的内油量加上外挂油箱,作战半径将达到2000~3000公里,这个距离足以抵达关岛地区。
也就是说,换装涡扇-15的歼-20,可以在整个第二岛链之内作战。
(歼-20)
可以说涡扇-15相较于美国的F-135航发单台推力更小,但因为战机本身的差距,以及F-135航发的取舍,涡扇-15在战场上实际可靠性要强于F-135航发。
中国的航发技术进步
到了现在,中美实际上的军用航发水平差距已经没有那么大了。
这一情况可以体现在中美的下一代航发研发中。
当前对于六代机使用什么航发,外界都认为会使用变循环发动机。由此对于变循环发动机的研发,则体现了中美的航发水准。
而对于这种新型发动机,中美之间已经展开了竞赛,双方都有自己的相关项目。
(变循环发动机概念图)
这种情况在上世纪是不可想象的。毕竟上世纪90年代的时候,中国还在使用涡喷发动机呢,而美国在1979年就服役了F-16A战机,在涡扇发动机技术上达到了世界先进水平。
可以说在上世纪90年代的时候,美国在军用航发方面至少超出了中国两代的水平。
一直到1975年,中国还在试图从英国引进斯贝涡扇发动机,希望吸取斯贝发动机的技术以研发出自己的涡扇发动机。
到中国的涡扇-10系列航发出现,中国的航空发动机水平才相当于美国上世纪80~90年代的水平。
到涡扇-15的出现,中国航发水平才堪堪追平了美国。
到了现在中国能和美国在最先进的航发技术上竞争,足以证明中国这几十年来进步之神速。
参考资料:
【1】环球网·《飞太快就会损坏,美国给F-35限速,超音速飞行不能超1分钟》
【2】环球网·《F-35隐形战机被曝仍存在871个缺陷,相比去年只减少了2个》
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