歼20的巡航速度及武器装备 |歼-20航发的新技术,除了矢量推力,这个也是标配

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  “黑鸟”侦察机使用的J58发动机

珠海某航空发动机维修工厂 CFP

航展已经结束了多日,但是航展带来的热议还在持续,在此次航展上,最惊艳的当属矢量歼-10和歼-20,在航展开幕式上,矢量歼-10进行了多个过失速机动动作的飞行表演,震撼全场,让全世界看到了中国已经熟练地掌握了航空发动机矢量推力技术,并且看到了矢量推力技术对于战斗机机动性的巨大提升,而在航展闭幕当天,歼-20的表现同样惊艳,在表演过程中歼-20打开了弹仓,亮出了战机里面的空空导弹,并且满载导弹进行很多战术机动动作的飞行表演,让很多军迷大呼过瘾。

  关于我国变循环发动机的消息很多,但这里仅以官方报道为参考。

半个世纪前,搭载J58的“黑鸟”曾创造出临界高度24000米、最大时速3马赫、转场航程4800公里的纪录。“我从没躲避过任何米格机或地对空导弹,如果我觉得它们构成威胁,向前推油门就行了。”某“黑鸟”飞行员曾这样说。

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  目前变循环发动机的所有实例都是美国公司研制的,普惠公司在上世纪50年代末60年代初为SR-71“黑鸟”战略侦察机研制的J58涡喷发动机就属于变循环发动机,这种发动机在三马赫以下速度时,采用传统的涡喷模式,在三马赫时,压气机部分气流通过旁路通道直接进入加力燃烧室,以压气机辅助冲压发动机方式工作。

“临界鹰”将使用涡轮发动机与双模式冲压发动机的组合体作为动力,SR-71的飞行员能在机舱内看到舱外“地球曲率和头顶上布满星星的黑色天空”,那么,SR-72会给人们带来什么壮丽的空天景观?

航展结束后,很多军迷热议的就是歼-20是否会应用矢量推力技术航空发动机,事实上在航展期间,一位记者就向歼-20总师杨伟提出了这个问题,被杨伟总师反问,你怎么知道我们没用呢?而在航展结束后,杨伟总师表示,航空发动机矢量推力技术是一种通用的航发技术,适用于任何一款战机,在未来有需要的情况下会毫不犹豫地将这项技术用在新型战机上。

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2月21日,中国航发集团在沈阳对新组建的重点型号研制工作团队进行动员,集团党组书记、董事长曹建国要求集智攻关,加快推进型号研制。

这两句话的意思再明确不过了,歼-20未来一定会应用矢量推力技术的航空发动机,这是肯定的了,其实歼-20航发的新技术,除了矢量推力,这个也是标配,那就是航空发动机的自适应变循环技术,那么这是一项什么技术呢?

  处于试验飞行阶段的YF-23、YF-22战机及YF120发动机

21世纪,世界航空发动机技术发展是什么趋势?近日,记者就此问题专访了北京天骄航空产业投资有限公司创新研究院副院长、国家“千人计划”专家王光秋。

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  之后出现的变循环发动机是通用电气公司为YF-22战斗机研制的YF120,和J58的变循环方式不一样,YF120在低速时以涡轮风扇发动机方式工作,在高速时以近似涡轮喷气发动机的方式。

“21世纪,超高音速飞行是空天发展的方向,而涡轮冲压组合发动机,是支撑这一飞行的航空动力新技术。”王光秋说,这一先进的航空动力将使飞行速度达到音速的6倍,他依此推测“超音速民航飞机或可在2030年实现商用,时速或达5000公里。按照这个速度,北京飞纽约仅需2小时。”

航空发动机和汽车发动机实现的效果是一样的,我们都希望汽车在正常驾驶时能够省油,在需要超车时又能爆发出强大的推力,但是这两种是矛盾的,想省油就得小排量,想实现大推力就得大排量,那么怎么办呢?如果实现排量可控可以变化就解决了这个问题,当燃气车发动机还是不行的,但是航空发动机可以通过改变涵道的大小来实现两种矛盾的功能,发动机可以在涡扇、涡喷发动机之间进行转换,让战斗机可以更好的执行战斗任务,这种技术就是自适应变循环技术。

  现在通用电气和普惠都在研制自适应循环技术发动机,也叫三涵道涡扇发动机。这种变循环技术更加先进,除了具有传统涡扇的内外涵道歪,还具有包裹整台发动机的第三涵道。自适应循环除了能像YF120一样切换涡扇和涡喷模式外,流量可调的第三涵道能对发动机热端部件机型冷却,大幅提高发动机的寿命。

60年,速度从100公里/小时到3马赫

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更高、更快、更省和更安全,是人类对飞行器永恒的追求。

日前,有媒体报道中航集团专程型号总师刘乐泉的事迹,其中提到了我国国产新一代自适应变循环航空发动机研制进展,国产新一代发动机已经进入“关键技术整机验证阶段”,为歼-20改进和发展新一代战斗机打下了坚实基础。这说明我国自主研发生产的自适应变循环航空发动机已经到了验证机阶段,正在进行各种试验,这个进度还是非常快的,在验证机的各种试验完成之后,自适应变循环技术就可以进行大规模的应用,可以肯定歼-20将要换装新型的WS-15航空发动机将会应用这种技术!

  歼-20战机

从活塞、涡喷到涡喷亚冲压变循环组合,航空速度从100公里/小时到3马赫,用了60年。

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  在2012年的珠海航展上,中航发动机副总裁张健表示我国变循环发动机目前正处于预研阶段。目前歼-20已经安装试飞的WS-10和未来将要换装的WS-15都还是传统的涡扇发动机。

1903年12月17日,世界首架飞机使用了一台汽油活塞发动机,飞行距离260米,最高时速100公里。

那么应用这种技术对于歼-20的提升有多大呢?这个技术可以显著的增加歼-20的作战半径,并且还可以增加发动机的推力,让歼-20飞得更快,综合来说就是让歼-20飞得更快更远,由于此前发动机的涵道是固定的,而涵道的大小也是发动机设计时的追求的一个平衡点,应用自适应变循环技术后,歼-20在巡航阶段更加省油,而在加力飞行阶段时,通过调整涵道可以实现发动机更大的推力,能够完全压榨出发动机的性能,再配合矢量推力技术,可以说换装WS-15以后,歼-20的性能将会得到大幅度的提升,让我们拭目以待!

  客观来看,可能安装在“第六代”战机上的变循环发动机对于我国而言,还是具有较大的技术难度需要克服的。在我国还未将先进涡扇发动机彻底掌握前,妄谈循环发动机还为时尚早,毕竟路要一步步走,饭要一口口吃,当走路还不利索时,就急于跑步,是不具备现实意义的。(作者署名:阿姆斯壮)

“在飞行速度大于600公里/小时后,螺旋桨效率会急剧下降。因此,采用活塞式航空发动机—螺旋桨组合的飞机,其飞行速度不可能达到声速或以上。”王光秋说。

歼20的巡航速度及武器装备

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