時(shí)間:2017-10-30 15:56來(lái)源:123軍情觀察室 作者:中國(guó)航空
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前不久,網(wǎng)上傳出一則令人振奮的消息:殲20戰(zhàn)機(jī)成功升空,此次試飛的殲20搭載國(guó)產(chǎn)最新改造型太行發(fā)動(dòng)機(jī)。消息一出,立即引起外媒廣泛關(guān)注。 ![]() 據(jù)美國(guó)《大眾科學(xué)》網(wǎng)站報(bào)道:中國(guó)新一代隱身戰(zhàn)機(jī)殲20配備了WS-10X發(fā)動(dòng)機(jī),采用體積更大的燃燒室提供更充足的推力,WS-10X可提供超過(guò)14噸推力,可保證殲20超過(guò)一倍音速執(zhí)行巡航任務(wù)。殲20搭載新型發(fā)動(dòng)機(jī)成功得益于中國(guó)在新型復(fù)合材料技術(shù)重大突破,證明中國(guó)掌握了新一代合金錸材料的核心技術(shù),有助于中國(guó)大批量生產(chǎn)現(xiàn)役主力戰(zhàn)機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)。
優(yōu)秀航空發(fā)動(dòng)機(jī)代表了工業(yè)技術(shù)的最高水平。經(jīng)過(guò)數(shù)十年持續(xù)投入和研究,中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入快車道。改進(jìn)型渦扇-10B、渦扇-15、渦扇18、渦扇20陸續(xù)完成了試飛或首飛;WZ-9改、WZ-16、WZ-10、WZ-20等重點(diǎn)渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)項(xiàng)目進(jìn)展順利。目前,中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)約有90%為國(guó)產(chǎn)。未來(lái)20年里,中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)市場(chǎng)價(jià)值接近3000億美元。
![]() 但是,現(xiàn)有的國(guó)產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)才剛剛起步,只是一種過(guò)渡,急待國(guó)產(chǎn)高性能發(fā)動(dòng)機(jī)取代,以發(fā)揮全部性能。外界估計(jì),中國(guó)將在2到3年內(nèi)在批量制造高性能噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)方面取得突破,但對(duì)于制造可靠的頂級(jí)航空發(fā)動(dòng)機(jī),則還需5到10年。
現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)主要是渦扇,基本原理并不復(fù)雜,但在高度優(yōu)化的過(guò)程中,具體技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到非常復(fù)雜的程度,達(dá)到了細(xì)節(jié)決定成敗的高度。
典型渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)由風(fēng)扇、高低壓壓氣機(jī)、燃燒室、高低壓渦輪和噴口組成。氣壓機(jī)原理上好比電風(fēng)扇,氣壓機(jī)對(duì)著管道吹風(fēng),需要可調(diào)的導(dǎo)流片和固定的靜子把螺旋形前進(jìn)的氣流矯直,但氣流與導(dǎo)流片、靜子、機(jī)匣壁、轉(zhuǎn)軸的相互作用使得發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)流情況高度復(fù)雜;燃燒室是另一個(gè)很有挑戰(zhàn)的設(shè)計(jì)問(wèn)題。優(yōu)秀的燃燒室設(shè)計(jì)不僅提高出力和燃燒效率,還可降低氮氧化物和二氧化碳排放。但高溫條件下的復(fù)雜流動(dòng)不容易用風(fēng)洞觀察,動(dòng)輒1650K的工作條件,沒(méi)有觀察窗或者攝像頭能夠耐受這樣的高溫;燃燒室畢竟還是靜態(tài)部位,渦輪不僅具有和燃燒室一樣的耐高溫要求,渦輪本身還在高速旋轉(zhuǎn),可達(dá)15000轉(zhuǎn)/飛。強(qiáng)大的離心力對(duì)結(jié)構(gòu)材質(zhì)是巨大的考驗(yàn),但旋轉(zhuǎn)本身對(duì)冷卻設(shè)計(jì)是更大的挑戰(zhàn)。
![]() 可以說(shuō),航空發(fā)動(dòng)機(jī)是航空工業(yè)的中堅(jiān),推力大、重量輕、油耗低、可靠性高的發(fā)動(dòng)機(jī)是任何成功的飛機(jī)設(shè)計(jì)的起點(diǎn)。離開(kāi)優(yōu)秀的發(fā)動(dòng)機(jī),最優(yōu)秀的飛機(jī)設(shè)計(jì)也只能說(shuō)存撼。
當(dāng)前,國(guó)產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展處于關(guān)鍵階段。殲10、殲11、殲15、殲20、運(yùn)20等新型軍用飛機(jī)不斷涌現(xiàn),國(guó)產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)需要克服技術(shù)困難,繼續(xù)升級(jí)換代,趕上世界先進(jìn)水平。與美俄相比,中國(guó)制造高性能發(fā)動(dòng)機(jī)和頂級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)道路還很漫長(zhǎng),國(guó)產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)任重而道遠(yuǎn)。(利刃/沉巖)
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