涡扇-13发动机什么水平?
在我国有这么一款中等推力发动机,他的实机在2015年就已经在航展上展出,号称彻底突破了此前太行WS-10系列发动机的故障较多的弊病,为我国的无人机、中型战斗机、轻型战斗机提供了一款合适的动力,那就是涡扇-13“泰山”发动机,但是到目前为止,尚且没有1架装备涡扇-13发动机的战斗机服役。
图为歼-31战斗机,他的发动机除了第一架是RD-33外,2号机和3号机都是WS-13E。
到目前为止,涡扇-13发动机也只是在枭龙-BLOCK 3型战斗机和FC-31的3号机上看见装备,但是都处于测试阶段。涡扇-13发动机的研发历程很长,在2008年左右就开始了设计研发,他是以苏联的RD-33发动机为基础进行逆向仿制,但是此后又因为仿制的发动机在数字化程度上不能满足需求,于是有把控制系统推倒重来,加入了全权限数字化操控能力。
图为FC-31战斗机,他将会是我国海军的舰载机。
我国能研发WS-10A/B等大推力发动机,也能不断推进WS-18、WS-15等大推力涡扇发动机的研发,但是长期以来,却一直缺少一款堪用的国产中等推力发动机。原因在于,我国的发动机研发历程和其他国家不同,不是从低端到高端的阶梯型发展过程,而是出于巨大的军事压力,在90年代连续上马了两款大推力涡扇发动机,分别是WS-9秦岭和WS-10太行,两款发动机的研发耗费了我国大量研发人员、物资财力,集中攻关到现在,还在延续改进。
图为涡扇-13发动机,他的制作工艺要比WS-10精湛很多。
我国国土面积广大,对于重型战斗机有刚性需求,在研发成功歼-11战斗机和歼-10战斗机后,也一直缺乏堪用的发动机,为了确保国产重型战斗机和单发中型战斗机能够有合适的动力,我国在俄罗斯AL-31FN发动机的基础上发展了WS-10系列发动机,推力为13吨级别,目前已经大量交付服役。在研发歼-10战斗机的同时,我国也研发了一种轻型战斗机,叫做“枭龙”,瞄准了出口市场。
图为我国的WS-13发动机。
枭龙战斗机使用单发中等推力发动机,我国没有这样的发动机,只能选择从俄罗斯或者乌克兰进口RD-33发动机来解决这个问题。枭龙战斗机目前已经卖到了巴基斯坦、缅甸、尼日利亚三个国家,一共制造了200多架,但是因为没有国产动力,他在出口市场上总是受制于各种限制,尤其是在和米格-29战斗机产生竞争时,总是被俄罗斯以RD-33发动机断供的风险来压制。
图为在航母上起飞的歼-31设想图。
于是,我国开始发展自己的中等推力发动机,对RD-33发动机进行了逆向测绘仿制,他的推力最大为8吨多,军用推力接近6吨,和法国阵风战斗机的M88-3发动机性能接近。由于拥有了过去研发太行发动机的经验,因此在WS-13“泰山”发动机的设计研发中,我国非常注重细节设计,发动机的寿命提高到了5000小时,首翻寿命超过3000小时,平均无故障时间超过2000小时,属于一种非常可靠的发动机。
我国基于WS-13发动机和KLJ-7A有源相控阵雷达,改进了枭龙战斗机,发展出BLOCK 3型,成为一种四代半作战水平的战斗机。但是目前,该飞机依然在试飞测试阶段,巴基斯坦还没有下达对BLOCK 3型枭龙的订单。我国还有另外一种战斗机使用WS-13,那就是FC-31战斗机。他是一种第五代隐身战斗机,不过也是中型战斗机。
图为FC-31的3号机。
WS-13A发动机的推力是8吨,显然无法满足FC-31对于追赶未来先进水平的需求,于是我国在WS-13A的基础上发展了WS-13E发动机,最大推力提升到了9吨,双发总推力可达18吨,和美国为F-35战斗机配备的单台F-135发动机的推力相当,确保了FC-31战斗机具备动力上的先进性,也保证他在出口的时候不会遇到发动机卡脖子的问题。毕竟,FC-31从一开始就是以对标美国F-35为目标研发的,如果动力上不如对手,那就很难完成全面性能的超越。
图为FC-31战斗机,是先进的第五代战斗机,对发动机要求很高。
FC-31战斗机的放大型很可能被选定为我国未来海军第五代舰载机,因此WS-13E发动机很可能伴随FC-31的改进型一起进入我国海军服役,到那个时候,恐怕WS-13E才会真正进入现役序列。另外,还有报道称,我国的EA-03大型长航时无人机也使用了WS-13A发动机,因为如果不是这台发动机,我国也就没有其他适合这种大型无人机的涡扇动力了,就无法解释他搭载的是什么发动机了。
图为枭龙BLOCK3型战斗机。
因此,从装备的飞机种类,以及对我国空军的意义来看,WS-13发动机的意义和WS-10比起来一点都不低,甚至在国际军贸市场上占领中型战斗机市场,也需要WS-13的加入。至于该发动机未来的发展能否顺利,我们还需要继续观察,毕竟他也是我国第一款真正进入世界先进水平的中等推力发动机。
涡扇-13发动机什么水平?
使用涡扇-13的FC-31亮相巴黎航展,与美制F-35同台展出,同时展出者,还有一款“枭龙”III,二者同时使用该型发动机,世人不再担心中国发动机,原因是涡扇-13已发展到E型号,正在收割成熟期,现在的努力,使它推比更大,2017年贵发已做过公开展示,按其展板介绍,这是一款三代中推,水平大致与俄制RD-93一致。我们能做得更好,有多款机型要装备使用,比如“利剑”和“鹞鹰”III,没准还有“彩虹”-7,都是装机对象。中国航空一大难点在于航发的突破,“枭龙”出口时传言受到发动机限制,那么现在,涡扇-13大有功力。为了推动航发技术进步,我们这些年,还是蛮拼的。
传说涡扇-19
没人能证实涡扇-19项目的存在,央视节目一记录片说到推动“鹘鹰”项目如何,其实为WS-13配套也说不清楚。网友们的疑惑,WS-13只是三代中推,与四代中推还有距离。世上中推者有四,美国F414,欧洲EJ200,法国M88-3,俄罗斯的RD-33,使用多年已非常成熟,除了RD-33,其它三款的推比达到了10或10以上,推力达到了10吨。据悉,我们与RD-93可比类同肩差不多一样。网友们的意思,更进一步,打造一个全新的型号涡扇-19,即中国的四代中推,可以满足多款机型使用。魂舞大漠倒不这样看,能把涡扇-13做好,或说做到极致,就可以。
好在够努力
网上的议论,有人非常过份,说我们的差距至少50年或者更长,过去我们发展不够是实事,依如今水平而计,20年总是有的。军用大推“太行”已成,四代“峨眉”近在咫尺,都是正在使用的航发,我们发展虽晚,但显而易见的事实,已经赶将上来。赶上来即能证明完成了重点技术突破,比如材料,比如装配工艺,现在我们有了非常科学的研发体制,有非常优秀的航发队伍,而且不缺资金,假以时日,没有什么不可以。大推如此,中推也可以。中推设计不算晚,架构比较合理,就在涡扇-13的基础上努力就可以。
涡扇-13发动机什么水平?
WS-13/涡扇-13“泰山”是贵州航空集团在引进俄罗斯“RD-33”基础上进行升级改进得到的一型中等推力、低涵道比军用涡轮风扇航空发动机。(国产中等推力军用涡扇发动机/WS-13)该型号涡扇发动机可配套机型广泛、是三代机的标配动力。
虽然该型号是涡扇发动机是在俄产“RD-33”基础上升级改进、发动机性能得到大幅度提升。
(俄罗斯产原形机“RD-33”发动机)
WS-13“泰山”与…“RD-33”参数对比:
长:4140mm~ 4230mm/俄
直径1040mm~ 1020mm/俄
重量1055kg ~1153kg/俄
推力52.3KN ~50.1KN/俄
加力推力86.37~ 81.14/俄
推重比:7.88~ 7.81/俄
涡扇13/RD-33都是采用全权限数字式控制、可在飞行包线内任意一点空中再气动性能、采用补氧系统高空高速性能突出与美国“F16A/B”配套的F100-PW-100水平一致。RD-33是前苏联克里莫夫设计局设计生产制造的中等动力涡扇发动机是著名的“米格29”战斗机标配动力。(俄罗斯的“米格-29”前线战斗机)由于设计理念上的差异、“米格29”战斗机的定位:野战前线战斗机、载油量受限、“腿短跑不远、看不见”是米格-29饱受争义(米格29作战半径800公里、火控雷达可探测距离70公里)与现代三代机作战性能相差甚远。
由于受自身电子技术、原材料技术限制加上对“米格29”的作战定位RD-33仍然采用“短环形燃烧室和离心式喷油嘴”理论上讲、是比较简单高效率的设计形式、可以完全使燃油充分燃烧发挥更大效能。
然而俄罗斯数字式计算机控制技术不达标、发动机燃油燃烧不彻底发动机推力并没有完全得到发挥还形成“冒黑烟”的现象、质量不稳定故障不断、给RD-33的外销造成不良影响。
贵州航空集团引进“RD-33”针对性的进行了从新设计、充分利用国内数字式控制系统技术使国产化涡扇-13发动机质量性能可靠性大幅度提升、使配套机型有了一颗动力强劲的“心脏”,“青出于蓝胜于蓝”RD-33/在涡扇-13“泰山”型号上重获新生……(准备WS-13涡扇发动机的巴铁空军“枭龙BIockII-2”加油型号)(验证试飞阶段的“枭龙”双座教练机/多用途型号配置涡扇-13发动机)(装备涡扇-13/WS-13发动机的巴铁空军多用途型号“枭龙”战机)(沈飞集团研发的四代机标准的隐身验证机/FC-31配两台涡扇-13发动机)WS-13/涡扇-13涡轮风扇中推发动机也是“飞豹FB-1A/歼轰7A的后选动力。
涡扇-13发动机什么水平?
为了突破制约我国航空工业发展的最大“瓶颈”,近些年我国在研的航空发动机已经超过了十多种,从涡轴到涡扇、从小涵道比到大涵道比,再从小推力到大推力!而其中,涡扇-13虽然已经研制成功并使用,但似乎并没有像涡扇-10以及涡扇-15那样受关注!
其实,涡扇-13是我国黎阳航发在俄制 RD-33 发动机的技术上,对部分技术进行了改进而研发的一款中推力涡扇发动机,原命名为天山-21,后在空军副司令将其该命名为“泰山”!据悉,基础版的涡扇-13发动机最大推力约为8.8吨(86.37KN),推重比7.8,大修间隔810小时,寿命总时长约为2200小时!
总体来说,涡扇-13的主要性能指标均在俄制原版RD-33之上,而且早在2011月FC-1“枭龙”就已经换该发动机首飞成功,进度上仅比涡扇-10的研发晚了5年!不过,RD-33发动机是苏联上世纪70年代的产物,无论在材料还是设计上都相当落后,所以巴基斯坦购买的“枭龙”并没有只用该发动机!
为此,后来黎阳利用手中的涡扇-12发动机技术与克里莫夫设计局对RD-33进行了合作改进:用三级风扇替换了原来的四级风扇、并重新设计了新燃烧室、并用单晶涡轮叶片替换原来的定向凝固叶片,使得该发动机的涡轮前温度达到了1600-1700K,最大推力则升到了9.5吨,推重比8.6,大修间隔超过1000小时,总寿命超过3000小时。
改进之后的发动机在俄罗斯命名为RD-33MKN,主要装备于俄罗斯的米格-35战机,而在中国则该命名为涡扇-10E发动机,主要用于FC-1“枭龙”和FC-31“鹘鹰”战斗机!后来,FC-31“鹘鹰”2.0版也确实换装了该发动机,不再冒黑烟!
似乎该涡扇-13E发动机的性能还不错,但与同类型的EJ-200(欧洲)以及F-414(美国)相比,涡扇-13E的涵道比却高达0.68,长度也有4.5米,推重比也有差距!相比较而言,涡扇-13E只能算是一款较好的第三代中推力涡扇发动机,对于FC-31想要的四代中推还不够,只能是过渡产品!
总之,涡扇-13E发动机目前的定位还是比较尴尬的,未来可能会用于FC-1“枭龙”或者“山鹰”教练机以及大型无人机等,大批量装在FC-31上可能性不大了!
涡扇-13发动机什么水平?
典型3代中推,国产版本RD33改进版本。据说4/8/1/1比RD33少一级结构,用的电传飞控,比RD33短点,最大推力多半吨!
涡扇-13发动机什么水平?
航空发动机在当今世界上被称为“工业之花”。一个国家中,这朵“工业之花”的绽放程度,不仅是这个国家工业发展的一种标志,同时航天发动机很大程度上会影响一个国家空军的发展程度。近些年来,中国在航发领域不断的突破,比如涡扇-10B、涡扇20等,甚至有消息称涡扇-15目前也已经取得了重大突破。
目前我国正在开发大涵道比发动机,为了装配到我国的五代机上。而涡扇-13发动机属于中推力涡扇发动机,该型发动机最初的研制动机其实非常简单,就是为了搭配“枭龙”战机,作为其配套的国产化动力系统。目前涡扇-13发动机推力增加到了90KN,推重比8,寿命达到了2000个小时以上,与西方同类型发动机如F-414和EJ200相比差距进一步缩小。
根据以上的参考资料来看,涡扇-13发动机是属于三代机、四代机装备的发动机,并不是为歼31准备的,歼31战机就算装备了涡扇-13发动机,性能也不达标。因此涡扇-13发动机并不能改变黑户的状态。
最近,有消息称歼31战机将会装备“涡扇-19”发动机,据悉,涡扇-19发动机是我国第四代小涵道比中推力涡扇发动机,涡扇-19发动机的最大推力可达10吨,或许能11吨以上,推重比也将超过10,中国的第五代中型隐身战斗机将得到类似于美国F–35隐身战斗机的发动机推力。
总之涡扇-13发动机将不会安装到歼31上,就算安装到歼31上也只是是一个过渡品。还是早些期待我国下一代舰载机能够早点问世,这样才不会与美国等国家在舰载机上形成代差。
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