留学头条 最新 正文
发动机成为歼20最大短板 中美发动机差距有多大

在11月11日空军节,官方公布了由J20和J16组成的庆贺建军90周年的照片。在不久前,在央视栏目上,专家披露歼-20换装了国产发动机。在9月27日,国防部发言人吴谦在记者招待会上宣布,中国的隐形战斗机歼-20已经正式列装部队。不少评论将歼-20的发动机视为最大短板,认为装备国产发动机的歼-20无法挑大梁。那么,国产发动机究竟会带来怎样不利影响,装备国产发动机的歼-20能否对抗美国F-22战机?

发动机成为歼20最大短板 中美发动机差距有多大

(歼-20)

战机"心脏病"是老大难问题

一直以来,中国战鹰的"心脏病"是一个老大难问题。从歼-5、歼-6、歼-7、歼-8等战机基本装备的绝大多数是仿制的苏联发动机,虽然部分歼-8战机装备了自主研发的昆仑发动机,但绝大部门歼-8装备的是仿制苏联发动机的涡喷13发动机。

而飞豹战机装备的涡扇9是引进英国斯贝发动机的国产化版本,歼-10战机和部分歼11战机则装备从俄罗斯购买的AL-31f发动机。即便是自主研发的涡扇10发动机,部分技术也源自逆向工程,涡扇10发动机的核心机与美国F404、F110发动机有很深的渊源。

发动机成为歼20最大短板 中美发动机差距有多大

(太行发动机)

根据专家披露的消息,在J-20首飞之时,其发动机为俄罗斯的AL-31f发动机,而在不久前,歼-20成功换发,使用了国产涡扇10发动机。不过,无论是AL-31f发动机,还是国产涡扇10发动机,其性能与F22上使用了F119发动机有一定的差距。

国产发动机和美国发动机差距有多大

就具体参数来说,涡扇10在加力推力、中间推力和推重比等关键参数上和F119差距明显。

发动机成为歼20最大短板 中美发动机差距有多大

(试车台上的F119发动机)

加力推力是指发动机的加力燃烧室喷油点火时获得的推力,是航空发动机能够给出的最大推力。高温燃气在经过加力燃烧室时,还有部分氧气未能全部消耗,在这种情况下,如果在加力燃烧室注入燃料,就能产生更大的推力。

一般情况下,开了加力之后,发动机的推力能够增大40%——50%。从最大加力推力来看,美国F119发动机可以达到15.5吨以上,而涡扇10发动机的加力推力在13吨左右。作为参照,俄罗斯的AL-31f的改进型99M1发动机的加力推力也就13吨出头一些。在加力推力上美国F119发动机有明显优势。

发动机成为歼20最大短板 中美发动机差距有多大

(AL31f发动机)

中间推力指的是发动机核心机的工作状态和加力推力时的状态相同时,加力燃烧室不喷油点火时获得的发动机推力。涡扇10发动机的中间推力为8-9吨。作为对比,美国F119基本型的中间推力就接近10吨,改进型的中间推力更是在10吨以上。

推重比也是衡量发动机性能的关键参数。推重比指的是发动机的推力与重量的比值,美国F119发动机的推重比约为10,中国涡扇10发动机推重比约为7.5,差距还是显而易见的。

发动机短板有怎样负面影响

相对于J-20在隐身上的出色表现,J-20在超声速巡航方面就存在一些瑕疵。而这其中的原因并非J-20的气动设计不佳,而是J-20装备的发动机不够给力。

由于发动机开加力时,虽然能大幅增加推力,但因加力燃烧室中的气体含氧量较低,燃烧效率不高,加力状态油耗巨大,仅用于起飞或空中格斗,在巡航时,战机一般是不开加力的。而要实现超声速巡航,就要求发动机有较高的中间推力。

之前介绍了,在中间推力上,F-22的F119发动机明显优于歼-20战机的涡扇10发动机,因而在超声速巡航方面,F-22可以凭借F119强劲的推力实现超声速巡航,而依靠涡扇10的中间推力,J-20要实现超声速巡航,就必须在气动设计和战机减重方面下苦功。而且在没有换装性能更好的涡扇15以前,极有可能是不如F-22的。

发动机推力逊色一筹的另外一个负面影响就是机动性,F-22可以依靠F119强劲的性能和其具备的矢量推力实现超机动,而这是歼-20的涡扇10发动机所做不到的。不过,这并非无法补救,歼-20的鸭翼设计能有效提升机动性。

发动机成为歼20最大短板 中美发动机差距有多大

(F22战机)

军用涡扇发动机中国达到国际先进水平

航空发动机的设计与制造技术涉及气动、传热、冶金材料和制造工艺等多种学科和领域,集中了多项高新技术,代表了一个国家的总体科技水平,因而被誉为"工业之花"。

由于中国航空工业起步晚、缺课多,而且长期资金投入严重不足,使中国在航空发动机上一直落后于西方国家。而随着涡扇10发动机的问世,则一举扭转了我国军用大推力航空发动机上受制于人的局面,并一举达到世界先进水平。

发动机成为歼20最大短板 中美发动机差距有多大

虽然太行发动机与美国最先进的第四代军用大推力发动机F119发动机存在一定差距,但与美国和俄罗斯的第三代军用大推力发动机的性能水平相当。就具体参数来说,俄罗斯AL-31F发动机的推重比7.14,加力推力12-13吨;美国F110-GE-129发动机推重比为7.36,加力推力接近13吨。国产涡扇10发动机的性能与这两款发动机基本处于同一个等级。

由于像涡扇10这样的军用大推力发动机的技术门槛要比法国M88这样的军用中推的难度高。由于欧洲老牌工业国国力衰退,没有能力研发重型战机,而成熟的航空发动机是使用出来的。在没有装机平台的情况下,欧洲没有诞生三代、四代军用大推力小涵道比涡扇发动机的条件。可以说,欧洲国家的军用航空发动机受制于欧洲各国国力有限,以及当下政策的限制,其军用涡扇发动机将长期处于止步不前的窘境。

中国作为全球第三个拥有成熟军用大推力发动机的国家,也极有可能是全球仅有的三个拥有有成熟军用大推力发动机的国家。在军用涡扇发动机方面,中国在技术水平上也仅仅是明显逊色于美国,与俄罗斯比差距有限,国人不必对因歼-20发动机的不够给力而妄自菲薄。而当性能更先进的涡扇15装备歼-20之后,歼-20也将像F-22那样具备充足动力。

发动机成为歼20最大短板 中美发动机差距有多大

(阅兵中的歼-20战机)

结语

虽然在超声速巡航性能上,J-20恐怕存在一定瑕疵,未能达到四代机4S的指标,但这并不影响J-20成为一款四代机。正如美国F-14装备典型的二代发动机TF-30依旧能有不俗的性能和战绩,F-35同样存在无法超声速巡航依旧被归入四代机范畴。以歼-20目前的性能已经具备与美国F-22一较高下的能力,足以完成中国陆地领土和海洋领土的国土防空任务,是一款足以改变亚太空中格局的先进装备。

在线客服
点击咨询
微信咨询
微信咨询
客服电话
400-800-2423
客服电话
留言建议
点击留言