追赶世界第一,对比美国F135发动机,中国涡扇15到底如何?

追赶世界第一,对比美国F135发动机,中国涡扇15到底如何?

在之前的文章中,作者和大家聊了一系列关于我国舰艇燃气轮机、柴油机的发展故事。今天,我们聊聊我国空军战机的涡扇15发动机,不得不说,涡扇15大推力发动机对于我国各种主力战机,至关重要,例如歼20战机等等。那么,对比美国最新型号的F135系列航空发动机,中国涡扇15系列发动机,到底属于什么水平呢?

解放军21世纪初期歼10A战机

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对于各种类型的战机来说,在设计之初,会根据战机整体设计、具体定位不同等各方面的因素,选择最适合自己的发动机。以美国的F22、F15,中国的歼20、歼16,俄罗斯的苏57、苏35等战机为例,都采用了双发大推力发动机,上述战机属于重型战机,对于作战半径、超音速巡航、挂载能力等方面,都有很高的要求。

同时,一些中型战机采用了单发大推力发动机,例如美国的F35、F16,中国的歼10等等,都采用了单发大推力发动机。众所周知,在航空发动机领域,由于长期的技术封锁,再加上国内的经验储备明显不足,我国在发动机领域,长期受制于人。发动机技术有限,直接限制了战机的最大潜力。

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例如战机的超音速巡航、机动性、综合挂载能力、最大航程等等,都和发动机息息相关。由于自身技术有限,21世纪初期,我国生产的歼10A、歼11A、歼11B等一系列战机,都是使用从俄罗斯进口的AL31系列发动机。21世纪初期的几年,我国涡扇10系列发动机定型,但是,涡扇10A发动机的技术有限,最大推力只有12.9吨左右。

与俄罗斯AL31F发动机相比,仍有一定的差距。按照报道,俄罗斯AL31F发动机最大推力13.5吨。其实,不仅仅是上述战机,甚至2010年代前期,我国生产的各种主力战机,仍在使用从俄罗斯进口的AL31系列发动机。例如歼20战机的早期型号,曾经一直使用AL-31FN Series III型发动机,最大推力14.1吨。

解放军歼15舰载机,已经更换为涡扇10发动机

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同时,解放军海军的歼15舰载机,曾经长期使用AL31系列发动机的海军版。直到2015年之后,随着我国航空发动机技术逐步成熟之后,我国各种主力战机才开始换装涡扇10系列发动机。其中,歼16、歼10C已经大批量使用涡扇10B发动机。按照国外媒体的报道,涡扇10B发动机,军用推力9.094吨,最大加力推力14.5吨左右。

进入2020年以来,我国歼20战机已经成批量使用涡扇10C发动机。按照国外媒体的报道,涡扇10C发动机的最大推力,达到了14.9吨(也有15.1吨的说法),已经接近俄罗斯AL41F发动机的水平。2024年春节期间,出现了我国海军歼15舰载机换装涡扇10系列发动机的报道。截止歼15战机换装,我国海空军各种主力战机的发动机瓶颈,已经全面解决,不再受制于人。

解放军空军歼16战机

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由此可见,我国发动机在一步步完善和成熟。航空发动机技术属于一通百通,随着涡扇10系列发动机的全面成熟,发展新一代大推力发动机的各方面条件,已经十分成熟。

毕竟涡扇10系列发动机,与欧美先进技术相比,仍有一定的差距。美国空军的F15、F16系列战机,基本上以F100系列或者F110系列发动机为主,以美国F16战机几个最新批次为例,使用了1台F110-GE-134发动机,最大推力为14.6吨。美国F15战机的几个改进型号,使用了两台F110-GE-129发动机,最大推力方面也是类似的水平。

歼20战机的动力一步步变化

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当然,美国一些媒体号称达到了15.1吨。实际数字,目前很难说。我们看一下美国第五代战机使用的发动机,目前,美国F22战机使用了两台F119-PW-100大推力发动机,最大推力17.5吨到17.7吨左右。不过,F119-PW-100属于美国90年代的技术产品,不能代表最新技术。

进入21世纪以后,为了搭配F35战机,美国在F119系列发动机的基础上,推出了F135系列发动机。按照报道,F135系列发动机前期型号,最大推力19.1吨左右。目前的改进型号,已经超过了20吨,达到了20.4吨。2018年,按照报道,F135发动机第二阶段改进型号(即“增长选项2”)取得巨大进展,并且即将进行测试,该发动机推力将再次刷新世界纪录,达到21.3吨至22吨。

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当然,截止目前,这一改进型号并不成熟。由此可见,我国涡扇10系列发动机,与上述发动机相比,存在非常明显的差距。其实,早在21世纪初期,我国已经开始了新一代大推力涡扇发动机的研发项目,这就是赫赫有名的涡扇15。2006年5月,涡扇15首次台架运转试车成功。2011年,完成了涡扇15验证机的交付。

按照报道,我国涡扇15系列发动机的最大推力18.5吨左右,已经超过了美国F22战机使用的F119-PW-100发动机。两台涡扇15发动机,能够确保歼20战机的强劲动力,作战潜力大大提升。2023年,中国航发北京航空材料研究院项目负责人张勇,在《第三届中国航空投资峰会暨第七届中国航空创新创业大赛》的宣讲中透露,涡扇15发动机已经批生产交付。

美国F16系列战机

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当然,现阶段的涡扇15发动机,与美国F135系列发动机,仍有一定的差距,这是客观事实,我们不能回避。但是,涡扇15发动机的出现,解决了我国新一代大推力发动机的有无问题。同时,进一步缩小了与欧美先进水平的差距,我国在发动机领域,与美国的差距,不再是那么遥不可及。双方仍有差距,但正在逐步缩小差距。

其实,不仅仅是航空发动机,在舰艇燃气轮机方面,也是类似的情况。美国LM2500系列燃气轮机中,LM2500G4燃气轮机,额定功率33.9兆瓦,净效率38.5%。LM2500G5燃气轮机,额定功率36.3兆瓦,净效率38.4%。我国GT25000燃气轮机额定功率达到 26.7兆瓦,净效率 36.5%。最新型的GT25000SS燃气轮机,最大额定功率提升到了33兆瓦左右。

美国F15系列战机

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2023年10月,国产CGT40燃气轮机亮相,按照报道,CGT40燃气轮机属于国产新一代大型燃气轮机,最大额定功率40到42兆瓦之间,热效率达到了39.5%。由此可见,在舰艇大型燃气轮机方面,我国基本上达到了美英先进燃气轮机的水平。

由此可见,我国在航空发动机、舰艇燃气轮机、舰艇柴油机等领域,与欧美先进水平之间,差距正在一步步缩小,部分领域甚至已经基本接近或者追平。随着涡扇15发动机的定型和交付,歼20战机肯定会陆续换装,“完全体”歼20战机的性能会大大提升。

美国F22系列战机

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请注意,涡扇15发动机仅仅是刚刚定型、交付,与美国F135系列发动机相比,仍然存在一定的差距。但是,涡扇15系列发动机肯定会出现一系列的升级型号,例如涡扇15B、涡扇15C等等,双方的差距肯定会越来越小。

美国F35系列战机

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关于解放军部队战机发展的一系列故事,还有很多。作者在以后的文章中,和大家慢慢聊。

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