涡扇15的性能参数究竟如何?跟世界同类型发动机相比孰优孰劣?

加力推力:161865-181373N,中间推力:10522daN,加力耗油率:1.98kg/daN/h,中间耗油率:0.67kg/daN/h,推重比:9.7-10.87,空气流量:138kg/s,涵道比:0.25,总增压比:30.5,涡轮进口温度:1850K,最大直径:1.02m,长度:5.05m,质量:1633.7kg

F119的主要性能参数最大推力156千牛,中推力105千牛,推重比10.3.涵道比0.3,涡轮前温度1677℃“加力耗油率[kg/(daN·h)]2.40。中间耗油率[kg/(daN·h)]0.622(据估算应为0.88~0.90),最大直径1.13米,长度4.826米,重量1360千克。

当然,这些数据参数中有部队的成分,比如像F119和涡扇15这种涵道比在0.2到0.3级别的涡扇发动机,加力油耗怎么可能只有2以下,我通过查资料发现,涡扇15的加力油耗数字应该是涡扇10的加力油耗。后者可是涵道比大了一倍都不止的。所以相对来说F119的2.4更可信一点。通过美国军方的数据,我们发现在超音速巡航状态下,F22这款飞机对外公布的航程仅有2200公里,作战半径仅有780公里,足以看出更小的涵道比在提供了更优秀发动机性能的同时,油耗有多么大。以至于F22这种可以满载8吨燃油的空优战机的作战半径只相当于装载三吨燃油的三代战机!


聊完了其中的疑问,我们接下来要说的,网友可以称之为自嗨,但是确实是全世界公认的事情。那就是第四代推重比10以上的涡扇发动机目前除了涡扇15只有三款。分别是美国的F119,F135以及英国的EJ200,分别装备在F22,F35以及台风战机上。我国的涡扇15可以算作是第四款。很多人看到这里会提出疑问,难道俄罗斯作为传统的航发强国,就没有第四代涡扇发动机吗?答案是有,但是不成熟。

俄罗斯的产品30系列发动机根据俄罗斯人的描述,是全世界最先进的发动机。但是,这是一款一直没有量产的发动机。我们知道,即便是三代航发,通过牺牲发动机寿命的方式可以短暂提升发动机的性能,可能原本寿命有一千小时的发动机,强行提升的结果是寿命只剩下了一个小时,所以产品30到底怎么样,都是俄罗斯自说自话,外界根本不得而知。我们只知道这款发动机书面参数优秀,但是没有进入实质量产阶段,所以不能算作是研发成功的发动机。

再来说一下罗罗的EJ200和F135,前者是一款中推发动机,重型战机的话两台有点不够用,中型战机的话一台有点多,只能对标我们研制中的涡扇19,也就是为歼35准备的发动机,跟涡扇15不在一个层次上。而F135最大23吨的加力推力,实际上是F119的涵道比扩大后的结果,两者本质上是一台发动机,只不过F135的涵道比增大后更省油更经济罢了。但是因为增加了外涵道尺寸,导致F135飞机特别粗,这也是为什么装备一台F135的F35战机这么肥硕的原因。不仅仅如此,F35不能进行超音速巡航,最答航速只有1.6马赫。跟歼20超音速巡航1.8马赫,最大航速2.8马赫以及F22超音速巡航1.4马赫,最大航速2.4马赫相比简直差到了姥姥家了。所以F135这种硕大风扇叶片带来的巨大阻力导致这款发动机并不适合装备在纯制空战斗机上,这也是F35战机被称为联合打击战斗机的原因!


我们以上说了这么多,主要为了突出的点就一个,我们的涡扇15航空发动机的列装,是具有划时代意义的。这标志着我们进入了世界上最先进航发俱乐部国家内。从根本上解决了我国航发心脏病的问题。依托于涡扇10,我们研发出了我们自己的大涵道比版本的涡扇20推动了我国运20的起飞和性能解绑。依托于涡扇15,我们完全可以研发一款中等涵道比的改良型号,装备在接近服役的轰20上,届时估计飞翼布局的轰20实现超音速飞行都不是问题了。

从技术性能上讲,我们涡扇15在参数性能上不能算是超越了美国和英国,只能算是追上了他们十年前的水平。相对于目前美国已经研发成功的变循环发动机XA100来说,我们依然存在一代的差距。但是我们实实在在的超过俄罗斯,确是板上钉钉的事实。我们留个小问题给大家思考,作为我们曾经的老师,前苏联乃至现在的俄罗斯,为什么没有我们在航发上的进步更大?难道真的只是经费充足的原因吗?这个话题我们稍后再聊!

涡扇15的列装,对我国有什么巨大的现实意义?为什么说即便是美军航发依然比我们先进一代,却无法在战机性能上再次将我们拉开?

我国空军发展长期受到航空发动机的制约,多年以来空军发展实际上对外依赖是特别严重的。这种依赖从进口苏27到歼10以及各种改进型战机的发展,甚至歼20的研制,前期都受到了制约。直到2014年以后,我国涡扇10的改进型涡扇10B的成熟,才在一定程度上缓解了我国四代战机的航发需要,但是对歼20来说,即便是后期改进的15吨推力的涡扇10C,依然不能将歼20的设计性能全部发挥出来,这导致我们歼20在2017年就定型了,却依然没有进入大规模量产阶段,直到今天不过才生产了200架左右的原因。


要知道,跟我们同时期进行F35量产的美国,现在装备的F35战机数量已经超过了600架了。甚至进口了一点F35战机的日韩空军在战机性能上也有点看不起我们歼20的意思,哪怕是装备涡扇10C的歼20也可以完虐F35,但是人家就是不拿你当回事儿。

装备涡扇10C的歼20过去无论是机动性能,超音速巡航能力以及综合航电性能已经超越F22的基础上,装备涡扇15之后性能再一次提升大约30%,试问世界上还有哪一款战机是我们歼20隐身战机的对手?大家网上对于歼20世界第一的说法,这一次终于落到了实处。除了这个之外,涡扇15另一个好处是,我们掌握这款航发完全的知识产权,不存在受制于人的情况,空军进入自由发展的天空意味着,我们愿意的话,可以生产出更多的歼20,目前四条歼20生产线马力全开的话,不出十年,我们就可以装备500架歼20战机。想想这个数字吧,重型隐身战机一旦达到这个数字,歼20对周边的压制将达到什么程度?在亚洲的天空,谁堪与敌?

我们都知道,决定一款发动机性能好坏的核心,是涡轮前温度。我们的涡扇15突破了1900度的高温意味着,接下来为歼35研制的中推四代涡扇发动机涡扇19将成为世界上最先进的中推航发,性能上超越罗罗的EJ200将是可以预期的事情。

当然,我们在兴奋的同时也要看到,我们存在的短板以及和更先进的美国的差距。不过这种差距仅仅是航发技术上的,而美国也不能用这种差距将我们战机再次拉开一次。原因很简单,变循环发动机赋予飞机的性能,是建立在涵道比切换上的,说的直白一点,装备变循环发动机之后,美国战机可以兼顾油耗和战机的综合性能。而装备涡扇15和F119的歼20和F22只能保障性能,必须忽视航程和作战半径。


举个例子,美国XA100变循环发动机尺寸上和F135一样,可以直接装备在接下来生产的F35战机上。美国计划到2030年开始换装这种发动机,届时F35战机将不再只是笨重的肥电,完全有可能达到美国F22战机的机动性水平。但是即便是这样,在空战性能上依然落后于我们的歼20战机。如果没有突出的技术升级,仅仅依靠变循环发动机,美国能够做到的,无非是飞机的航程和机动性得到了兼顾罢了。并不能彻底将我们拉开距离。

何况我们也不会停滞不前,变循环发动机跟涡扇15的研制难度不在一个级别上。前者只是在外涵道的可变度上做文章,本身的技术难度跟涡扇15在核心机上做文章要小的多的多。所以我们接下来要不要研发变循环发动机并非下一步航空工业发展的重心,更多的应该将精力放在第六代战斗机上。目前中美六代机位于同一起跑线上,欧洲的六代机也开始了研制。未来战机性能大竞赛已经开始,到2030年前后,应该就有分晓了,我们且等几年,就可以看到中美空军竞争的结果了。

我们为什么能够超过航发强国俄罗斯?难道只是因为我们更多的资金投入吗?

我们知道,从第三代战斗机开始,我们的航发主要依赖俄罗斯的供应。可以说没有AL31来华,我们的歼10,歼15,歼11等战机根本就没有可用的发动机。在我们涡扇10航空发动机严重拖慢进度的同时,我们是如何一步步超越老师,将俄罗斯拍在沙滩上的?

其实这件事情,跟中国和俄罗斯在航发上的认识有很大的关系。我们最初的航空工业师从苏联,在涡喷时代,两国的航发都有问题。苏联和我国的航发最大的问题就是战机性能索引的集中精力突破。简单的说,先提出战机性能需求,然后针对性的研制航空发动机。也就是说,航发的研制受到战机研制的限制。这跟英美航发研制和战机研制分开的思路完全不同。其实我们的涡扇10还是沿袭这一思路的代表,如果没有歼10的航发需要,涡扇10又是给谁配套呢?


航发为战机配套有个巨大的坏处,那就是航发的研制周期远超战机的研发周期,往往导致战机因为没有配套航发而下马或者拖延进度。我们歼10就因为涡扇10没跟上差点回去用涡喷过渡。当然,后来中俄都改进了这方面,所以这不是中国超越俄罗斯的主要原因,但是中俄的这种航发研制思路,导致两国在航发上相对于欧美来说,都落后了。

真正对我们航发研制起到关键作用的,其实是斯贝发动机的仿制。这款从上世纪七十年代就进口,在仓库里吃了十年灰,到2000年以后才成功的发动机,才是我们航发研制标准和规范建立的时候。

上世纪七十年代,周总理访问英国,从英国购买了50台斯贝发动机。但是当时并没有战机研制的计划,这种发动机也就没有了用途,放在工厂里吃了十年的灰。等到歼轰7上马之后,兜兜转转的最终看上了斯贝发动机,但是对于一款主力飞机来说,50台的库存迅速消耗一空,这时候能不能进口更多的斯贝,成为了限制飞豹战机发展的主要矛盾。我们在上世纪九十年代继续跟英国人求购斯贝的时候呢,人家已经停产了这种发动机。结果我们只有买了英国从退役鬼怪战机上拆下来的一部分发动机,但是杯水车薪,我们必须换成这款航发的国产化,才可以大力发展飞豹战机。于是,斯贝的国产化随之展开。

好说歹说的,英国人因为这款航发已经不生产了,于是一股脑地将生产图纸,检验标准以及各种英国的航发生产和研发的条条框框搜罗了一下打包都卖给我们了。这一下,我国航发像捡到了宝一样,因为英国给我们的,是一整套航空发动机研制,生产的标准。于是我们迅速的改进了我国航发研制和生产流程和标准,斯贝虽然到2004年才算成功量产,但是仿制斯贝的过程,实际上是改造我们航发研制和生产标准的过程。正是这一套标准的建立,为我国的航发研制,找到了一条正确的方向。此后的涡扇10在这种理念下获得成功改进,涡扇15一样得益于斯贝建立起来的航发研制生产流程。

不管咱们是不是承认,秦岭发动机的成功,对于中国来说都有着举足轻重的作用。也就是说,在航空发动机的研制上,从上世纪九十年代,我们就舍弃了苏联标准,开始拥抱英国标准。这其中我们还用我们的技术实力,帮助俄罗斯将AL31F的发动机寿命从300小时,提升到了1500小时,对于前苏联那种只管发动机性能,不管发动机寿命和维修成本的做法,我们做了深度的改进。目前在航发的寿命方面,我们的涡扇10已经做到了4000小时,这已经达到了美国三代航发寿命的标准。至于涡扇15能做到多少,目前还没有公开的资料说明,我们也不敢妄下断言!

简单说,我们航发对于俄罗斯的超越,肯定有更多资金投入的优势。毕竟毛子要有钱,分分钟给你搞出一个数据逆天的玩意儿并非不可能,只不过人家不管这些东西能用一个小时还是半个小时罢了。但是我们的超越绝非仅仅是资金投入的功劳。航空研发新的标准的建立对航发的弯道超车起到了关键的作用,这是我们区别于俄罗斯的关键。


小结:数代航发人,数十年坚守。最终治愈了我们航空产业的心脏病问题。涡扇10如果是一个起点的话,涡扇15则是我们追赶世界先进水平的标志。涡扇15之后,海阔凭鱼跃,天高任鸟飞。我们中华航发产业终于交上了一份完美的答卷。随着涡扇15的量产,在空军发展领域长期受到压制的中国空军终于具备了一飞冲天的基础,此后中华空天之剑,将会变得所向披靡,无人可当!