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鱔魚面:用高中知識告訴你 殲-20到底用的什么發(fā)動(dòng)機(jī)
關(guān)鍵字: 殲-20發(fā)動(dòng)機(jī)殲-20殲-20用什么發(fā)動(dòng)機(jī)殲-20的發(fā)動(dòng)機(jī)到底是什么?
航展由于為了飛行安全,載油量應(yīng)留有一定余裕,加上航展上的J20是從別的地方飛過來的,為了保證安全,我們假設(shè)殲-20攜帶油料4噸(這也是執(zhí)行類似任務(wù)的載油量),同時(shí)我們知道殲-20的發(fā)動(dòng)機(jī)推力小于等于其最大軍用推力;同時(shí)殲20的空重還小于F-22,我們這里取網(wǎng)傳的最小值15噸。那么按照以上前提,殲-20的發(fā)動(dòng)機(jī)不開加力的推力應(yīng)大于其重力,所以其單臺發(fā)動(dòng)機(jī)的軍用推力則應(yīng)至少大于9.5噸(如果殲-20的空重大于15噸,那么其發(fā)動(dòng)機(jī)推力則需要更大)。
然而俄國AL-31發(fā)動(dòng)機(jī)家族里推力最大的117S(AL-41F1S)發(fā)動(dòng)機(jī)在低空的最大軍用推力也只有8.5噸,根本不支持殲-20進(jìn)行大角度加速爬升,更別說推力更小的99M(AL-31FM)系列了。再者,117S發(fā)動(dòng)機(jī)是在2016年12月隨Su-35戰(zhàn)斗機(jī)引進(jìn)的,99M2發(fā)動(dòng)機(jī)則還在俄國接受測試,所以殲-20的這兩位“緋聞女友”在殲-20服役之前,根本沒有機(jī)會和殲-20“親密接觸”。
由于工程上的種種限制,現(xiàn)代小涵道大推力渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的重量和體積都在同一數(shù)量級,推力更大的發(fā)動(dòng)機(jī)那就必然有著更大的推重比,同一代發(fā)動(dòng)機(jī)則推力和推重比均相近。WS-10系列發(fā)動(dòng)機(jī)和AL-31系列同屬于第三代發(fā)動(dòng)機(jī),二者推重比接近,其軍用推力也不足以支持殲-20進(jìn)行大角度加速爬升。第四代小涵道大推力渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的先行者F-119發(fā)動(dòng)機(jī)的最大軍用推力約為10噸,推重比>9,正好可以支持殲-20進(jìn)行大角度加速爬升。所以殲-20在珠海航展上使用的必然是推重比大于9的第四代航空發(fā)動(dòng)機(jī)——WS-15。
另一方面,航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片形狀極為復(fù)雜,在生產(chǎn)出毛坯后,還需要大量的精密加工,可以說航空發(fā)動(dòng)機(jī)的性能正比于其加工設(shè)備的性能。國際上技術(shù)水平稍差的機(jī)床公司,是有能力生產(chǎn)加工三代、三代半發(fā)動(dòng)機(jī)的加工設(shè)備的,例如俄羅斯就是使用的日本山崎MAZAK機(jī)床。
至于第四代發(fā)動(dòng)機(jī),由于加工難度極大,當(dāng)年還叫斯達(dá)拉格??铺?Starragheckert)的斯達(dá)拉格專門為F-119的制造研發(fā)了著名的“超級星座”葉輪加工專機(jī),超過其他對手,成為了世界上唯一的第四代發(fā)動(dòng)機(jī)葉輪加工設(shè)備生產(chǎn)商,同時(shí)它還深度參與了F-119、F-135和LEAP-X等發(fā)動(dòng)機(jī)的制造工藝規(guī)范的制定。歷史總是驚人的相似,今天的斯達(dá)拉格為了配合我國的“兩機(jī)專項(xiàng)”,專門研發(fā)了針對透平式動(dòng)力機(jī)械零部件制造的新一代柔性加工中心,并同樣深度參與了我國兩機(jī)專項(xiàng)中最重要的那些型號的制造工藝的研發(fā)。
斯達(dá)拉格集團(tuán)向媒體展示為中航工業(yè)量身定制的針對透平式動(dòng)力機(jī)械零部件制造的柔性加工中心,請注意中文展板上中航工業(yè)的logo,以及相關(guān)中方人員(現(xiàn)在相關(guān)單位已轉(zhuǎn)屬中國航發(fā))。視頻展示了加工中心對碳纖維復(fù)合材料葉片的強(qiáng)大加工能力,還可以加工多種尺寸多種形狀的鈦合金、高溫合金和特種陶瓷等材質(zhì)的葉片,是迄今為止全世界最先進(jìn)的渦輪葉片智能柔性生產(chǎn)線。(視頻鏈接:http://www.bilibili.com/video/av14118285)
從斯達(dá)拉格近二十五年的歷史可以看出,F(xiàn)-119的生產(chǎn)設(shè)備已經(jīng)落后了我們10年,那么WS-15的性能指標(biāo)肯定高于F-119(壽命指標(biāo)還暫時(shí)落后)。實(shí)際上在2016年,WS-15的制造工藝已經(jīng)分批刊載在《航空制造技術(shù)》上,這一大批復(fù)雜工藝只可能是用于第四代發(fā)動(dòng)機(jī)。這些論文的公開發(fā)表,說明WS-15的各項(xiàng)新型工藝技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟,即將進(jìn)入工藝定型環(huán)節(jié),也就是說在WS-15在航展前已經(jīng)完成了設(shè)計(jì)定型。
實(shí)際上,在殲-20表演之后的大半年里,央視不止一次說過殲-20使用了國產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī),不過這大半年里“毛發(fā)黨”們 “WS-15發(fā)動(dòng)機(jī)要在2030年才能定型生產(chǎn)” 的這類話仍然能夠大行其道,這大概是因?yàn)橐粋€(gè)謊言,需要更多謊言來掩飾吧?
后記
本文寫作于17年8月中旬,期間又多次修改完善,非常感謝幾位朋友在視頻編輯、航空知識以及航空制造工藝等方面對本文的幫助。
9月3日,又有人拍到了殲-20發(fā)動(dòng)機(jī)的新照片,并聲稱它是“太行”系列的發(fā)動(dòng)機(jī)。然而很明顯,照片中的發(fā)動(dòng)機(jī)的噴管擴(kuò)張段的外調(diào)節(jié)片之間相互層疊,外調(diào)節(jié)片中間插有外密封片,這和“太行”系列沒有外密封片的外調(diào)節(jié)片完全不同,所以這并不能說明這是“太行”發(fā)動(dòng)機(jī),更不能說明殲-20到今天為止才裝備了國產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)。
圖片解說:擴(kuò)張狀態(tài)下的WS-10發(fā)動(dòng)機(jī)噴管,“太行”的噴管外調(diào)節(jié)片之間沒有密封片,擴(kuò)張狀態(tài)下的“太行”的外調(diào)節(jié)片會明顯分開,這和9月3日的照片完全不同。
不知道有多少人注意過,WS-10的噴管結(jié)構(gòu)和D-30F6高度相似?二者均使用了可調(diào)引射收斂擴(kuò)張噴管,如果不考慮D-30F6那個(gè)粗糙的擴(kuò)張段外調(diào)節(jié)片,兩個(gè)噴管的結(jié)構(gòu)簡直是一個(gè)模子里刻出來的。但是我們能夠以此為依據(jù)認(rèn)為WS-10就是D-30F6或者WS-10完全山寨D-30F6嗎?同樣,我們能夠以此為理由認(rèn)為殲-20使用的就是AL-31嗎?實(shí)際上發(fā)動(dòng)機(jī)噴管也是一個(gè)復(fù)雜的工程,如果有成熟可靠、并且能滿足我們要求的設(shè)計(jì),何樂而不抄呢?
圖:WS-10(左)和D-30F6(右),二者的噴管的彈性片形狀一模一樣,并且均使用了可調(diào)引射收斂擴(kuò)張噴管(而AL-31F沒有引射噴管),可謂是一個(gè)模子里刻出來的兩個(gè)噴管。
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