最近網絡上有圖,顯示殲20飛機換了新發動機,經過辨認尾噴管鋸齒和和收斂擴散調節段特徵的分析,大體認定發動機是中國的太行改發動機。
新出場的殲20戰鬥機,首次採用國產發動機試飛,這是殲20戰鬥機的第二大里程碑項目
2011年11月1日,殲20戰鬥機試飛到服役,一直裝備俄羅斯的AL-31FM1發動機,加力推力13.5噸,不加力推力8噸多點。
99M1發動機(AL-31F-M1發動機)是禮炮聯合體在AL-31F發動機上進行小幅度優化改進的結果。該機主要更換了新研製的四級風扇,風扇的第一級直徑增加,流量相應提高,壓比和效率略有改善;改進了發動機的渦輪單元體,使燃燒室出口溫度增加了25K;首翻期從AL-31F發動機的300飛行小時增加到了750飛行小時,目標是將發動機延壽至首翻期1000小時/總壽命2000小時;控制單元改為數字式KRD-99C;更換了新的啟動機,使發動機具備了3500米左右的高原啟動性能,這是中國客戶獨自投資的發動機項目所以增加了高原啟動性能,可以在海拔4000m的青藏高原起降,維持我國大西南門戶的安全。
俄羅斯AL-31發動機,三代機發動機裡面算 中等偏上,指標好,可靠性壽命差
太行發動機是中國首個具有自主知識產權的高性能、大推力、加力式渦輪風扇發動機,它結束了國產先進渦扇發動機的空白。採用大推力涵比及全自動數字化控制系統FADEC(俗稱電腦調控系統,使得發動機任何時候都能運轉在最佳狀態),推力達到12000KGF-14000KGF(公斤力9.8N/Kg),採用三級風扇,七級整流,一級高壓,二級低壓共十三級,即所謂的3+7+1+2結構的大推力高推重比低涵道比先進發動機。黎明在研製該發動機時成功地採用了跨音速風扇、氣冷高溫葉片、電子束焊整體風扇轉子、鈦合金精鑄中介機匣、擠壓油膜軸承、刷式密封、高能點火電嘴、氣芯式加力燃油泵、帶可變彎度的整流葉片、收斂擴散隨口、高壓機匣處理以及整機單元體設計等先進技術。
其高壓渦輪葉片採用的是DZ125定向凝固合金,但定型批量生產全部採用DD6單晶合金,渦輪盤早期型應用的是GH4169高溫合金,如今已經開始應用FGH95粉末冶金。高低壓渦輪採用對轉結構,這在第三代發動機上是極其罕見的,美國也只是在第四代發動機F119(F/A-22“猛禽”戰鬥機所使用的發動機)上開始採用了對轉結構,這種設計能減少飛機作機動飛行時作用於發動機機匣上的載荷,使機匣可以作得輕些;還可以省去低壓渦輪導向器,使發動機零件數、長度、重量均減少。
國產太行發動機,20年磨一劍,非常辛苦非常艱難,幾乎可以叫洗心革面才得到成功
殲20戰鬥機用AL-31FM1發動機用的好好的,為何忽然改換國產太行發動機?
原因有2方面,一方面是,俄羅斯蘇30SM和蘇35產量比較多國外國內客戶熱捧,發動機生產線比較緊張,更深層的原因是,俄羅斯的技術工人,技術人員都到了更新換代的時候,這個時期,產品質量嚴重下滑,難於在短時間內看到比較好的結果,而且現階段是我國殲20戰鬥機批量交付部隊的最初關鍵時刻,空軍戰鬥機無敵金牌,在關鍵系統上不容有失。
另一方面就是,國產大推力發動機太行,經過快20年的反覆磨練,經歷了實驗嚴重造假,數據作弊,虛假定型,匆匆忙忙交付部隊導致多起噴零件,空中罷工等不堪回首的事故之後,經過用戶和廠家的努力,終於把缺的實驗時間補回去,對生產廠大力整改,把廠家的幾百條嚴重質量管理問題基本降低到基本可以接受的程度,產品質量得到了穩定。
在此基礎上,廠家又開發了太行發動機的增推版本,最大推力14噸,加力推力9噸,基本滿足用戶需求,使得飛機的加速性和機動性比現有殲20更上了一個臺階。
殲20戰鬥機平臺性能,現在看來,航電和武器第一階段基本定型,關鍵弱點在於發動機,為了保證項目成功,逐級降低風險,裝備發動機初步分為4步走。
第一步就是使用俄羅斯成熟的AL-31FM1發動機,對全新的殲20飛機進行試飛,實驗達到批生產要求,這一階段的核心要求在於,保證飛行安全,測試飛機平臺的基本氣動性能和操縱性能,調試飛行控制系統,達到基本設計指標,使飛機通過國家定型要求。
殲20戰鬥機首次在屏幕亮相,空軍部隊鼎立支持,真機參演,裝備的還是俄羅斯發動機
第二步是,採用本國的太行改發動機替換俄羅斯發動機,推力和數據指標比俄羅斯AL-31FM1發動機稍有提高,壽命基本持平,這個是保證國家重大技術平臺,不受外國制裁禁運的威脅,做出的必須一步,這一步考驗的主要是國產發動機的質量和耐久性問題,也是過去太行發動機項目的瓶頸,也是最關鍵一步。
第三步是,將太行發動機推力增加到16噸左右,推力和美國F22戰鬥機的發動機基本持平,徹底實現最初成飛向客戶承諾的超巡指標和高速機動性,平臺飛行性能基本和F22持平,這是提高的關鍵一步,這一步實現了和F22掰手腕就有相當的把握。
最後一步是將太行發動機安裝推力矢量噴管,使殲20戰鬥機提高超機動性能力,能做無限制機動,類似俄羅斯蘇57戰鬥機和美國F22戰鬥機展示出來眼花繚亂的表演,徹底達到客戶要求,堪稱完美版,這一階段,主要是考驗推力矢量技術和可靠性,同時也是飛控的一次大升級,徹底整合飛行控制系統,發動機控制系統以及火控系統,徹底達到飛火推三合一,發現敵人後,主動控制飛機採取最優路線飛行,同時也自動操縱發動機調整到最佳狀態,到了這個階段,平臺能力基本達到了巔峰。
再過幾年,殲20戰鬥機也能輕鬆做這樣的超機動,更加精彩
到了最後一步,還有沒有後續?
有,還多著呢,客戶最初追求就是空中優勢,能對付敵人的F22,F35,碾壓一切三代機。長達小5m的大彈倉裡面就裝了4-6個超遠程導彈,側面彈倉就2發霹靂12空空導彈,就殲20平臺的大彈倉和大航程來說,遠遠不夠。
可以簡單初步設想一下之後的走法,彈倉加裝滑翔類型小型精確北斗制導炸彈,還有隱身空地導彈或者反艦導彈,以及外掛大型超音速反艦導彈,甚至安裝激光炮等等,當然,還有最高深的黑科技-網絡戰升級,徹底融入戰區陸海空天電作戰體系,配合無人機,三代機,海陸空天平臺,徹底達到無為而無不為的境界,動動手指就指揮一隻艦隊來打你,一個眼神無數空空導彈,地空導彈就來黑你,一個念頭黑壓壓的巡航導彈和彈道導彈到你家基地門口講理。
美國人很牛,但是我們更牛!