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WS-15: 歼20的发动机  

2015-07-20 21:17:07|  分类: 【个人收藏】 |  标签: |举报 |字号 订阅

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WS-15: 歼20的发动机  
歼-20(英文:J-20,代号威龙,北约代号:火焰獠牙 Firefang)是中国成都飞机工业(集团)有限责任公司为中国人民解放军研制的第四代(根据苏联传统分类和美国2009年后分类方式两者已统一)双发重型隐形战斗机,用于接替歼10、歼11等第四代空中优势战机,该机将担负中国未来对空、对海的主权维护任务。

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歼-20采用了单座、双发、全动双垂尾、DSI鼓包式进气道、上反鸭翼带尖拱边条的鸭式气动布局。机头、机身呈菱形,垂直尾翼向外倾斜,起落架舱门为锯齿边设计,机身以深黑色涂装,而歼20(2012)采用类似于F22的高亮银灰色涂装。侧弹舱采用创新结构,可将导弹发射挂架预先封闭于外侧,同时配备中国国内最先进的新型格斗导弹。

首架工程验证机于2011年1月11日在成都实现首飞。

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2014年12月10日下午编号2015的歼-20进行飞行,该机有明显的改正,在机尾尾撑处做了削尖处理。

那么,神秘的歼20到底用的是什么发动机呢?

歼-10战斗机使用的发动机叫做太行发动机,也叫涡扇10系列发动机。太行发动机的研制始于上世纪八十年代末,2005年12月28日完成设计定型审查考核,历时18年。太行发动机是中国首个具有自主知识产权的高性能、大推力、加力式涡轮风扇发动机,它结束了国产先进涡扇发动机的空白。太行发动机由中国606所研制,是国产第三代大型军用航空涡轮风扇发动机。采用大推力函比及全自动数字化控制系统,最大推力不超过12000公斤。目前主要用于装备中国第三代高性能歼-10战斗机。

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从歼20首飞发动机声音判断,绝对是新型的大涵道比发动机,它的涵道比超过歼10、SU27和F22三种战机。流传的视频显示了“歼-20”的起飞过程,从中看到,起飞时并没有看到发动机尾部的喷火,这足以显示中国“歼-20”的发动机喷口红外隐身技术已达到了世界一流。据资料显示,F-22同样使用了先进的红外隐身技术,通过喷流冷却矩形喷口,垂尾、平尾、尾撑向后延伸,可遮蔽发动机喷口的红外线辐射。在炽热喷流飞出尾喷口前就得到了降温,因而红外特征显著降低。而歼20的发动机喷口竟然如此完美,很多外军专家看后都表示不可思议。

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有消息称,歼20用的发动机是WS-15大推力发动机!但外界对该型发动机的性能表示怀疑,其中噪音最大的要数来自美国,在美国人眼里中国应该是一事无成才对,就凭中国闭门造车能够研制出最新一代航空发动机简直就是天方夜谭。果真如此吗,这只能说美国人高傲自大惯了,说句最通俗的话就是,美国的误判已经形成其的专利,没必要去争辩。


WS-15全称涡扇15“峨眉” 涡扇发动机,是为我国第四代重型/中型战斗机而研制的小涵道比推力矢量涡扇发动机。WS-15主要用于双发重型隐身战斗机歼-20。WS-15由606所、624所、614所、410厂、430厂和113厂等单位专家组织研制。“峨眉”航空发动机的技术验证机在2006年5月首次台架运转试车成功。这标志着我国在自主研制航空发动机的道路上又实现了历史性跨越,在研制我国第四代中型战斗机的征程上迈出了坚实的一步。2011年中航黎明完成了ws-15验证机的交付。保节点是2020年完成研制。

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WS-15发动机技术数据:
最大加力推力:16186.5daN,中间推力:10522daN,加力耗油率:2.02kg/daN/h,
中间耗油率:0.665kg/daN/h,推重比:8.86,空气流量:138kg/s,
涵道比:0.382,总增压比:28.71,涡轮进口温度:1477℃,
最大直径:1.02m,长度:5.05m,质量:1862.3kg。
WS-15发动机在试飞时的推重比是8-9,而后期发展计划是10,水平大体在中上游。单按推重比和推力(dan)来算,排名如下:
美F-119为11.7(推力15568)
俄AL-41为11.1(推力20000)
美F-135为10+(推力17800)
欧EJ-200为10.2(推力9000)

中WS-15为9-10(推力16000)

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研发背景

中俄于1992年春天开始展开艰苦谈判,在经过3年的拉锯之后,因为俄罗斯的经济状况很差,用于军工科研的经费很少很少,又因为在92年明斯克马丘丽莎会议雅克-141被终止后,R-79发动机没有了使用对象,又没有其他的战斗机使用此发动机,所以“联盟”航空发动机科研生产联合体(原图曼斯基发动机设计局)的经济状况很差,在这种状况下,1995年6月,中俄签订了转让R-79发动机生产许可证的协定。1996年8月,俄罗斯的“联盟”航空发动机科研生产联合体向中国方面交付了R-79发动机的全套设计图纸及技术资料 ,特别是引进了制造R-79发动机核心机的生产设备及生产制造工艺资料。遗憾的是用于雅克-141的R-79B-300发动机矢量喷管技术却没有得到。


后来,1998年亚洲金融危机时俄罗斯经济也陷入多重危机,中国此时不仅购买了用于雅克-141的R-79B-300发动机矢量喷管技术,同时也取得了莫斯科联盟航空发动机科技集团研制的推力为20吨的R179-300发动机设计方案和R-79M的设计图纸和技术资料。R179-300发动机这台发动机是为垂直起飞歼击机雅克141研制的R-79V-300发动机的进一步发展。

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在这种背景下,1996年初,江和甫协同刘大响院士负责组织“九五”国防重大背景(垂直起降歼击机的计划)的预研项目——某新型涡扇发动机(以R-79发动机为基础进行深度开发)关键技术预研工作。组织完成R-79发动机的核心机的测绘仿制工作;R-79发动机的高压压气机、燃烧室、涡轮三大核心部件等比例的测绘仿制工作。进行理论方法、计算方法和试验方法的探索研究;以突破先进部件关键技术为主,重点围绕三大高压部件等比例全尺寸试验件的工程设计和试制及试验以及其相关的强度、控制等系统进行综合应用研究,在三大核心部件的测绘仿制中,大胆倡导采用了航空动力许多前沿设计技术成果和大量应用新材料、新工艺,从而突破了120余项关键技术。


624所在取得了莫斯科联盟航空发动机科技集团研制的推力为20吨的R-79-300发动机设计方案和R-79M的设计图纸和技术资料后, 研制了YWH一30—27核心机,YWH一30—27核心机就是以R-79发动机核心机为基础进行深度开发的.CJ-2000是以YWH一30—27核心机为基础进一步开发的,WS-15是CJ-2000的型号研制的代号。

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而就歼20试飞是在万众瞩目,且还有美国防长眼睛在盯着的情况下,能毫不犹豫一飞升天,说明了我们的发动机设计人员已有了充分的自信,这种自信将成为中国四代提前列装中国空军的一种保证,相信歼20试飞已经获得了很大的数据收获,同时为中国新一代战机和航空发动机打下坚实的烙印,向世界证明,中国军工世界一流,并有望与美英法争夺新一代航空发动机桂冠。

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