2023
年,中國航發航材院專案負責人張勇的一句話,在航空界掀起了波瀾:「渦扇
-15
已經量產」。這標誌著中國自主研發的「心臟」——渦扇
-15
發動機正式為殲
-20
戰機提供動力,補齊了這款第五代戰機的最後一塊短板。
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殲
-20
,中國航空工業的巔峰之作,終於擁有了與之匹配的強勁「心臟」。這一訊息也迅速引起了美國方面的關註,多家美國軍事媒體紛紛報道,將目光聚焦於中國這款新型戰機。
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美國
「戰區」網站的撰稿人安德烈亞斯·魯普雷希特,在文章中直言,殲
-20
的總推力已經超越了美國
F-22
戰機,一躍成為全球推力最大的戰機,而這將給殲
-20
戰機帶來三方面的改變。
這三方面的改變,究竟是什麽?我們不妨從發動機效能入手,逐一探究。
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渦扇
-15
與美制
F119
發動機相比,單台推力領先不少,達到了
36000
磅,相當於
160
千牛。這一數碼超越了美國
F-22
戰機所使用的兩台
F119
發動機,讓殲
-20
戰機在動力效能上占據優勢。
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而美國則擁有另一款更強勁的發動機
——
F-135
,這款用於
F-35
戰鬥機的發動機單台推力達到了驚人的
43000
磅,相當於
191
千牛。
但 F-35 戰鬥機最大的問題在於,它是一款單發動機戰機。這意味著即使 F-135 發動機擁有更強大的推力, F-35 的總推力仍然低於搭載兩台渦扇 -15 的殲 -20 。
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除了動力效能之外,
F-35
戰機還存在著其他方面的缺陷。美國五角大廈測試辦公室在
2021
年的報告中指出,
F-35
戰機存在著多達
871
項缺陷,使得這款戰機難以被評定為合格的戰機。
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其中最為突出的問題,包括戰機的機體強度不足和
F-135
發動機涵道比過高。
為了降低生產成本,
F-35
機身在結構設計上存在「偷工減料」的現象。這導致戰機的機體強度不足,無法承受高速飛行帶來的壓力。
2020 年,有訊息指出, F-35 戰機超音速飛行時間超過一分鐘,機身會產生劇烈震動,導致隱身塗層和尾部天線損壞。此外, F-35 還無法以極速擡升飛行高度,因為這可能會損傷機翼和尾翼,甚至導致戰機解體。
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F-135
發動機的涵道比過高,則是另一個影響戰鬥效能的關鍵因素。
涵道比決定了一款戰機的爆發力和燃油效率。涵道比越大,燃油效率越高,但爆發力不足,導致戰機在空戰中的機動性下降。反之,涵道比越小,發動機的爆發力越強,更適合空戰的需要。
F-135 發動機的涵道比達到了 0.57 ,遠高於 F-22 戰機使用的 F119 發動機(涵道比約為 0.3 )。原因在於, F-135 發動機是基於 F-119 發動機基礎上改進而來,為了提升推力和燃油效率,不得不犧牲一部份爆發力。
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F-135
發動機雖然擁有強大的推力,但由於涵道比過高,犧牲了爆發力,使得
F-35
戰機在空戰中機動性不足。
F-35 戰機自身的缺陷,也限制了 F-135 發動機強大推力的發揮。 與 F-35 戰機相比,中國殲 -20 戰機在換裝渦扇 -15 發動機後,將得到三方面的顯著提升。
首先,搭載渦扇 -15 的殲 -20 將擁有超音速巡航能力,可以在不開啟加力燃燒的情況下,以 1~1.6 馬赫的速度進行巡航飛行。這將大幅提升殲 -20 戰機的快速反應能力,使其能夠更快地抵達戰場。
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渦扇
-15
發動機的使用成本將顯著降低。雖然渦扇
-15
使用了更加先進的技術和工藝,理論上生產成本會略高於渦扇
-10
系列發動機,但由於渦扇
-15
在使用壽命、維護周期和故障率方面擁有明顯的優勢,因此從全生命周期角度來看,渦扇
-15
的整體使用成本更低。
最後,渦扇 -15 發動機的套用將顯著提升殲 -20 戰機的續航能力。渦扇 -15 不僅在推力方面提升,更在燃油效率方面取得了突破,可以理解為,同樣飛行 100 公裏,渦扇 -15 消耗的燃油更少。
這意味著,在不增加內油量的情況下,裝備渦扇 -15 的殲 -20 將擁有更遠的作戰半徑,其作戰範圍將覆蓋整個第二島鏈,達到 2000-3000 公裏的距離,足以抵達關島地區。
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與美國的
F-135
發動機相比,渦扇
-15
的單台推力雖然略遜一籌,但由於戰機本身的差距,以及
F-135
發動機在效能上的取舍,渦扇
-15
在實際作戰中的可靠性高於
F-135
發動機。
中國航發技術的快速發展,讓中國在與美國的航發技術競賽中,逐漸縮小了差距。
從上世紀 90 年代,中國還在使用渦噴發動機,而美國已經裝備了 F-16A 戰機,在渦扇發動機技術上處於領先地位。當時,中國在航發技術方面落後美國至少兩代,甚至還要從英國引進斯貝渦扇發動機,學習先進技術。
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隨著渦扇
-10
系列發動機的問世,中國的航發水平才追趕至美國上世紀
80-90
年代的水準。而到了渦扇
-15
發動機問世,中國航發水平才與美國持平,並開始在最先進的航發技術領域展開競爭。
這充分證明了中國航空發動機技術的快速發展,也展現了中國航空工業的強大實力。
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中國航發技術的突破,不僅是自身實力的證明,更標誌著中國在航空領域邁向了新的高度,為中國航空工業的發展註入了新的活力。
在未來的發展中,中國航發技術必將不斷精進,為中國戰機提供更加強勁的 「心臟」,助力中國航空工業更上一層樓。
中國航空工業的崛起,將為中國國防安全提供更加堅實的保障,也讓中國在國際舞台上更加自信!