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    航發(fā)中的奇葩!渦噴14造就二代機中的奇葩,加速新式發(fā)動(dòng)機發(fā)展

    2020-12-03 14:52:25 shixun 2423

    航空發(fā)動(dòng)機分為渦噴發(fā)動(dòng)機、渦扇發(fā)動(dòng)機、可變循環(huán)發(fā)動(dòng)機、組合循環(huán)發(fā)動(dòng)機。從技術(shù)復雜度來(lái)看,后者難度比前者更大,性能也大體上是后者比前者更強。然而我國卻有一款奇葩渦噴發(fā)動(dòng)機關(guān)鍵性能竟然比渦扇發(fā)動(dòng)機更強!這款發(fā)動(dòng)機就是渦噴14發(fā)動(dòng)機,又稱(chēng)昆侖發(fā)動(dòng)機。

    網(wǎng)上不少人說(shuō)昆侖發(fā)動(dòng)機并沒(méi)有量產(chǎn),那么昆侖發(fā)動(dòng)機是否真的下馬呢?

    其實(shí)昆侖發(fā)動(dòng)機并沒(méi)有下馬!2017年,黎明發(fā)動(dòng)機廠(chǎng)的“八股文”就附上一幅昆侖發(fā)動(dòng)機的裝配圖,證實(shí)昆侖發(fā)動(dòng)機還在大量生產(chǎn)。

    重慶易智盛通用航空產(chǎn)業(yè)有限公司_科研開(kāi)發(fā)、加工制造、產(chǎn)業(yè)集成的綜合型通用航空研發(fā)生產(chǎn) 

    2017年,黎明發(fā)動(dòng)機廠(chǎng)的官方八股文配圖為昆侖發(fā)動(dòng)機裝配場(chǎng)景圖

    一、渦噴14性能介紹。

    發(fā)展初期由于我國工業(yè)基礎太差,經(jīng)歷各種事故,還連累殲八Ⅲ下馬。幸虧研制團隊鍥而不舍,最終在2002年,終于將渦噴14發(fā)動(dòng)機改進(jìn)成性能足夠穩定的發(fā)動(dòng)機,成為首款強度和壽命都嚴格按國家軍標要求設計的國產(chǎn)發(fā)動(dòng)機,為后續的自研發(fā)動(dòng)機樹(shù)立了一個(gè)成功典范。

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    渦噴14發(fā)動(dòng)機

    渦噴14發(fā)動(dòng)機是一款中間推力49KN,加力推力為69.6KN的發(fā)動(dòng)機,推重比6.4。后來(lái)先后出了2款改進(jìn)型發(fā)動(dòng)機。

    昆侖"Ⅰ性能與原型機相同,為適應飛機要求,對外部機匣、附件和管路做了適應性改進(jìn),壽命約1500小時(shí),現在已經(jīng)達到2000小時(shí)了。

    "昆侖"Ⅱ是在"昆侖"原型機基礎上發(fā)展的推力增大型。它是在不犧牲發(fā)動(dòng)機的工作可靠性、耐久性和不損失工作裕度的前提下,通過(guò)采用先進(jìn)技術(shù)增大發(fā)動(dòng)機的空氣流量,提高其部件效率,減少漏氣和流體損失,從而大幅度地提高了發(fā)動(dòng)機推力,降低了耗油率。中間推力56.64KN,加力推力為78.5KN,推重比7,渦前溫度約1500K。

    發(fā)展型“昆侖”Ⅲ中間推力為65KN,加力87.5KN,推重比為8.05。目前這個(gè)型號是否存在,尚無(wú)法證實(shí)。

    鑒于其研制難度不大,僅需將少數幾級渦輪葉片更換成性能更好的先進(jìn)材料,其渦前溫度就可以提升至1700K級別,預計這個(gè)型號也是存在的。根據相關(guān)文獻表明,在其他條件不變的情況下,渦扇發(fā)動(dòng)機或者渦噴發(fā)動(dòng)機渦輪前溫度每提升100℃(攝氏度),該發(fā)動(dòng)機的最大推力就可以提升近20%。那么渦噴14渦輪前溫度提升200℃(攝氏度),其最大推力就可以提升近40%!也就是說(shuō),若成更好材料,渦噴14最大推力將高達109KN!

    2015年,中航工業(yè)董事長(cháng)林左鳴在接受央視采訪(fǎng)時(shí)曾透露,目前我國最好的高壓渦輪葉片能耐受至少2000K的高溫。區區1700K的溫度根本不算什么難事。因此,完全不必懷疑昆侖Ⅲ是否存在,而應該思考是否還有更先進(jìn)的型號。

    二、渦噴14推重比堪比第三代渦扇發(fā)動(dòng)機,雖然已經(jīng)過(guò)時(shí),卻有獨門(mén)絕技!

    最令人驚訝的是,2006年,殲10、殲11系列都開(kāi)始大量服役。這個(gè)時(shí)候殲8G竟然才剛剛首飛。這種二代機再怎么改也是比不上三代機的。這就好比蘋(píng)果4手機再好用也比不上現在的安卓手機。事出反常必有妖!殲8G一定是有什么獨門(mén)絕技!

    這個(gè)獨門(mén)絕技就是,憑借優(yōu)異的高空高速性能,昆侖發(fā)動(dòng)機可以讓殲8G獲得不開(kāi)加力超音速巡航的能力!

    為何昆侖發(fā)動(dòng)機這種落后的渦噴發(fā)動(dòng)機具備這種能力呢?

    先來(lái)對比下:俄羅斯第三代大推力渦扇發(fā)動(dòng)機AL-31推重比也才7.1。昆侖Ⅱ渦噴發(fā)動(dòng)機的推重比7,昆侖Ⅲ推重比更是超過(guò)8,已經(jīng)超過(guò)AL-31渦扇發(fā)動(dòng)機??梢哉f(shuō)昆侖發(fā)動(dòng)機是世界唯一一款將推重比做到渦扇發(fā)動(dòng)機水平的渦噴發(fā)動(dòng)機。

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    俄羅斯AL-31FN發(fā)動(dòng)機

    據報道,"昆侖"Ⅱ的單位面積推力為世界之最!換句話(huà)說(shuō),在高空高速狀態(tài)下,扣除空氣阻力后,它的單位面積有效推力為世界之最!高空高速狀態(tài)下,單位面積有效推力越大,越有利于提升戰機的最大飛行速度。只要機體強度達標、設計合理,安裝"昆侖"Ⅱ發(fā)動(dòng)機以后,飛機的最大速度將成為同類(lèi)最強!甚至能實(shí)現不開(kāi)加力超音速的超強性能。

    目前,美國的F22戰機憑借推力強勁的發(fā)動(dòng)機可以做到以1.56倍音速不開(kāi)加力巡航30分鐘。F22一般起飛重量27.21噸,F119渦扇發(fā)動(dòng)機中間推力為105KN,則此時(shí)不開(kāi)加力推重比為0.786。

    8G一般起飛重量為13.85噸,"昆侖"Ⅱ中間推力為59KN,此時(shí)不開(kāi)加力推重比為0.866。這個(gè)推重比已經(jīng)高于F22!若再考慮渦噴發(fā)動(dòng)機高空有效推力下降更少、殲8長(cháng)細比更大、超巡阻力更小等因素,預計殲8G不開(kāi)加力的巡航速度很可能接近2馬赫!

    相比開(kāi)加力超巡,不開(kāi)加力超巡的油耗僅為前者的三分之一。顯然,裝備昆侖發(fā)動(dòng)機后,殲8F超巡能力將碾壓F22,預計可以做到全程超巡!雖然其他方面不行,但是不開(kāi)加力超巡的能力無(wú)與倫比,作為偵察機顯然非常合適。

    依托昆侖發(fā)動(dòng)機,殲8G已經(jīng)實(shí)現雙“25”目標,即高度25000米,速度2.5馬赫。根據試驗表明,當飛機飛行速度達到2馬赫時(shí),機身表面溫度約為100℃,2.5馬赫時(shí),機身表面溫度將達到200℃,3馬赫時(shí),機身表面溫度將達到300℃?,F代飛機主要采用鋁、鋰、復合材料制造,這些材料在工作溫度達到200℃以上時(shí),強度將大大下降。因此,主流戰機極限速度一般不超過(guò)2.5馬赫。

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    2006年才首飛的殲8G截擊機

    由于機體強度無(wú)法滿(mǎn)足要求,殲8G最大速度只能被限制在2.5馬赫。若重新設計一款新飛機,我國甚至很可能基于昆侖發(fā)動(dòng)機造出一款比米格25更好的雙“3”截擊機!

    然而,即使是雙“25”,也足以令我國周邊國家和地區頭疼。因為憑借優(yōu)異的高空高速性能,殲8G可以用于快速偵察,快速撤離。敵方戰機可能還沒(méi)起飛,殲8G就已經(jīng)回到我國領(lǐng)空了??梢哉f(shuō),敵人碰到這款戰機搞偵察只能干瞪眼。雖然格斗不行,但是殲8G逃跑一流,快速升空攔截高空目標的能力也不是一般戰機能比的。

    三、落后主流又如何,渦噴14發(fā)動(dòng)機也有特殊妙用!

    雖然渦噴發(fā)動(dòng)機已經(jīng)落后世界主流水平,然而它卻有妙用!渦扇發(fā)動(dòng)機的優(yōu)勢在于低空巡航更加省油,一到高空,渦扇發(fā)動(dòng)機運轉效率就下降得很厲害,大大不如渦噴發(fā)動(dòng)機。新概念發(fā)動(dòng)機渦輪基組合循環(huán)發(fā)動(dòng)機主要用于空天飛機,非??粗馗呖崭咚傩阅?。以渦噴發(fā)動(dòng)機為基礎研制這種發(fā)動(dòng)機是最好的選擇。

    鑒于渦噴14堪稱(chēng)渦噴發(fā)動(dòng)機中的霸主,作為組合循環(huán)發(fā)動(dòng)機的基礎就再合適不過(guò)了!

    美國J58組合循環(huán)發(fā)動(dòng)機是世界上第一款組合循環(huán)發(fā)動(dòng)機,誕生于上世紀50年代末。這種發(fā)動(dòng)機采用渦噴發(fā)動(dòng)機和亞燃沖壓相結合的發(fā)動(dòng)機組成一臺高速飛行很省油的特殊發(fā)動(dòng)機。最終美國憑借這款發(fā)動(dòng)機打造出聞名世界的黑鳥(niǎo)高空高速戰略偵察機。

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    安裝J58組合循環(huán)發(fā)動(dòng)機的黑鳥(niǎo)高空高速戰略偵察機SR71

    我國同樣可以利用這款發(fā)動(dòng)機打造中國升級版組合循環(huán)發(fā)動(dòng)機和升級版黑鳥(niǎo)高空高速戰略偵察機!

    或許是因為我國的渦噴發(fā)動(dòng)機水平領(lǐng)先各國,加速了渦輪基組合循環(huán)發(fā)動(dòng)機的研制進(jìn)程。去年年初,成飛所王海峰總師透露國產(chǎn)TBCC組合發(fā)動(dòng)機(渦輪基組合循環(huán)發(fā)動(dòng)機)已經(jīng)完成試飛驗證,標志著(zhù)“騰云”空天飛機已經(jīng)解決了單機入軌的動(dòng)力難題!這個(gè)進(jìn)度已經(jīng)領(lǐng)先世界了!至今歐美國家都還沒(méi)搞出同類(lèi)發(fā)動(dòng)機,由此可見(jiàn)昆侖發(fā)動(dòng)機功不可沒(méi)!

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    士別三日,當刮目相看!不可因為渦噴發(fā)動(dòng)機中低空、中低速性能被渦扇發(fā)動(dòng)機碾壓,整體性能不如渦扇發(fā)動(dòng)機,就認為渦噴發(fā)動(dòng)機應該盡早拋棄。這種發(fā)動(dòng)機在特殊領(lǐng)域的潛力令人驚訝!時(shí)代不同也會(huì )造就它不一樣的傳奇!


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