为何涡扇9/13/18的改型只有1-2个,而涡扇10却有8种以上?

飞帅 2023-04-28 12:48:35

【前言】

不知大家发现没有,我国研制的涡扇发动机,几乎都只有一两个改进型号,例如涡扇9,大家基本上只知道推力98千牛的一种型号装备了歼轰7,涡扇18,虽然装备了轰6和运20A两大机种,但也只有一种型号,涡扇13虽然出了个叫涡扇13E的改进型,但加起来也只有两个子型号而已。但涡扇10却是一个例外,它至今已经公开的改进型号已经有8个之多了。

【涡扇10的8个改型】

涡扇10已公开的改型一共有8个,包括基本型、A型、B型、C型四个子型号,B型又分出来了矢推版和舰载版,还有从涡扇10核心机衍生而来的涡扇20和QC70燃气轮机,下面就逐一分析一下:

一是基本型。涡扇10的初始型号推力仅120千牛,尚不及AL31F,更麻烦的是它在低空大表速飞行状态下会出现喘振,喘振说白了就像人呛住了一样,不但吸不到空气反而往外呛,改进压气机叶片后这个毛病仍没解决,因此涡扇10的初始型号未能正式装备。

二是涡扇10A。涡扇10的第一个改进型号是涡扇10A,其推力大幅提高到了132千牛。其实关于涡扇10A早在2001年就有了端倪,当时的航发学报称我国“某涡扇机”的台架推力达到13200daN,这个“某涡扇机”很可能就是最早曝光的涡扇10A了。

涡扇10A不仅推力大增,还在很大程度上解决了基本型存在的喘振问题,使得涡扇10在2005年底定型,随后开始小批量装备歼11B试用,不料在具体使用过程中,大量问题集中爆发了出来。

首先是涡扇10A的使用寿命非常短,据称一开始的翻修间隔仅有不到50小时,远低于AL-31F的350小时,这不仅仅会导致频繁的维修,还意味着要频繁的拆装和检测,这些都要耗费大量的时间,很难保证部队的正常使用。

更麻烦的是早期装备歼11B的涡扇10A故障率还很高,尤其是在2010年前后,歼11B由涡扇10A造成的地面喘振、空中异响、温度异常等问题层出不穷,甚至还多次发生叶片断裂这样的重大事故。

寿命短又加上故障率高,这就导致大量歼11B被迫停飞,或是飞机生产出来却没有发动机可用,只能大量摆放在机场上的景象。

但经过研发团队多年的技术攻关和工艺改进,涡扇10A的寿命和可靠性逐渐得到了改善,约在2015年前后,涡扇10A基本达到了最初的设计要求,歼11B的产量得以稳步提高,最终达到300多架。

但涡扇10A的风车起动性能却没有很大改善,只能在600公里/小时以上的速度下起动,这对本身停车机率就大的单发战斗机来说,很难接受。因此,歼10A/B以及部分歼10C并未选择涡扇10A,仍然装备AL31FN。

三是涡扇10B。涡扇10的第三个改型是涡扇10B,它在涡扇10A基础上进一步实现了增推延寿,最大推力增至138千牛,台架推力则达144千牛。至此,涡扇10B不仅大量装备歼11B,连大部分歼16和少量歼20用的也是这种发动机。不仅如此,到了涡扇10B这里,风车起动速度慢的问题得到了解决,也使得服役十几年后的歼10C终于装备了它的目标发动机,采用涡扇10B发动机的歼10CE也因此而顺利出口巴基斯坦。

值得一提的是,涡扇10B还有两个亚型,它们分别是矢推版和舰载版,矢推版已经装备歼10在珠海航展进行了飞行表演,而舰载版就是所谓的“海太行”,已经随新一代的歼15舰载机多次出现。

四是涡扇10C。涡扇10迄今的最后一个改进型号就是涡扇10C了,其推力据称达到了15吨以上,已经与F119-PW-100基本型相当。为此涡扇10C不惜以减寿为代价大幅提高了涡轮前温度,根据有关资料,涡轮前温度每提高50℃,推力可以提高9%,如果涡扇10C的推力能从涡扇10B的14吨提高到15.3吨,那它的涡轮前温度就提高了50℃。涡扇10C主要装备歼20,为此其尾喷管还设计成了锯齿形以提高隐身性能。

除此之外,以涡扇10的核心机为基出,还衍生出了涡扇20和QC70燃气轮机两种机型,前者成了运20的目标发动机,且涡扇20版运20现已开始列装。后者是726A莹“野马”汽垫登陆艇的动力装置,安装两台功率7200千瓦的QC70后,726A可以搭载一辆96式主战坦克。

【涡扇10家族枝繁叶茂的原因】

涡扇10之所以能发展成至少拥有8个改型的大家族,除了我国航空发动机设计制造水平大幅提升,赋予了涡扇10各个部件很大的通用性以外,最根本的原因在于涡扇10的研发生产是我国独立完成的。而涡扇9/13/18分别仿制改进于斯贝MK202、RD93和D30KP2,因知其然而不知其所以然,发展潜力自然受到很大限制。

但独立研发并不排斥借鉴和参考,相反,借鉴和参考反而能为独立研发正名,因为现代英美涡扇发动机也是在二战德国涡喷发动机的基础上发展而来的。大致来说,涡扇10的技术来源有三个,分别是CFM56、AL31F和涡扇6。

涡扇10源于CMF56的说法非常流行,相关文章可谓随处可见,就不再重复了,这里只强调一点,CFM56虽是一款大涵道比民用航空发动机,但却与F-101军用涡扇发动机用了同一核心机,这就使逆向工程有了实施的价值。尽管美国并未也不可能向中国提供CFM56的相关技术,但我们还是能通过拆解测绘逆向掌握其核心机的很多设计方法和理念。

但这些毕竟只是一些基本的东西,且不够全面系统,不能直接应用到具体型号上,总要有一个类似的样板参考一下才好。好在90年代,我国获得了随苏27一同被引进的AL31F,因此,涡扇10还对AL31F的压气机、涡轮等结构多有参考。

但即使如此,我国仍然没有独立研制先进涡扇发动机的经验,对整个流程并不熟悉,好在研制涡扇6时,我们的技术人员已经积累了部分经验。涡扇6虽然最终下马,但却进入了整机试车阶段,且整机试车时间达到了334小时。因此,涡扇10还结合了很多从涡扇6身上得来的经验和技术。

除了上面这些,涡扇10还非常超前的采用了F119-PW-100的高低压转子对转结构和类似M88的非金属复合材料机匣,被赋予了很大的改进潜力。

【结语】

综上所述,涡扇10不仅为我国独立设计研发,还算得上是博采众家之长的作品,这正是涡扇10发展为一个大家族的基础。由此可见,独立研制对航空发动机来说虽然难度极大,可一旦获得成功,带来的收益同样巨大,而仿制改进成熟机型虽然看似是一条捷径,但不仅面临成功即落后的窘境,且发展潜力很小,会陷入“仿制-落后-再仿制-再落后”的怪圈。因此,涡扇10为代表的自主创新道路才是中国航空发动机的必然选择。

63 阅读:10674
评论列表
  • 2024-04-04 12:07

    涡扇10主要是适配机型多,自然各种测试的机会多,各种实际使用缺陷全部暴露,才有办法针对性的改进改善,自然会越来越成熟完善!这是完全符合科学发展的过程的。

  • 老君 10
    2024-04-04 18:27

    废话上面的都是山寨仿制,后面的是自主研发。抄作业能抄成什么样,自己做题则会变化多端了

  • 2023-04-29 07:11

    底子不行 设计太老旧 大改都不如重新设计 WS10底子相对就好太多了

  • 2023-04-28 21:51

    最主要那几款发动机国产或生产出来时早已落后了。

    谁都不容易 回复:
    错,斯贝国产化是本世纪初才彻底解决
    用户10xxx25 回复:
    问题在于当初WS9的很多技术经验,全都没有用到WS10身上去,而这些恰恰是WS10非常需要的[笑着哭][笑着哭][笑着哭]
  • 2023-05-05 19:42

    稳步发展,一步一个脚印👣![点赞][点赞][点赞]

  • 2023-04-28 13:56

    产量一样吗?WS10最少做了上千台了。WS13才做了几台?几个人用

    逸…群 回复:
    准确的说,涡扇13没有使用的
  • 2023-05-01 16:20

    需求才是原因,太行是大推,使用的机型多,歼10歼11歼15歼16歼20都需要,不同机型各有差别要求也有差别,加上逐步改进,当然型号很多,而其它发动机多仅为一机配套,甚至飞机中途下马无机可配,哪还需要多个型号。

  • 2023-04-28 19:02

    还有个QC185。

  • 2023-04-29 23:37

    自研发动机基本功扎实才能多次改型,仿制发动机很多东西都是知其然不知其所以然,改型不易啊。

  • 2023-04-29 13:09

    小编,涡扇发功机能仿制吗?材料、工艺才是制造航空涡扇发动机的难点所在,而且机械同样带有灵性,这样是仿制不来的!

    用户10xxx84 回复:
    能不能仿取决于你的功底。
    洪峰 回复:
    为什么不行?我国现有主力航空发动机都有原型,仿制过程异常艰辛痛苦,当年想当然的用CFM56的核心机加AL31的压气机风扇,再加上自己的技术就能攒出一台来,结果各种该出的不该出的问题全出来,那个一顿改啊。太行从最开始的不太行到现在的好用算是真正走完了设计研发流程。
  • cpf1 4
    2023-04-30 09:09

    最为关键的是——C919还获得了德国普仁航空、泰国都市航空两家国外航司,以及航空租赁公司美国GECAS公司的订单,所以,美企都买了。

    爱壶者联盟 回复:
    美企买了以后是用于中国国内出租的
  • 2023-05-12 15:51

    涡扇十针对的是四代机甚至于早期五代机的版本,而我们的四代机有众多型号。所以,不同型号机型特点不同,需求有差异,推出各种改进型的发动机属于必然刚需。反观其它涡扇发动机,装配机型有限,动力小,当然没有这种紧迫感。

  • 2024-04-09 02:36

    涡扇十是推到重新开始的 狂烧航油测试 以前老十油没烧够 更绝的是美系核心机配俄系控制系统[得瑟]

  • 2024-04-10 16:18

    什么年代了15都出来了

  • 2023-05-08 15:53

    这是核心机的不同

  • 2024-04-04 14:24

    因为那三个的原型机不是中国的,基础数据都没掌握。

  • 2024-04-07 23:08

    就一个10成功,其他都是骗经费的[抠鼻]

    坑爹 回复:
    说这个话太武断了,涡扇15也成功了[呲牙笑]涡扇13和涡扇18仿制后也有机型用。
  • 2024-04-04 12:02

    通用性好呗

  • 2024-04-08 22:19

    通用型