太行发动机的广泛应用说明了什么情况
“太行”目前装备的对象是中国空军的歼-10,歼-11,歼-16等战机,而“涡扇15”发动机的装备对象是歼-20和FC-31等最新型五代战机,中国空军自从研制出这两款发动机后,就开始分批换装国产发动机,尤其是“太行”发动机,该发动机在歼-10上换装以后,焕发出优于俄罗斯发动机的性能,在演习中,甚至与装备俄制发动机的歼-10对抗时,还占据了一定的优势,这和飞行员的经验虽然也有部分关系,但是不可置否的是,中国国产发动机的潜力巨大,性能优越。
那既然“涡扇15”和“太行”这么优秀,性能这么好,中国为什么还要引进俄制发动机呢?
因为中国空军有着长期使用俄制战斗机和俄制发动机的经验,还从俄罗斯引进的苏-27身上的先进发动机进行研制,是为了汲取俄制发动机中的先进技术为己所用。
目前,中国空军使用最多的还是俄制发动机,只有直升机的发动机技术成熟,所以多数直升机可以大规模装备中国国产发动机。
俄制发动机价格低廉,性能也还稳定是一个重要原因。
中国空军的战斗机还是首选俄制发动机,要知道,中国每年从俄罗斯进口最多的,金额最大的,就是战斗机发动机了,所以这次中航研制的重大突破可以说是重大利好,毕竟花费在购买发动机上的国防经费,够造好几架歼-10了。
目前中国已经宣布自己的新型发动机实验成功,可以实现更好的性能和更低的成本,那这就意味着俄罗斯再也不能靠发动机限制中国的空军发展,也就说俄罗斯随意给发动机抬价甚至随意毁约的日子就要结束了。
参考:
太行这个名字太棒了!从不太行到太行,这个过程是相当痛苦啊。
长期以来,中国航空发动机总是被吐槽为不太行。
技术水平落后,推力小,寿命短,不可靠。
到了2018年,歼20和矢推版歼10C,用精彩的飞行表演,证明中国航空发动机太行了。
终于不用被别人卡脖子了。
太行发动机编号为涡扇十发动机。
现在已经有abc很多型号。
中国最难搞的战斗机就是歼10和歼11了。
尤其是歼十战斗机。
我们虽然从以色列得到了14战斗机的技术,但是一直没有合适的发动机可用,甚至不得不抄米格23的发动机,把它山寨成涡喷15,这当然是开历史的倒车,用涡喷发动机代替涡扇发动机,实在是无奈之举。
幸亏我们从俄罗斯弄来了苏27战斗机,也顺手弄来了al31f发动机。
如果没有三姨夫发动机,歼十不会达到现在这样的性能。
但是我们要知道,俄罗斯不会把最先进的发动机卖给中国,他一定自己会留一手。
好在中国早就明白这一点,所以从很早就开始自己弄太行发动机。
而且拿到了CFM56发动机的核心机。
在这个核心机上来搞是有基础的。
即使如此,我们还是低估了搞一型大推力涡扇发动机的难度。
看得过于乐观。
所以初期型的太行发动机,装到歼11B上以后,出现了很多问题,比如说是可靠性的问题,曾经让歼11B趴过窝。
所谓真金,不怕火炼。
在很多人黑太行发动机的时候,中国的航发专家默默无闻的在做大量的工作,搞改进。
现在的太行发动机已成为中国战斗机的首选发动机。
通吃现在所有新机型。
它可以装备歼10C,可以装备歼11和歼16,甚至我们在珠海航展看到的歼20装备的也都是太行发动机。
可以说没有太行发动机,就没有中国现在这么多新型的战斗机。
太行发动机是中国航发的高潮吗?
显然不是。
好戏在后边。
中国正是因为搞定了太行发动机,才能搞定新型的涡扇15和涡扇20。
我们可以说太行发动机主要是在补课,美国在70年代就已经搞定了太行这种水平的大推力发动机。
而涡扇15和涡扇20,让我国第一次接近美国战斗机发动机的先进水平。
在太行发动机搞成之前,我们从来没有意识到我们可以离美国这么近。
我们也从来没想到,中国能够站在世界航空发动机的第一梯队。
在太行发动机搞成之后,我们突然发现,美帝也不是高不可攀的。
我们应该相信,在第六代战斗机所用的变循环发动机方面,中国一定会交出让人满意的答卷。
参考:
涡扇10,代号“太行”,是我国自主研制的新型军用涡轮风扇发动机。
这一涡扇发动机,主要针对第三代战斗机的动力需求。
它的技术水平大致对应1970年代末、1980年代上半段的美俄技术水平。
涡扇10的技术基础中,CFM56民用客机涡扇发动机有着极为关键的位置。
CFM56与美国第三代战斗机的涡扇发动机技术有密切关系,核心部分有着诸多相通之处。
因此我国科研机构尝试在CFM56的基础上,开发涡扇10发动机。
应当说涡扇10上马时,依然是非常先进的。
但是由于研究过程已经超过20年,目前与美俄相比,特别是与美国F-22使用的先进涡扇发动机相比,已经有了代差。
F-22的普惠F119涡扇发动机,是普惠公司为美国空军ATF计划开发的更新一代的涡轮扇发动机。
它的性能完全超越了涡扇10的设计,1997年起开始在F-22上服役,是目前现役最先进的发动机之一。
F-35的F135发动机,也极为先进,甚至在一些方面超越了F119。
因此,涡扇10已经能够无法与这些美国最新现役发动机相比。
中国歼-11B/BS、歼-10都计划使用涡扇10的各种相应型号,替代俄罗斯提供的AL-31F和FN发动机。
涡扇10与美国最新战斗机发动机的差距,还有可能进一步拉大,因为大约10年左右美国第六代战斗机的涡扇发动机就将服役。
这一代发动机,虽然总推力不会有很大提高,但耗油率将有1/3左右的下降,将令涡扇10的差距进一步凸显。
虽然涡扇10目前已经无法与世界先进水平相比,但毕竟是中国完全自主的发动机,能够大量成熟装备使用的话,仍有着突出的意义。
参考:
太行的大规模应用,说明经过30年的努力,其技术成熟度、可靠性、使用寿命、大修间隔等大大提高,逐渐成为一款比较优秀的发动机。
尽管太行在总体性能上逊色于美俄的大推力涡扇发动机,但是对于航发总体技术实力比较薄弱的我国来说,太行的成熟是很了不起的成就。
通过太行的研发,我国基本掌握了大推力军用小涵道比加力式涡扇发动机技术,锻炼了队伍,积累了经验,这就为研制更加先进的航空发动机打下了很好的基础。
我国的航发以前是型号牵引,也就是一款飞机配一款发动机,如果飞机下马,那么发动机也随之下马。
这种做法,让我国的航发走了很多弯路。
但是太行改变了这种模式,这从其配装多种战机就可以看出来。
仅从这点,太行的意义就很重大。
我国现在成立专门的航发公司,意味着之前的弯路以后再也不会出现。
不过,太行配装不同的战机,也说明我国新一代更先进航发的出现还有待时日。
航发技术很复杂,被誉为航空工业的王冠。
所以,我们需要有耐心,不能太急。
有道是“心急吃不了热豆腐”,好事不怕晚。
把基础打牢,一步一个脚印往前赶,相信我国的航发未来会达到世界巅峰的。
(S)
参考:
首先说,cfm56是太行核心机的来源,但就是美国从民用核心机到军用核心机,也花了9年的时间,这也是太行初始阶段故障极多的一个原因,太行本就是一机配两型,即歼十和歼十一,但因为太行一直不够稳定,所以单发的歼十一直没有配装,就只装了一台试飞。
歼十一双发,又因为进气道不匹配,沈飞就是不改进气道,逼迫发动机厂修改发动机。
现在太行总算是达到澡盆曲线的平直阶段了,双发飞机还是可以放心。
作为一款主力发动机,歼十一,歼十六,都使用,但用于歼二十作为过渡发动机,还是让许多人意外,毕竟,歼十五双发舰载机也是使用的俄发,因为,太行虽然性能是稳定了,但在航母上需要比陆地更大的功率。
航母上的环境也比较恶劣。
短期内使用俄发代替并不能说明发动机母型有问题,正是太行本身的质量的提高才能被歼二十选中作为过渡发动机。
也说明了,太行的使用还不够广泛。
参考:
太行——即涡扇-10航空发动机于1987年立项,2005年完成定型审查,在2011年左右堪大用。
涡扇-10航空发动机从立项到堪用前后经过了24年的时间,在这段时间里,并没有止步于涡扇-10这一个基础型号。
还先后发展了涡扇-10A,涡扇-10B,涡扇-10C等多个型号。
既然有了涡扇-10三代大推力航空发动机,那么国产战斗机就有了可用的动力之源。
所以说,涡扇-10系列航空发动机也相继装备了歼10C,歼11B,歼11BS,歼16,歼20等先进战斗机。
也有可能取消加力燃烧室,成为轰-20战略轰炸机的主要动力。
涡扇-10系列航空发动机的各个型号涡扇-10A其中涡扇10A航空发动机算是涡扇-10的初步增稳型号,基本具备了可
其加力推力为12.5吨,与原版的涡扇-10推力相当,主要装备于歼11B,歼11BH,歼11BS,歼11BSH战斗机。
涡扇-10B涡扇-10B则是涡扇-10A的增推型号,主要使用了DD406单晶耐高温合金制造的高压涡轮叶片。
其加力推力达到了13.5吨,主要装备于歼16战斗机。
涡扇-10C涡扇-10C则是涡扇-10B的继续增推型号,加力推力或许可达14吨级别,应该安装了FADEC全权限数字控制系统,主要装备于歼10C和歼20战斗机。
其实,先期安装在歼20和歼10C上面的AL-31FM1航空发动机就配备了FADEC数字控制系统。
那么取代AL-31FM1的涡扇-10C还是有必要安装FADEC,最起码达到以前相当的性能,否则也没有换发动机的必要。
涡扇-10航空发动机大规模应用的意义随着涡扇-10航空发动机的大规模装备海空军现役战斗机,就足以证明该发动机已经,绝对,必然堪大用了。
至此,终于打破了俄制AL-31F系列航空发动机作为海空军主力战机主要动力的局面。
由此可知,现在正在量产的歼16,歼10C,歼20所用的都是涡扇-10航空发动机。
未来生产的新型战斗机也会用上自研的新型变循环发动机或者组合动力航空发动机,那么未来战斗机的飞行空域绝对不仅止步于大气层内部。
目前来看,涡扇-10系列航空发动机的推力指标已经赶上了F110和F100系列航空发动机,唯有寿命和大修时间还有待提高,这一点是涡扇-10航空发动机未来的改进方向。
只要该航空发动机的寿命和大修时间达到了F110和F100的水平。
那才可以的证明,国产航空发动机的技术,真正达到了世界一流水平。
涡扇-10航空发动机的基本状况涡扇-10航空发动机的核心机来自于CMF-56民用航空发动机。
尽管CMF-56是被用于波音-707客机,但是其是基于F-101航空发动机研发而来的。
而F-101航空发动机则是B-1b战略轰炸机的动力来源,这样说来,CMF-56的核心机也算是一款军用航空发动机改装而来的。
这么说来的话,涡扇-10航空发动机,也算是在F-101航空发动机核心机的基础上研制而来的。
毕竟那个年代,先进的军用航空发动机是禁止对我国出口的,所以基于CMF-56航空发动机的核心机研制涡扇-10也是被迫无奈的。
涡扇-10航空发动机所使用的先进技术涡扇-10航空发动机使用的先进技术包括“复合材料外涵机匣,粉末冶金涡轮盘,空心叶片,耐高温热障涂层,电子束焊接,超塑成形进气机匣,高低压涡轮对转结构”等等。
下面就挨着来看一下各项先进的技术带来的性能提升复合材料外涵机匣外涵机匣主要的作用就是承接外涵通道与发动机外部设备之间的作用力,也就是作为承力结构。
该设备的工作温度在280℃左右,以现有的技术,已经可以制造出耐高温在400℃左右的复合材料外涵机匣。
不过在最初时候,涡扇-10航空发动机使用的复合材料外涵机匣,在技术层次上属于第一代,是可以满足在280℃环境下工作的需求。
这里的复合材料主要是由碳纤维作为增强体,聚酰亚胺树脂作为基体,通过高温高压复合而成的材料。
该材料具备耐高温,抗氧化,轻质等特点。
可以说,复合材料外涵机匣的使用,使得涡扇-10航空发动机外涵机匣的材料应用,一举赶上了世界的先进水平。
粉末冶金涡轮盘涡轮盘的主要作用就是给涡轮叶片提供一个基体,通过涡轮盘的旋转,带动高低压涡轮叶片的旋转,从而使发动机正常的工作。
一般来说,在航空发动机内部,往往是高压涡轮前的温度比较高,普遍在1400℃—1900℃之间。
那么,作为高压涡轮叶片的基体,那么涡轮盘也要承受相当的温度和压力。
所以说,对涡轮盘的性能要求与高压涡轮叶片的要求相当。
粉末冶金制造的涡轮盘具有屈服强度高,耐疲劳性能好的特点,作为航空发动机的热端部件还是比较合适的。
目前制造粉末冶金涡轮盘的技术工艺有“热等静压,热等静压与等温锻造,挤压与超塑性锻造”。
不过在涡扇-10航空发动机研制之初,使用的应该是最早的直接热等静压技术。
即便如此,也为涡扇-10航空发动机的性能提升做出了较大的贡献。
耐高温热障涂层正常来说,单靠高压涡轮叶片本身的耐高温能力,是远远达不到长久承受1400℃—1800℃高温的。
那么,为了提升高压涡轮叶片的承受温度,也就只有将其他技术与叶片本身相结合,在共同的作用下,使得高压涡轮叶片可以在较高的温度下持久的运转。
耐高温热障涂层和气冷孔就是两个比较好的选择。
早期的耐高温热障涂层主要是由纳米氧化锆制造的,该材料的熔点为2397℃,还具备抗震,易复合的特点。
当其与其他材料复合后喷涂到航空发动机的高压涡轮叶片上后,就可以提高涡轮叶片的抗热震,抗高温,抗氧化等性能。
所以说,在耐高温热障涂层的使用下,涡扇-10航空发动机的高压涡轮叶片就可以在1474℃下运行很长一段时间。
而热障涂层按结构也可以分为“双层结构(美国),梯度结构(欧洲),梯度粘结层结构(我国)”。
其中以我国的梯度粘结层结构制造的热障涂层性能最为优秀。
随着技术的发展,纳米氧化锆热障涂层也无法满足现代高性能航空发动机高压涡轮叶片的需求。
为了进一步提高高压涡轮叶片的耐高温能力,又相继研发出铈酸镧,稀土钽酸盐这些耐高温性能,抗剥落性能更强的材料,以取代纳米氧化锆成为新型的热障涂层材料。
目前来说,主要使用的就是铈酸镧,稀土钽酸盐这两种材料制造的热障涂层。
真空电子束焊接该焊接技术主要就是利用高速电子流撞击被焊接件,使高速电子流的强大动能转化为高热能,从而进行焊接。
真空电子束焊接具备焊件形变小,焊缝质量好,焊接头无氧化等特点,应用在航空发动机的制造上还是比较有优势的。
在航空发动机制造中,真空电子束焊接主要应用在风扇机匣,压气机,燃气涡轮,燃烧室,液压作动筒,传动齿轮的制造。
高低压涡轮对转技术由于高低压涡轮同向转动时,会产生共振,而共振会对航空发动机里面的部件造成损坏,从而对发动机的寿命造成极为不利的影响。
而高低压涡轮对转就可以利用两个反向的力,使得双方相互抵消。
如此一来,就可以提高航空发动机的寿命。
在F119航空发动机上面就使用了高低压涡轮对转技术,该技术可以抵消由于涡轮旋转带来的共振和作用力,除了可以提高航空发动机的寿命之外,也可以进行减重,提高推重比。
涡扇-10航空发动机使用了高低压涡轮对转技术后,可以明显提高其大修时间和寿命。
涡扇-10航空发动机最为重要的高压涡轮叶片在最初的时间,涡扇-10航空发动机的高压涡轮叶片是由DD403单晶耐高温合金材料制造。
DD403单晶耐高温合金采用的是定向凝固方法制造的,含钛量为2.1%,含铝量为5.9%,含钨量为5.2%,含钼量为5.8%,含铬量为9.5%,含钴量为5%,其他主要是镍。
所以DD403又称为镍基单晶耐高温合金。
该单晶耐高温合金可以在1040℃以下的环境中稳定的工作。
不过随着DD406第二代单晶耐高温合金材料的发展,涡扇-10航空发动机又用上了DD406单晶耐高温合金,作为高压涡轮叶片的材料,这时应该也就是涡扇-10B航空发动机。
随着DD406单晶耐高温合金材料的使用,涡扇-10航空发动机的高压涡轮叶片的耐高温性能又得到较大的提升。
所以说,涡扇-10航空发动机的推力又得到的提升,从原本的12.5吨上升到13.5吨。
从性能来看,DD403和DD406单晶耐高温合金的性能达到了世界先进得水平,具备了与世界其他单晶耐高温合金材料相匹敌的能力。
综合来看,在诸多先进技术的使用下,又经过多年的研发,试飞,排故,再试飞,再排故,终于达到了堪用的程度。
涡扇-10航空发动机已经成为我国海空军主力装备的必备动力来源。
那么,涡扇-10航空发动机于国外的F110和F100相比,又如何?
就拿已经确定性能的涡扇-10B航空发动机与性能相当的F110-GE-129和F100-PW-229为例子。
涡扇-10B航空发动机的加力推力为13.5吨,军用推力大于8吨,大修时间在1000小时左右,整体寿命在2000小时左右。
F110-GE-129航空发动机的加力推力为13.2吨,军用推力为7.7吨,大修时间在3000小时左右,整体寿命在6000小时左右。
F100-PW-229航空发动机的加力推力为13.2吨,军用推力为8吨,大修时间为1400小时,寿命7100小时。
综合来看,涡扇-10B航空发动机的推力指标已经超过了F110-GE-129和F100-PW-229这两型航空发动机,只是在大修时间和寿命上还达不到这两个航空发动机的水平。
而航空发动机的寿命和大修时间与材料,设计都有较大的关系。
现阶段,国内航空发动机所用的材料已经赶上了世界主流的水平,而在设计方面也不好说。
而航空发动机的研发又不是一帆风顺的,是需要长久的时间和资金投入的。
满打满算,我国航空发动机才发展了60多年,与美俄发展的80多年相比,还差20多年的时间。
这也是国产航空发动机与美俄航空发动机的技术产生差距的主要原因 。
随着涡扇-10C,甚至涡扇-10D的发展,涡扇-10航空发动机最终会在推力,大修时间,整体寿命赶上世界一流水平,成为国产三代半战斗机唯一的动力来源。
参考:
中国装备的主要航空发动机,分为三个批次1、中国从俄罗斯引进第一批苏-27SK时引进的配套发动机2、中国后续引进的AL-31FN发动机、3、从乌克兰引进的RD-33系列发动机其中第一类引进发动机,主要为AL-31初代;
第二类引进发动机,主要为装备歼-10的单发型号专门设计的AL-31FN;
第三类发动机主要适用于中型机,类似于FC-31大小。
而中国空军主要装备的战斗机是歼-11/苏-27战斗机,海航的则有48架苏-30MKK。
这些重型战斗机是中国最重要的空中力量而适配这些飞机的发动机,其实并不是很优秀。
初代AL-31发动机水平显著次于美国的F-100发动机同年水平。
基于AL-21发动机设计的结构糅合苏联暴力美学的产物导致了较低的寿命和堪忧的发动机推力。
中国空军的定位 不同于苏联空军,不止需要承担制空任务。
而重型战斗机也更多的作为一种常备武装力量而非消耗品投入使用。
在使用中,不会面临苏联那种48小时内损失400多战斗机的情况。
为此,中国需要质量更好而非数量更多的战斗机。
而AL-31发动机由于苏联解体后无力维持研发,最终更新速度远不如其他国家。
在引进优秀发动机无望的情况下,国产的太行发动机则是唯一优秀航发的来源。
为了保证中国空军的数量和质量,大批量投产太行发动机是最佳选择,也是唯一选择。
最近报道的涡扇-15峨眉被军方放弃,太行发动机广泛应用代表的正是解放军未来空中力量的唯一希望。
参考:
太行发动机的广泛应用,说明了该发动机成为了我国多型主力战机首选的国产动力,是迄今为止我国最优秀当然也最实际可用的1型航空发动机,代表着我国航空发动机几乎完成了向第三代的跨越,即基本掌握了该代机的技术,如果成功经受住了应用的考验,加上矢量技术等验证并配装且应用成功,则意味着进入了三代半的阶段,还意味着在航空发动机自主研制上,积淀得以增厚、基础得以增强、胜算得以增加,尤其,标志着设计队伍、试验队伍、制造队伍、保障队伍以及科研领军团队、行政指挥团队等等,良好通过了难度之高肯定前所未有、周期之长几乎前所未有的1次大考,信心愈强、决心愈坚、初心愈牢。
总而言之,表明我国的航空发动机研制开始或即将开始从1个新的更高的现实可见起点上出发,登高、奔远。
好像不能再给更高的评价了。
因为,是本国的优秀,是本国多型战机可选本国优秀动力的唯一,是\"上代″主力战机应用的\"下代″优秀动力,是本国三代的当下第一优秀,是初研时世界先进的\"落后″晚成,是替代非世界优秀外机的换装,是在世界先进引进之门紧锁下的上位。
我国航空发动机需要正向研发,以逐步实现代差弥补、代际上升,三代之一可用、好用,四代才有可立之基、可补之给、可登之梯,到达以至越过才会可期。
参考:
说一千,道一万,还是因为2015年,单晶粉末铸造技术出现突破,国产航发才堪用,WS10、WS20等都是之后才达到实用的水平。
目前,在高温耐压材料方面,我国起码也是世界前五的水平,仅落后于美日英俄,这是一个大跨越,解决了,大推航发有无的问题。
对了,我国的涡轴航发近来已堪一用,也是同样的原因。
参考:
太行发动机的广泛应用,尤其是涡轮15在歼20上的应用,说明了国产发动机功能越来越强大,越来越成熟,与美俄的差距越来越小。
但无可否认的是,我们在发的机上与世界一流水平还存在着很大差距,比如f35用单发就有超高的机动性,我们仍需不断努力。
参考:
对于航空发动机的核心技术是耐高温金属材料,它关系到发动机的使用寿命和维护成本,这项技对我们国家航空业一直以来都是瓶颈,很难突破。
太行的广泛应用,说明相关技术瓶颈已经突破和成熟。