日本XF9-1军用发动机是否已达到世界领先水准

深入的理解日本XF9-1发动机,我们需要了解一下日本开发这个发动机的背景。
XF9系列,是日本防卫装备厅与日本公司IHI,作为未来战机开发计划的一个环节,来推动的项目,这款发动机是机用涡扇引擎(turbofan engine),是根据XF5的开发成果,来继续研究的。
想要评价这款引擎,还是需要与现在的一些发动机做对比的。
从现行的构造
从推力上来讲,比F2战机上搭载的F110相比提升了30%左右。
但是与F119还是差了一个档次。
另外,从最大推力的演示实验当中,可以看到,XF9-1发动机到达最大推力的时间,比初期的XF3-1减少了90%
从涡轮入口温度上来说,这款发动机已经达到了世界领先的水平,因为这Ni系合金熔点是1400℃,但是日本这款发动机已经达到1800℃,采用的是日本第五代Ni单结晶超合金的制造技术,并且采用CMC、耐环境镀膜以及空气孔保护层等多种技术。
从这一点来看,自然是领先世界的。
这点充分发挥了日本的材料工业,却是做到不错。
对于这款引擎的介绍,很多人也都发过,我这里就不再赘言了。
整体来看一下这款引擎吧,它的最大的定位就是“未来战机”,从电力消耗以及动力的设计,都考虑到未来电子化的趋势。
但是,要知道日本发动机原本就落后于欧美。
日本现在对标国外先进发动机,不代表国外发动机技术就是停滞的。
目前从实验性能来讲,基本上是达到了世界领先的水平,可是会面临几个问题点。
这款引擎最多属于“实验引擎”,并非是“实用引擎”,目前还找不到可以使用的飞机或者战机。
想要评价一个战机发动机,不仅仅要看其性能,还需要从适应性来考虑。
我曾经看过一个XF9-1发动机研发者的采访视频,他认为现在从实验机到实用机,还有着很长的路要走,技术的验证是一个过程,他们也无法预测在实验中会发生哪些事情!不过,这个事情也是需要注意的,毕竟日本战败以后,在航天技术上的积累被全部抹去,相当于航天技术断代。
通过几十年的努力,在有人挟持的情况下,依旧自主开发出了能够接近世界当天领先技术的战机发动机,并非是一朝一夕之功!这点还是值得肯定的。

什么叫世界领先水准?
那就是世界第一,现在的世界第一就是老美,不服也没办法。
XF9-1只是测了个加力推力就被吹成世界领先了?
那老美的F119和F135该怎么说?
人家的加力推力比15吨只多不少。
不客气的说,发动机的推力是最没有悬念的,基本上在设计阶段通过热力循环的仿真,输入涡轮前温度、空气流量之类的参数就可以大致估算出来。
真正考验水平的是发动机的适用性、可靠性。
比如说,发动机的喘振裕度要达到20%才行。
不然你的推力再大也是扯淡。
当年米格21的发动机Р11Ф-300的推重比都达到5了,高压压气机才3级,级压比都超过1.3了,这在50年代是很不错的水平了,但是喘振裕度才11%,导致米格21在急剧机动和高空小速度的时候非常容易发动机喘振,严重的可以导致熄火。
就是因为在当年的条件下压气机设计得级压比太高,吃掉了喘振裕度。
后来在研制改型P13的时候只好把高压压气机加了两级,弄成5级高压压气。
这样一来,喘振裕度有了,但重量也上去了。
为了保证推重比不降,高压压气机又改用钛合金,成本就上去了。
PW研制的世界上第一种三代航空发动机F100-PW-100的推重比达到7.8,但可靠性差,服役的5年时间里出现了500多次发动机失速,美国空军不胜其烦,花了大把银子提高可靠性,最后还是逼着PW搞出F100-PW-220才解决问题,220的推重比就下来了。
因此,光一个推力是没多大意义的,适用性和可靠性不成才叫头大呢,而适用性和可靠性往往需要付出重量方面的代价。
这需要反复的试验和修改设计,哪里是那么容易的事。
F404的可靠性有口皆碑,那是靠着YJ101等发动机在前面打好了基础,就这样F404从研制到服役还用了6年时间。
所以,日本的XF9还早着呢。

参考:
XF9-1还很早,日本是用领先F119两代的材料技术堆积出相似的推力日本IHI公司(石川岛播磨重工)的XF9-1发动机,目前还处于相当早期阶段,该发动机核心机才2018年交付,2019年4月的时候才首次进行持续20秒的最大推力地面测试,参考其他国家航空发动机进度,XF9-1距离正式列装还至少需要10到15年的时间。
XF9-1涡扇发动机长度约4.8米,直径约1.1米,涵道比0.3。
该发动机结构完全可以说“照抄”美国的F119发动机,3级风扇、6级高压压气机、1级高压涡轮和1级低压涡轮的3611结构。
本身航空发动机的结构设计是日本的薄弱项,之前XF5和XF10发动机都不理想,这次干脆“照抄”设计可以避免自己再次头铁。
而且F119发动机结构是从F100发动机改进的,而F100发动机日本之前引进生产F-15J战斗机时引进过生产技术,自身已经相当熟悉。
而在日本强项的材料技术方面,XF9-1先进材料的堆积可以说令人发指!航发核心的涡轮叶片是由日本国立材料科学研究院开发的TMW-24第五代镍钴基单晶超合金,涡轮叶盘封闭在第二代使用3D打印技术制造的陶瓷基复合材料护罩中,从而可以实现涡轮前温度达到1800℃。
比AL31发动机高出400℃,比F119发动机还高出近200℃,而且这种材料还有相当的提高空间。
可以说XF9-1发动机所使用的材料科技等级比美国的F119都还要高出两代,日本本身的材料技术可以说丝毫不亚于美国。
除此以外,XF9-1的永磁发电机也相当先进,发电功率达到180KW,比已经很牛逼的美国F-35战斗机的F135发动机的发电机还要高出20KW。
日本在系统整合和整体研发能力上可能有欠缺,但是其部分子系统和零部件的先进程度是无需质疑。
但从整体上讲,说日本航空发动机能够达到世界先进水平还远够不上。
材料技术是航空发动机的核心技术,日本在这方面的确相当极其牛逼,正好跟其他国家在这方面被卡住瓶颈截然不同。
但是航空发动机也远不仅是材料技术,日本在其他领域不足拖了后腿,他用领先F119发动机两代的先进材料技术也只堆积出推力相近的水平。
毫不客气的讲,如果英国法国俄罗斯,拿日本的材料技术去研发的话,恐怕最大推力完全可
这方面只能说羡慕嫉妒恨啊!
参考:
众所周知,航空发动机作为飞机的“心脏”,它的性能好坏直接决定着飞机的整体性能,所以航空发动机的重要性对于任何一个航空大国来说都不言而喻。
不过,作为战败国的日本也并未停止航空发动机的研发,更是在近两年研制出了第四代大推力小涵道比涡扇发动机XF9-1。
按照日本防卫装备厅的介绍,日本最新研制的XF9-1发动机在不开加力的情况下最大推力可达11吨,开启加力燃烧室之后最大推力可以达到15吨
那日本XF9-1发动机达到15吨的推力是走在了我们的前面?
其实不然,XF9-1发动机15吨的推力只是地面试验数据,一款发动机的研发从地面试验到安装在飞机上进行试飞,再到批量生产还需要很长的时间,而涡扇-10C是已经实际安装到歼-20战机之上了;
另外,涡扇-15在12年的时候就传出地面测试最大推力18吨的消息了,所以XF9-1发动机目前的进度并不能代表什么。
值得一提的是,日本的XF9-1发动机确实有一点达到了全球领先水平,那就是涡轮前温度,日本防卫省的原话是这样的“由于采用了日本在全世界引以为傲的材料技术,XF9-1原型机确保了在涡轮前温度1800度情况下的可靠运转”,如果果真如此,1800摄氏度(约合2073K)的涡轮前温度在各国已公开的数据中的确是最高的。
要知道美国的F-119和F-135发动机涡轮前也只有1700摄氏度(约合1970K)左右,而涡轮前温度是对发动机涡轮叶片的最大考验,根据相关文献的结论,涡扇发动机的涡轮前温度每提升100摄氏度,那么该发动机的最大推力就可以提升15-20%。
所以不得承认XF9-1涡轮前温度能达到1800℃,说明日本的涡轮叶片材料技术确实是十分强大的。
总之,对于日本XF9-1涡扇发动机我们还是应该以平和的观点去看,不应该妄自菲薄。
能达到15吨的加推力、1800摄氏度的涡轮前温度,如果该发动机已经服役确实能代表全球领先水平,但根据XF9-1发动机目前的进度来看,该发动机在2030年很难实际批量生产。

参考:
作为讨论,今天我们的重点是日本新造XF9-1,原来造不好,突然拔地这么高,细心的人士会考证如何捣鼓的。
不假细辨的人士,又会说日本毕竟发达国家。
意见不统一,如何来看?
其实说穿了,XF9-1不是什么神秘物件,一定要把此话说清楚。
过去的航空器,都使用欧美的发动机,今天猛然登峰造极,秘密正在于热端部件使用了昂贵的合金材料,如果都照日本的造法,都可造出来,只是造不起,太贵太浪费,任谁也用不起。
▲发动机是工艺在燃烧,世上从来就没有什么工艺迷信,是就是,不是就不是。
其次,这就是一个实验品,日本自己想看看,能在技术参数上达到什么水平,对外自然也有诠释自己的意思,因此很高调,勉强11一级,能达到第四代航发水平呀,不管怎来的,听着挺唬人,实在不是不得了的事。
从来就没有这样捣鼓的,日本是第一个。
航发的结构,网上都有,加之进口一点,自造一点高端部件,使用的材料全都昂贵的怕人,造出来就是完成了实验,也只是验证性质,不具装备意义。
第三,至少说明一件事,日本开始打造航空发动机了呢。
对日本的努力,美国不紧张,因为知道是怎么回事,这种败家子似地折腾,最后没有好结果,就像一个工艺较贵的瓷坛子,拿出来卖的是工艺,可以稳赚一笔,有人不服气,给它造一个金质的,金本身极具价值,只是可以造多少,卖多少,莫说卖的话,自家用也会舍不得,从来就没有人这样玩的,日本今天头一份儿。
装备是科学,要用科学的思考,才能得到正确的答案,否则的话,小树不直净是叉,到什么时候也长不成参天大树。
所谓九层之台,始于垒土,任何事物有了基础,方得有事半功倍之效,否则的话,要想像中起一个空中楼阁,也是办不到的。

参考:
XF9-1现在的状态大约是WS15,05年的状态处于原理样机刚刚交付的阶段。
哎,我给你讲啊了,这个原理样机是个非常有意思的东西,大概相当于什么呢。
等会我组织一下语言,大约相当于我昨天做了一个梦,我成了华尔街金融巨鳄,然后早上起来之后找朋友说了一下,然后朋友告诉我这很有可能哦。
然后我们吹水了一上午来规划这个白日梦怎么实现,哎,原理样机大概就相当于这种水平。
用专业点的东西来说就是我找些现在已经有的零件攒一个大概差很多的东西,比如弄个涡轮压气机放在你大概觉得能达到指定指标的环境之中(注:这个涡轮压气机无法自己工作,所处需要用外部机械进行模拟),比如用过外部助力让环境达到相应的温度压力让压气机达到相应的转速,从而观察压气机的工作情况,然后根据得到的数据设计改进指标,比如压气机无法承受高温高压,那就定一个指标让负责这个的部门研发能达到要求的材料,涡轮达到转速之后可能又与某些性能有冲突,那就协调这之间的技术。
反正这个东西的意思呢大概就是演示一下这以后的发动机原理是啥,看看现在的技术会暴露出什么问题用以指导接下来的研究进程。
说句不好听的话万里长征还没开始第一步,还在酝酿之中呢,在中国这种水平属于连立项都还没的。
XF9-1这玩意据说是去年交付的原理样机对吧,巧的是前些年中国的爆轰发动机(大约是17年)也在搞原理样机试验,你可以
提一嘴啊爆轰发动机是一种比变循环发动机更先进的新原理发动机,也就比XF9-1领先两到三代吧,用个不太恰当的比方就是XF9-1相当于二战的活塞式发动机,爆轰发动机相当于未来的涡轮喷气式发动机。
发动机真正有点说头你得等到工程样机出现,因为只有这时你才能知道这到底适个什么玩意,但工程样机的出现依旧不等于马上就能生产,这东西依旧只是用来实验的,只是有了一个看起来是那么回事的东西了(WS15的工程样机是13年前后交付的,WS15今年刚刚上机试验),论性能依旧比要达到的标准差很远。
接下来的工作还有发动机定型,定型之后还有台架实验,然后才是试飞测验。
XF9-1现在的状态来说等到上机测验那至少是15年之后的事,当然一切的前提是日本愿意把这东西做成,日本吹一番牛之后放弃的东西都能写一本书了。

参考:
用的材料很先进,因为缺乏前代大推基础,所以就像用五星级饭店做出路边摊炒菜水平!f119用的可是pw1484这样的二代材料吧,低压端还是钛合金的,鬼子这个,好像四代镍基单晶高温合金都上了吧,碳纤维叶片,新一代粉末冶金叶盘,第二代陶瓷基复合材料燃烧室,能用的先进技术都用上了吧?
简单的说就是技术不够材料凑,拼命堆涡前温度,跟零战一样,透支发动机潜力!
参考:
先说结论XF9-1是一款推力合格的小涵道比大推力涡轮风扇发动机。
XF9-1是日本为下一代F-X战斗机(即F-3),研制的动力系统。
研发单位为日本石川岛播磨重工(IHI),最早研制历史可以追寻到2010年,发动机其核心机为2013年研制,整机样机为2015年研制,2018年原型样机亮相,同年下半年开始试车在IHI工厂首次试车的XF9-1发动机外壳上是安装的测试传感器,用来收集发动机测试数据技术上来看XF9-1采用了,同F119-PW-100所采用一致的3级风扇、6级压气机和1组高压涡轮风扇和1组低压涡轮风扇结构发动机尺寸为4.8米直径为1米最大推力为15吨,军用推力为11吨,与F119-PW-100的15.87吨数据上相差不多。
(根据普惠官网数据35000磅力)XF9-1发动机日本人给出的数据PPT那么日本人用的那种手段使得XF9-1拥有和F119-PW-100接近相同的推力指标呢?
答案是日本人为XF9-1换装了第五代单晶涡轮风扇叶片,使得其拥有了1800℃高温的涡轮前燃温度。
XF9-1发动机剖面模型目前来说单晶叶片第一代第二代不加铼,第三代加铼,其中以美国F100系列发动机上的CMSX-4和F119-PW-100与F135-PW-100发动机上的CMSX-10为代表。
单晶加铼有优点其优点是铼扛蠕变性能好耐高温,但是也有很大的弊端缺点其开采困难大多数铼都在火山附近,加工时次品率高,质量大成本高,所以现在各国在研究轻合金叶片以替代单晶加铼叶片。
第四代只有法国和俄罗斯有,第五代单晶叶片只有日本人有而XF9-1所采用的第五代单晶叶片,恐怕是这款发动机最大的亮点了,其技术上采用了镍钴基单晶超合金材质,型号为TMW-24型,涡轮叶盘封装在陶瓷基耐高温材料保护壳里,赋予了它1800℃的涡轮前燃温度。
众所周知涡轮前燃每增加100摄氏度,最大推力可在原有推力上,提升高达20%XF9-1剖面
),但是结果却是日本人用最新的技术,造了个放在过去,属于在80年代末90年代初时,是优秀的产品PPT给出的对比之前的XF5-1除此之外除了涡轮前燃温度的提高这一手段外,提高压气机的压缩比和前级风扇叶片直径也是相应的手段,但缺点是会提高发动机进气时进气不足而停车和增大阻力,需要多重技术相互运用相辅相成。
总得来看日本人是用了最先进的技术搞出的产品只是F119-PW-100发动机的水准。
而同样采用CMSX10叶片的F135发动机,最新改进都实现了最大20吨推力,后续再升级未来可实现23吨!综合来看XF9-1用最新的技术,做出推力性能,用80年代和90年代时的眼光看,以放在过去的眼光看,属于优秀的产品。
但如果以今天的眼光看,采用这种新材料新技术堆砌来的发动机,就只有15吨最大推力,这无论如何这都是说不过去的。
用今天的眼光看,XF9-1是一款在推力性能上合格的五代机动力产品,但是用新的叶片技术做的产品,仅在推力性能数据上,并没有给人一种眼前一亮的感觉。
但是最终评价它的优秀与否,也要结合发动机最终的寿命、大修时间、可靠性、油耗等其他因素来判断,但是到今天XF9-1也只是在测试中并未定型,后续还有待观察。

参考:
现在说xf9-1领先世界就有些吹大了,目前这货不过是验证机状态,就等同于试验装置你说他领先?
拿了日本的??吧!距离实用化还早的很,发动机研发至少要经过设计论证,验证机试验,原型机试验,批量制造装机测试,设计定型,目前看xf9只不过是干活入门,能不能搞得下去还要看批量原型机测试。
通用普惠搞航发的时候仅原型机都造了几十台累计数十万小时开机测试,f414原型机五十多台。
你这小鬼子搞了几台?
最大15吨目前也不是多高的指标,不过是试验最大推力设计定型还要取余度值,太行试验最大推力16多定型推力13吨,到119最大试验推力17吨定型推力15吨,日本那试验推力取余度值后还没太行大,这就看日本军火商压宣传直接标试验推力你能打他脸吗?
军用航空发动机是高科技产品可不是造汽车轮船可比的,除了技术工资关键还要看技术积累,他不同火箭导弹发动机他要求重复使用安全性,低故障率,高使用寿命等。
日本航发工业并不强以往作品也没见多大优现在服役的国产航发都是小吨位的,f3-ihi-301.6吨级的,xf5,5吨级的xf7、7吨多基本自主没有搞过十吨级
当然还有一些涡喷发动机。
航发这一块关键还要看技术积累,没有技术积累很难说世界第几?
搞两台试验找一些媒体吹风就强国了?
涡扇15高空台测试四五年了也没说世界第几呢?
太行05年设计定型到2010年后才大批量装,美国是世界航发强国f100是三代航发标准80年代导致f15大量停飞,94年导致f16机队停飞。
日本都没玩明白中推就开始上大推真是胆大!发动机搞不好起码你装机几百架累计飞行十几万小时再说吧!
参考:
日本的XF9-1最大推力15吨
要经过长时间的实验和试飞。
如果可靠性不过关,不能实际使用,那么纸面数据再漂亮也没用。
中国的涡扇10,性能远没有XF9-1先进,不过涡扇10已经批量生产,装备部队。
国产歼20,歼16,歼10C摆脱了对进口发动机的依赖,这是了不起的成绩!在航空发动机方面,中国走的更踏实,也会走的更远。

参考:
原先看过报道,据说日本所有涉及军事能力的公司,都是美资控股!所以,与其说日本军机航发先进,不如说米国又进步了!

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