国产航发被泼冷水:涡扇15的列装,仅相当于老美30年前的技术?

盒子里的密 2024-10-21 10:50:38

早在2023年3月举办的第7届中国航空创新创业大赛上,中国航发航材院项目负责人张勇曾表示,我国的涡扇-15发动机已经开始量产。

到2024年,有不少的美国媒体纷纷报道称中国的涡扇-15航发已经在歼-20上列装。

然而涡扇-15在列装后,却遭到了不少人泼冷水。

涡扇-15

他们质疑涡扇-15在技术上仅相当于老美30年前的水平,涡扇-15真的如此不堪吗?

中美航发对比

对于这个问题,有一个好消息和一个坏消息要告诉大家。

坏消息是涡扇-15的技术水平的确是和美国在30年前的航发技术相当,但好消息是美国这30年的航发技术也没有明显进步,基本也是在原地踏步。

当前美国有两款五代机,一款是F-22战机,另一款是F-35系列。

前者使用的航发是F119型涡扇发动机,后者使用的航发是F135型涡扇发动机。

F119航发

在推力对比上,F119的最大推力为156千牛,推重比为10.5;F135的最大推力为191千牛,推重比为11.47;中国的涡扇-15发动机最大推力则为181千牛,推重比为10.87。

能看出我国涡扇-15发动机不管是推力还是推重比,都介于F119航发和F135航发之间。

看到这可能会有朋友会说,涡扇-15的性能指标不是明显低于美国F135型航发吗?

其实在发动机性能上,并不是说你的推力和推重比更大,你就更先进。

F135航发相较于F119航发,除了上面有更多的传感器外,发动机本身的技术水平其实没有太大的变化。

F135航发

F135型航发之所以有更大的推力,主要原因是F135的涵道比更大。

给发动机增加涵道比,可以提升发动机的燃烧效率,从而在发动机整体重量不变的情况下,拥有更大的推力和推重比。

但这种提升是有代价的,涵道比更大的发动机在爆发力上会有不足,在战机高速飞行时性能反而会下降。

要知道F135型航发是为F-35战机配套的发动机,而F-35战机是只使用了一台发动机的30吨级战机。

想用一台发动机将F-35如此巨大的重量送上天,这一台发动机的推力就必须大。

F-35战机

所以F-35战机使用的发动机推力很足,但是F-35战机在速度、机动性等各方面都有缺陷。

用上了涡扇-15型航发的歼-20战机,其理论最快速度能突破2.2马赫,理论巡航速度也能超过1马赫。

但是使用了推力更大的航发的F-35战机,理论最快速度却只有1.8马赫,巡航速度也不太会超过1马赫。

这样看来,就不难看出F135型航发相较于F119型航发,实际上并没有明显的技术优势,美国这30年来航发技术并没有多少实质上的进步。

美国航发

中国的涡扇-15追上了美国30年前的技术水平,实际上在这一类别的航发领域中,已经达到了世界先进水平。

美国为何航发技术没有明显进步?

美国在最近30年里航发技术没有大规模进步的原因主要有三,分别是美国去工业化、美国没有动力去进步,以及航发技术发展本身陷入到了瓶颈期。

对于第一点,美国工业整体都是在衰弱的,其中也包括了航空工业。

虽然美国航发的技术还在,但因为去工业化,美国造发动机以及研发新发动机的成本都在上升。

美国航发

再加上第二点,因为苏联的解体美国没有动力去大规模推进航发技术进步,就导致了现在美国航发发展停滞。

至于第三点,航空发动机要想技术进步,需要进行两方面的提升。其一是优化结构,其二是改善材料。

但是这些年来传统航发在结构优化上已经到头了,这就像汽车的外形一样,改来改去气动布局的优化都延续了同一个思路,无非是在细节上修修改改。

在材料上,航发用上更好的材料能承受更高的温度和外力。

材料决定了航发核心机能承受的温度

航发能承受更高温度和外力了,那么发动机的功率才能更大,发动机的推力才能在原来的基础上进一步提升。

但是材料学的发展更加艰难,最近这30年的发展也基本到头了。

到现在中美造航发,使用的发动机扇叶材料高度雷同,都是钛合金材料。

而钛合金材料,已经是人类现有的兼具了耐高温、坚固,以及性价比之后最好的选择。

除非现在人类能找到一种性能全面优于钛合金,且在成本上也能承受的材料来,不然航空发动机就不能轻易的换材料。

中国航发和战机有超过美国的趋势

总体来说,因为苏联的解体,美国在最近30年非常的懈怠,在技术上的进步相当有限。

因为这个原因,中国不仅涡扇-15航发已经达到了先进水平,歼-20战机也实质性的已经超过了美国的两款五代机。

歼-20对比美国的F-22战机,有着信息化和现代化方面的优势。

通过数据链路,歼-20可以和预警机配合,形成一套现代化的空战体系,而这一能力是美国F-22战机不具备的。

歼-20战机

歼-20对比F-35战机,则具备机体性能上的优势。

歼-20战机速度更快、机动性更强、作战航程更远,并且隐身能力也更强。

作为一款五代机,歼-20显而易见的有着更强的超视距打击能力和狗斗能力,在1对1的作战中完全能碾压F-35战机。

当前歼-20对比F-35战机,只有一个劣势,那就是数量问题。

可以说换装了涡扇-15的歼-20战机,已经是名副其实的“天下第一机”,其综合性能已经明显高于美国的两款五代机。

歼-20战机

因为美国现在整体的去工业化,美国不管是战机设计还是航发设计的能力,都已经落后于中国了。

随着时间推移,中国很可能在这两方面超越美国。

参考资料:

【1】澎湃新闻·《推力最大的航空发动机继续增加推力,它是如何做到的?》

【2】澎湃新闻·《【军事天地】插上翅膀的猪——F-35A隐身战斗机》

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