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千萬別失望,WS-15渦扇發動機也就是個“WS-9改”!
送交者: randstat 2010年11月28日13:23:01 於 [軍事天地] 發送悄悄話
2010-11-26 18:46:38.0

  WS-15到底是什麼樣的渦扇發動機是受到關注也一直比較有爭議的問題。通過公開的雜誌、報紙和從網來的少量WS-15資料來看,它有可能是一具較高推重比的中大推力渦輪風扇航空發動機。

  WS是“渦扇”的簡寫,當然是渦扇發動機不用說了。

  有人認為WS-15是一具推重比超過10推比量級的發動機,這種可能性不大。

  從江和甫《“系列核心機及派生發展”的航空發動機發展思路》論文可以獲得一些佐證,論文發表於2004年2月號的《燃汽渦輪試驗與研究》第17卷第1期,內有以下描述:

  原文說:“我國在進行發動機研製的 同時,也積極開展了核心機及其驗證機的研究,並取得了一定的成績。在“八五”期間,我國自行研製的推重比8一級核心機已完成地面和高空性能試驗;“九五” 期間完成了推重比8一級的驗證機設計;“十五”期間對推重比8一級發動機的風扇和低壓渦輪子進行了改進,為在核心機基礎上進行發動機派生發展提供了技術儲備。與此同時,還開展了性能更高的發動機核心機預研,已完成部件關鍵技術的試驗驗證,正在進行核心機的研製。這些工作為我國走出“系列核心機及派生發展”的發動機發展道路奠定了一定的基礎。”

  如果這篇論文不是故意放煙霧彈的話(基於中國的 保密制度,這也很有可能)。這說明,2004年2月份時,中國還沒有推重比達到10級的大推力(13,000 - 17,500daN)核心機,或者核心機研製和試驗尚未完成。由於核心機、驗證機、驗證機改型等過程未走完,結論是:推重比10量級的大推力發動機核心機 技術尚未成熟。

  原文說:“根據我國的實際情況,綜合考慮我國已有及在研發動機的性能及客觀條件,可以將系列核心機先定為5個核心機,即核心機換算空氣流量分別為30kg/s, 25kg/s, 20kg/s, 10kg/s, 5kg/s級的5個核心機。”

   “YWH-4-1: 目前,我國尚無自行研製的該等級核心機,但可以利用推重比8、10發動機核心機的研究成果進行三大核心部件的設計。同時,彩較低的渦輪前燃氣溫度以降低成 本。研製這一量級的核心機及核心機派生發展,能夠以較短的時間和較低的發展費用,忙解決我國巡航導彈、小型無人機及小型商務客機發民對動力的需求。”

   “YWH-11-6:中小推力發動機的核心機,可以發展成多用途、不同推力量級的軍、民渦扇發動機和渦噴發動機。YWH-11-6核心機目前在國內牌空 白狀態。可以利用推重比8、10發動機核心機研究成果進行三大核心部件的設計,特別是利用正在研製的某型壓氣機(壓比8.4)的研究成果。解決這一量級的 核心機並形成系列化發展,能夠以較短的時間,較低的發展費用,儘快解決我國多種作戰飛機、民用飛機、導彈和無人機發展對動力的需求。”

  “YWH-20-13:作為中等推力發動機的核心機,可以發展成為多用途、不同推力量級的軍、民用渦扇發動機。YWH-20-13核心機可以利用推重比8、10發動機核心機的研究成果進行三大核心部件的設計,也可以在某一參考發動機核心機基礎上改進發展。”

  “YWH-25-17:作為較大推力發動機的核心機,可以發展成多種用途、不同推力量級的軍、民用渦扇發動機。YWH-25-17核心機相當於某在研發動機的核心機,已比較成熟。”

  “YWH-30-27:作為大推力發動機的核心機,可以發展成為多種用途、不同推力量級的軍、民用渦扇發動機。目前國內正在進行YWH-30-27核心機研製,其派生發展可以儘快解決我國多種作戰飛機、民用飛機發展對動力的需求。”

  注意到YWH-25-17和YWH-30-27核心機的描述,推論如下

一、關於推重比:

  “八五”期間,推重比8一級核心機已完成地面和高空性能試驗;
  “九五”期間,完成了推重比8一級的驗證機設計;
  “十五”期間,對推重比8一級發動機的風扇和低壓渦輪子進行了改進,為在核心機基礎上進行發動機派生發展提供了技術儲備。


  即在2004年2月前,中國的推重比8一級的渦扇發動機核心機技術成熟,已經可以在核心機的基礎上研製型號發動機了。

  “與此同時,還開展了性能更高的發動機核心機預研,已完成部件關鍵技術的試驗驗證,正在進行核心機的研製。這些工作為我國走出“系列核心機及派生發展”的發動機發展道路奠定了一定的基礎。“

  “性能更高的”發動機核心機預研進度較推比8一級的核心機和驗證機進度慢一些。“性能更高”那就是推比超過8一級,有可能是10一級。即是說:2004年2月前幾個月,正在進行核心機的研製,尚未進行地面和高空性能試驗,還達不到驗證機水平。

二、關於推力等級:

  原文中建議規劃的五個型號核心機狀態大致是:

  YWH-4-1,派生成“不加力渦噴(單轉子)”時是150-200daN,派生成“不加力渦扇”時是400-1,000daN,“目前,我國尚無自行研製的該等級核心機”。這時彈用或無人機用發動機。

  YWH-11-6“YWH-11-6核心機目前在國內牌空白狀態”,先進巡航導彈或小型無人機、軍用作戰飛機、無人攻擊機、高級教練機、輕型戰鬥機用的發動機。

   YWH-20-13“核心機可以利用推重比8、10發動機核心機的研究成果進行三大核心部件的設計,也可以在某一參考發動機核心機基礎上改進發展。” 派生成小涵道比加力渦扇時的推力範圍是7,500-9,500,這個核心機是CFM56核心機的可能性是存在的。而推力等級相當於WS-9(MK202) 發動機。

  YWH-25-17“相當於某在研發動機的核心機,已比較成熟” 派生成小涵道比加力渦扇時的推力範圍是10,000-14,000daN。

  YWH-30-27“目前國內正在進行YWH-30-27核心機研製”派生成小涵道比加力渦扇時的推力範圍是13,000-17,500daN。

  注意到YWH-30-27的描述,“目前國內正在進行YWH-30-27核心研製”,也就是說13,000-17,500daN推力等級核心機尚未研製完成。

  因此最大的可能是,利用YWH-25-17核心機,派生出推力等級10,000-14,000daN 一級的WS-15發動機,而且推重比大致是8一級。

三、2004年2月份前,應該已經開始研製“更高性能”即推比10一級的核心機,但是肯定沒有完成地面和高空試驗,更不用說驗證機的試驗。

  而WS-15鍛件新聞是什麼時候出現?WS-15條幅出現2005年8月30日上午,發動機鍛件交付430廠(西安航空發動機廠)。WS-15是中國下一代發動機,就是常說的四代戰機發動機,6月份接到430廠任務的。

  另一則消息:

  中國推重比10渦扇發動機核心機總設計師——江和甫(資料來源:《國際航空》2007年第6期 p50 、《兵工科技》2007年第7期 p38、39、40、41)轉自
年4月14日17時38分,在中國燃氣渦輪研究院地面試車台上,我國自行研製的首台高推重比渦扇發動機核心機,檢查性點火試驗一次成功,並順利推到慢車狀態!

  《中國航空報》2005我國新一代航空發動機核心機點火一次成功
本報訊(通訊員文廣)4月14日17時38分,在中國燃氣渦輪研究院地面試車台上,我國自行研製的首台高推重比渦扇發動機核心機,檢查性點火試驗一次成功,並順利推到慢車狀態!

  試驗廠房沸騰了,歡呼聲、掌聲經久不息。現場參試人員有的相互擊掌,有的用手指比出“V”字,有的熱淚盈眶,有的以茶杯相互碰杯,渦輪院領導即興講話表示祝賀――為了這一天,他們整整盼了15年!

   這台核心機是遵循從關鍵技術、部件到核心的科學規律研製的我國目前技術含量最高、並擁有完全自主知識產權的新一代先進航空發動機核心機。承擔該核心機設 計、研製任務的牽頭單位――渦輪院,會同試製單位,攻克了一道道技術、新材料、新工藝難關,高起點、高質量完成了該核心機的研製設計任務;各試製單位加班 加點搶進度,優質完成了各自的試製及總裝任務。

  該核心機點火一次成功,表明其主要技術指標、技術狀態良好。有關人士認為,這展示了我國具有自主研製先進航空發動機的實力,堅定了國家、軍方和業界新一代航空發動機核心機最終發展成為型號產品的信心。

   第一則消息,來自2007年期刊,時間沒有說年份!第二則消息,則明確說明時間:4月14日17時38分,仍然沒有年份,但從報紙是2005年的,因此 確定在2005年或者更早。即這樣一個事實:2004年或2005年,高推比(假設就是推比10量級)剛剛點火成功,可能還需要1-2年才能完成試驗和改 進工作,形成可用的成熟核心機技術。

  發動機的研製分為6個階段,即:1、突破單項關鍵技術;2、部件驗證;3、核心機;4、驗證機;5、型號研製;6、使用發展---以上部分可以推測出下面所列的發動機的進度。

   WS-15完成設計到完成製造,一般設計發圖大約1年,製造應該至少用半年。從發圖到製造部件怎麼也得有個1年半的時間,因此WS-15發圖肯定在 2004年之間,因此WS-15不太可能在高推比(10一級)核心機未完成試驗之前啟動型號研製。因此,WS-15隻可能是推重比8一級的發動機。

  注意到YWH-30-27並不標明推重比,這是有道理的。因為推重比其實只取決於重量,因此YWH-30-27既可能是推重比8也可能是推重比10(根據目前國內設計和材料水平不太可能是推重比12~15)。

   珠海航展上出現了一個四代發動機計劃,肯定是有來源的,這個型號的研製肯定實際存在。航展期有一張很直觀的發動機譜系圖,上面標明了崑崙(WP- 14)、秦嶺(WS-9)、太行(WS-10)、泰山(WS-13)和四代發動機。因此,可以推斷它既不是秦嶺也不是太行或泰山,而是一個新型號的渦扇。

  根據第7條,推斷目前的WS-15就是一個四代發動機的早期型號,後續的改進可以讓它接近或達到10級,真正成為四代發動機。

  正如江和甫所說:“現在手裡這個項目做成了,可以將航空發動機水平差距再縮短10年!”江和甫現在是帶領着一個“國家隊”在進行發動機研製,估計是另外一個型號,決不會是WS-15。

WS-15主要性能:
結構形式:小涵道比加力式渦扇發動機
推重比:7.0~8.0
加力推力:10,000-14,000daN, 考慮前期不成熟,估計在9,800-10,800daN
不加力推力:6,370daN, 考慮前期不成熟,估計在6,570~7,000daN

技術參數             WS-9          WS-15估計         M53P2
最大加力推力(daN)    9,800         9,800-10,800      9,700kg
中間推力(daN)        6,370         6,570~7,000      6,560kg
加力耗油率(kg/daN/h)  2.02           -                -
耗油率(kg/daN/h)     0.67           -                -
推重比               6.55         7.00~8.00        6.56
空氣流量(kg/s)        96.9           -                -
涵道比                0.62           -                -
總增壓比               21.5          -              (9.8)
渦輪進口溫度(K)        1,550         -                 -
最大直徑(mm)          1,095         1,095             -
長度(mm)             5,211          5,211             -
質量(kg)             1,527         1,250~1,574       1,478

  另據網上消息:


  據了解,為滿足殲轟-7A的需要,中國在1998年初開始研究“秦嶺-2”(WS-15)渦扇發動機,這是一種先進的雙轉子加力式渦扇發動機,從增加發動機渦輪前溫度和減輕結構重量兩個方面,對WS-9原型機進行了現代化改進。“秦嶺-2”發動機由中國燃氣渦輪研究院624所和西安航空發動機公司共同研製,於2008年10月完成了定型實驗,已達到法國M53P2發動機中後期的技術水平。

  按這個說明,WS-15的指標更難看,“已經達到法國M53P2發動機中後期的技術水平”,推重比只有6.56、最大推力只有9,700kg、軍用推力只有6,560kg!

  各位對此不需要太失望,中國航空發動機的研製水平就大致如此,我們不能指望一夜之間,中國的航發水平一躍30年!
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