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中国FC31战机配套发动机公开 但却暴露出先天缺陷
送交者: 一剑破天 2017年07月07日21:04:53 于 [军事天地] 发送悄悄话

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近日公开的国产新型涡扇发动机结构图

  近日,网上出现了中国新型航空发动机的图片,从相关图片来看,它应该传说之中的WS-13增加推力型-WS-13E涡扇发动机,这种发动机据说将会配备FC-31鹘鹰战斗机,也可以用于JF-17BLOCK3战斗机。

  笔者推测这个发动机是WS-13系列涡扇发动机,主要根据它的结构,从发动机内部剖视图来看,这个发动机采用了4级风扇、9级高压压气机,这个结构明显不是WS-10发动机,一般认为WS-10结构与美国F110发动机相当,结构为3级风扇加9级高压压气机,采用这个结构只有俄罗斯AL-31F和RD-33,中国没有仿制过AL-31F,但是测绘仿制过RD-93涡扇发动机,这就是WS-13发动机,而RD-93正是RD-33单发型,主要结构和RD-33相同,因此可以确定WS-13结构与RD-33相同,也是4级风扇和9级高压压气机,这样那个发动机剖视图应该就是WS-13涡扇发动机结构剖视图。

  在另外一张图片可以清楚看到这个WS-13涡扇发动机有所改进,风扇叶片形状比较复杂,根部后掠,而尖部前掠,说明它采用了更加先进叶片设计,传统后掠风扇叶片达到一定转速的时候,会引起叶尖气流分离,从而让叶片失速,而叶尖前掠,可以推心气流分离,这样就可以提高叶尖速度,发动机风扇转速更快,效率更高,在单位时间内发动机空气流量更大,这样就可以增加发动机推力,同时也有利于提高发动机喘振裕度和抗畸变能力,这也是新一代涡扇发动机普遍采用的一个技术,从这里可以进一步推测这个发动机应该是WS-13增加推力型发动机,也就是WS-13E。

    WS-13E这个设计主要是因为WS-13/RD-93性能偏低,RD-33系列推力与美国F404涡扇发动机相近,但是结构比后者要复杂的多,F404只有3级风扇加7级高压压气机,因此发动机尺寸和重量都要低于RD-33,相应发动机推重比也要好于后者,对于战斗机来说,发动机自身推重比非常重要,因此动力系统增加1公斤,飞机结构可能就要增加好几公斤,或者说载荷就要降低几公斤,超-7总师屠基达同志就认为FC-1战斗机由F404换装RD-93,整体性能有所下降就是这个原因。

  正是因为这些先天不足,所以WS-13不论是推力,还是推重比都难以配套FC-31鹘鹰战斗机,从国内外研究来看,第四代战斗机空战重量应该不会低于18吨,这样以战斗机空战推重比超过1来计算,战斗机发动机推力应该达到18,FC-31鹘鹰战斗机采用双发设计,这样单台发动机推力应该在9吨以上,因此WS-13E对发动机进行了改进,换装了更加先进叶片,以提高进气效率,增加发动机推力,以便能够更好配合FC-31鹘鹰战斗机,除此之外,FC-1/JF-17战斗机也在进行改进,配备了有源相控阵雷达、更加先进航空电子系统,也需要发动机提高推力,所以WS-13E应该也可以用于FC-1/JF-17改进型战斗机。

  由于总体设计比较落后,结构复杂、重量大,所以WS-13E可以说发挥了RD-33系列最大潜力,继续提高就非常困难,难以支持FC-31鹘鹰战斗机未来发展,从FC-31鹘鹰战斗机未来发展考虑有必要发展新一代涡扇发动机,这种发动机应该以F414、EJ2000等新一代涡扇发动机为参考,总本设计、气动结构更加先进,推力更大、重量更轻,这样就可以为FC-31鹘鹰战斗机未来发展打下良好的基础。

  新世纪中国在航空发动机领域取得了长足进步,已经突破了许多技术难关,例如单晶材料、粉末合金、FADEC系统等,这样就为中国相关单位已经开始着手研制新一代先进涡扇中推打下了坚实的基础,从相关资料来看,中国新一代涡扇采用了3级风扇、7级高压压气机,从这个结构来看,它基本上与美国F414涡扇发动机相当,并且加力推力、推重比等指标也与F414涡扇发动机相近,这样就可以更好为FC-31鹘鹰战斗机配套,进一步提高飞机战斗力,增强飞机在国际市场上的竞争能力。

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