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千万别失望,WS-15涡扇发动机也就是个“WS-9改”!
送交者: randstat 2010年11月28日13:23:01 于 [军事天地] 发送悄悄话
2010-11-26 18:46:38.0

  WS-15到底是什么样的涡扇发动机是受到关注也一直比较有争议的问题。通过公开的杂志、报纸和从网来的少量WS-15资料来看,它有可能是一具较高推重比的中大推力涡轮风扇航空发动机。

  WS是“涡扇”的简写,当然是涡扇发动机不用说了。

  有人认为WS-15是一具推重比超过10推比量级的发动机,这种可能性不大。

  从江和甫《“系列核心机及派生发展”的航空发动机发展思路》论文可以获得一些佐证,论文发表于2004年2月号的《燃汽涡轮试验与研究》第17卷第1期,内有以下描述:

  原文说:“我国在进行发动机研制的 同时,也积极开展了核心机及其验证机的研究,并取得了一定的成绩。在“八五”期间,我国自行研制的推重比8一级核心机已完成地面和高空性能试验;“九五” 期间完成了推重比8一级的验证机设计;“十五”期间对推重比8一级发动机的风扇和低压涡轮子进行了改进,为在核心机基础上进行发动机派生发展提供了技术储备。与此同时,还开展了性能更高的发动机核心机预研,已完成部件关键技术的试验验证,正在进行核心机的研制。这些工作为我国走出“系列核心机及派生发展”的发动机发展道路奠定了一定的基础。”

  如果这篇论文不是故意放烟雾弹的话(基于中国的 保密制度,这也很有可能)。这说明,2004年2月份时,中国还没有推重比达到10级的大推力(13,000 - 17,500daN)核心机,或者核心机研制和试验尚未完成。由于核心机、验证机、验证机改型等过程未走完,结论是:推重比10量级的大推力发动机核心机 技术尚未成熟。

  原文说:“根据我国的实际情况,综合考虑我国已有及在研发动机的性能及客观条件,可以将系列核心机先定为5个核心机,即核心机换算空气流量分别为30kg/s, 25kg/s, 20kg/s, 10kg/s, 5kg/s级的5个核心机。”

   “YWH-4-1: 目前,我国尚无自行研制的该等级核心机,但可以利用推重比8、10发动机核心机的研究成果进行三大核心部件的设计。同时,彩较低的涡轮前燃气温度以降低成 本。研制这一量级的核心机及核心机派生发展,能够以较短的时间和较低的发展费用,忙解决我国巡航导弹、小型无人机及小型商务客机发民对动力的需求。”

   “YWH-11-6:中小推力发动机的核心机,可以发展成多用途、不同推力量级的军、民涡扇发动机和涡喷发动机。YWH-11-6核心机目前在国内牌空 白状态。可以利用推重比8、10发动机核心机研究成果进行三大核心部件的设计,特别是利用正在研制的某型压气机(压比8.4)的研究成果。解决这一量级的 核心机并形成系列化发展,能够以较短的时间,较低的发展费用,尽快解决我国多种作战飞机、民用飞机、导弹和无人机发展对动力的需求。”

  “YWH-20-13:作为中等推力发动机的核心机,可以发展成为多用途、不同推力量级的军、民用涡扇发动机。YWH-20-13核心机可以利用推重比8、10发动机核心机的研究成果进行三大核心部件的设计,也可以在某一参考发动机核心机基础上改进发展。”

  “YWH-25-17:作为较大推力发动机的核心机,可以发展成多种用途、不同推力量级的军、民用涡扇发动机。YWH-25-17核心机相当于某在研发动机的核心机,已比较成熟。”

  “YWH-30-27:作为大推力发动机的核心机,可以发展成为多种用途、不同推力量级的军、民用涡扇发动机。目前国内正在进行YWH-30-27核心机研制,其派生发展可以尽快解决我国多种作战飞机、民用飞机发展对动力的需求。”

  注意到YWH-25-17和YWH-30-27核心机的描述,推论如下

一、关于推重比:

  “八五”期间,推重比8一级核心机已完成地面和高空性能试验;
  “九五”期间,完成了推重比8一级的验证机设计;
  “十五”期间,对推重比8一级发动机的风扇和低压涡轮子进行了改进,为在核心机基础上进行发动机派生发展提供了技术储备。


  即在2004年2月前,中国的推重比8一级的涡扇发动机核心机技术成熟,已经可以在核心机的基础上研制型号发动机了。

  “与此同时,还开展了性能更高的发动机核心机预研,已完成部件关键技术的试验验证,正在进行核心机的研制。这些工作为我国走出“系列核心机及派生发展”的发动机发展道路奠定了一定的基础。“

  “性能更高的”发动机核心机预研进度较推比8一级的核心机和验证机进度慢一些。“性能更高”那就是推比超过8一级,有可能是10一级。即是说:2004年2月前几个月,正在进行核心机的研制,尚未进行地面和高空性能试验,还达不到验证机水平。

二、关于推力等级:

  原文中建议规划的五个型号核心机状态大致是:

  YWH-4-1,派生成“不加力涡喷(单转子)”时是150-200daN,派生成“不加力涡扇”时是400-1,000daN,“目前,我国尚无自行研制的该等级核心机”。这时弹用或无人机用发动机。

  YWH-11-6“YWH-11-6核心机目前在国内牌空白状态”,先进巡航导弹或小型无人机、军用作战飞机、无人攻击机、高级教练机、轻型战斗机用的发动机。

   YWH-20-13“核心机可以利用推重比8、10发动机核心机的研究成果进行三大核心部件的设计,也可以在某一参考发动机核心机基础上改进发展。” 派生成小涵道比加力涡扇时的推力范围是7,500-9,500,这个核心机是CFM56核心机的可能性是存在的。而推力等级相当于WS-9(MK202) 发动机。

  YWH-25-17“相当于某在研发动机的核心机,已比较成熟” 派生成小涵道比加力涡扇时的推力范围是10,000-14,000daN。

  YWH-30-27“目前国内正在进行YWH-30-27核心机研制”派生成小涵道比加力涡扇时的推力范围是13,000-17,500daN。

  注意到YWH-30-27的描述,“目前国内正在进行YWH-30-27核心研制”,也就是说13,000-17,500daN推力等级核心机尚未研制完成。

  因此最大的可能是,利用YWH-25-17核心机,派生出推力等级10,000-14,000daN 一级的WS-15发动机,而且推重比大致是8一级。

三、2004年2月份前,应该已经开始研制“更高性能”即推比10一级的核心机,但是肯定没有完成地面和高空试验,更不用说验证机的试验。

  而WS-15锻件新闻是什么时候出现?WS-15条幅出现2005年8月30日上午,发动机锻件交付430厂(西安航空发动机厂)。WS-15是中国下一代发动机,就是常说的四代战机发动机,6月份接到430厂任务的。

  另一则消息:

  中国推重比10涡扇发动机核心机总设计师——江和甫(资料来源:《国际航空》2007年第6期 p50 、《兵工科技》2007年第7期 p38、39、40、41)转自
年4月14日17时38分,在中国燃气涡轮研究院地面试车台上,我国自行研制的首台高推重比涡扇发动机核心机,检查性点火试验一次成功,并顺利推到慢车状态!

  《中国航空报》2005我国新一代航空发动机核心机点火一次成功
本报讯(通讯员文广)4月14日17时38分,在中国燃气涡轮研究院地面试车台上,我国自行研制的首台高推重比涡扇发动机核心机,检查性点火试验一次成功,并顺利推到慢车状态!

  试验厂房沸腾了,欢呼声、掌声经久不息。现场参试人员有的相互击掌,有的用手指比出“V”字,有的热泪盈眶,有的以茶杯相互碰杯,涡轮院领导即兴讲话表示祝贺――为了这一天,他们整整盼了15年!

   这台核心机是遵循从关键技术、部件到核心的科学规律研制的我国目前技术含量最高、并拥有完全自主知识产权的新一代先进航空发动机核心机。承担该核心机设 计、研制任务的牵头单位――涡轮院,会同试制单位,攻克了一道道技术、新材料、新工艺难关,高起点、高质量完成了该核心机的研制设计任务;各试制单位加班 加点抢进度,优质完成了各自的试制及总装任务。

  该核心机点火一次成功,表明其主要技术指标、技术状态良好。有关人士认为,这展示了我国具有自主研制先进航空发动机的实力,坚定了国家、军方和业界新一代航空发动机核心机最终发展成为型号产品的信心。

   第一则消息,来自2007年期刊,时间没有说年份!第二则消息,则明确说明时间:4月14日17时38分,仍然没有年份,但从报纸是2005年的,因此 确定在2005年或者更早。即这样一个事实:2004年或2005年,高推比(假设就是推比10量级)刚刚点火成功,可能还需要1-2年才能完成试验和改 进工作,形成可用的成熟核心机技术。

  发动机的研制分为6个阶段,即:1、突破单项关键技术;2、部件验证;3、核心机;4、验证机;5、型号研制;6、使用发展---以上部分可以推测出下面所列的发动机的进度。

   WS-15完成设计到完成制造,一般设计发图大约1年,制造应该至少用半年。从发图到制造部件怎么也得有个1年半的时间,因此WS-15发图肯定在 2004年之间,因此WS-15不太可能在高推比(10一级)核心机未完成试验之前启动型号研制。因此,WS-15只可能是推重比8一级的发动机。

  注意到YWH-30-27并不标明推重比,这是有道理的。因为推重比其实只取决于重量,因此YWH-30-27既可能是推重比8也可能是推重比10(根据目前国内设计和材料水平不太可能是推重比12~15)。

   珠海航展上出现了一个四代发动机计划,肯定是有来源的,这个型号的研制肯定实际存在。航展期有一张很直观的发动机谱系图,上面标明了昆仑(WP- 14)、秦岭(WS-9)、太行(WS-10)、泰山(WS-13)和四代发动机。因此,可以推断它既不是秦岭也不是太行或泰山,而是一个新型号的涡扇。

  根据第7条,推断目前的WS-15就是一个四代发动机的早期型号,后续的改进可以让它接近或达到10级,真正成为四代发动机。

  正如江和甫所说:“现在手里这个项目做成了,可以将航空发动机水平差距再缩短10年!”江和甫现在是带领着一个“国家队”在进行发动机研制,估计是另外一个型号,决不会是WS-15。

WS-15主要性能:
结构形式:小涵道比加力式涡扇发动机
推重比:7.0~8.0
加力推力:10,000-14,000daN, 考虑前期不成熟,估计在9,800-10,800daN
不加力推力:6,370daN, 考虑前期不成熟,估计在6,570~7,000daN

技术参数             WS-9          WS-15估计         M53P2
最大加力推力(daN)    9,800         9,800-10,800      9,700kg
中间推力(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
空气流量(kg/s)        96.9           -                -
涵道比                0.62           -                -
总增压比               21.5          -              (9.8)
涡轮进口温度(K)        1,550         -                 -
最大直径(mm)          1,095         1,095             -
长度(mm)             5,211          5,211             -
质量(kg)             1,527         1,250~1,574       1,478

  另据网上消息:


  据了解,为满足歼轰-7A的需要,中国在1998年初开始研究“秦岭-2”(WS-15)涡扇发动机,这是一种先进的双转子加力式涡扇发动机,从增加发动机涡轮前温度和减轻结构重量两个方面,对WS-9原型机进行了现代化改进。“秦岭-2”发动机由中国燃气涡轮研究院624所和西安航空发动机公司共同研制,于2008年10月完成了定型实验,已达到法国M53P2发动机中后期的技术水平。

  按这个说明,WS-15的指标更难看,“已经达到法国M53P2发动机中后期的技术水平”,推重比只有6.56、最大推力只有9,700kg、军用推力只有6,560kg!

  各位对此不需要太失望,中国航空发动机的研制水平就大致如此,我们不能指望一夜之间,中国的航发水平一跃30年!
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