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全球第一!中国涡扇15超美F119发动机,新型歼20成全球最强五代机

2023-06-01| 来源:互联网| 查看: 317| 评论: 0

摘要: 在解放军表彰人物中,涡扇15总设计师程荣辉赫然在列,而在简介中,提到了涡扇15发动机的性能,作为小涵道比......
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在解放军表彰人物中,涡扇15总设计师程荣辉赫然在列,而在简介中,提到了涡扇15发动机的性能,作为小涵道比大推力发动机,涡扇15的推力达到了18.5吨,超越了美国的F119发动机,是无可争议的全球第一。

与此同时,央视也在节目中,向全球官宣了中国新型歼20(涡扇15款歼20)将采用颠覆级隐身技术——超材料隐身,这也就意味着换装了涡扇15发动机的新型歼20(下面统称为歼20B),是全球最强五代机。目前,歼20B已经在试飞,不久将服役,而作为全球首款五代半战机的双座版歼20,也即将要服役,可以说,中国在战斗机技术上已经实现了对美国的超越,中国目前需要努力的,是战斗机的数量。

1、涡扇发动机技术的发展

在了解涡扇15这款发动机的时候,我们来对发动机做一个简单的了解,首先,涡扇发动机总共分为两大类,大涵道比涡扇发动机具有推力大、耗油率低、寿命长、可靠性高、污染低、噪声小等特点,广泛应用于民用客机、运输机、加油机、预警机、无人机等。

因为喷气速度快,所以小涵道比更适合高速飞行的飞机,通常小涵道比涡扇发动机主要用于战斗机、战斗轰炸机和攻击机,而大涵道比涡扇发动机用于客机和运输机。

而在小涵道比发动机上,大推力发动机和中等推力发动机针对的是不同的领域,大推力发动机一般以单发方式装配在中型战斗机上,比如歼10战斗机、F16战斗机等都是单发大推力的中型战斗机;以双发方式装配在重型战斗机上,比如F15、苏27、歼11、歼16、歼20、F22、苏57等战斗机都是双发大推的重型战斗机。

而中等推力发动机则是以单发方式装配轻型战斗机,以双发方式装配中型战斗机,其中舰载战斗机要求双发中推,这是为了提升战机抗损能力。

唯一的怪胎是美国F35采用的F135发动机,这是一款充满争议的发动机,过大的涵道比让他无法归类到小涵道比发动机,而其涵道比又称不上大涵道比发动机。这样的结果就是该发动机由于涵道比巨大(0.57,远高于F119的0.3),使其高空高速性能堪忧,导致F-35不具备超声速巡航能力。除此之外,舰载版F35由于单发设计,导致坠毁风险远超双发设计,是很不靠谱的设计。

实际上,美国在最初为F35匹配的并非是F135发动机,而是专门为F35设计的变循环发动机F136。发动机的不匹配严重影响了F35的战斗性能。

2、中国涡扇15性能全球第一

说回正题,尽管已经过去了26年,但是美国最为先进的小涵道比大推力发动机仍是F119,F119发动机最初设计的时候推力在15.5左右,经过多年的发展,F119的推力差不多在17.7左右,和涡扇15发动机的18.5还是有不小的差距。可以说,涡扇15发动机无可争议成为了全球性能最强的小涵道大推力发动机。

很多人说,那美国这些年在干嘛,在研制为F35战斗机匹配的变循环发动机和F136。但可惜两个项目都被迫下马了。

另外,还有一个值得注意的点是,除了歼20,轰20也将搭载涡扇15发动机,目前,官方透露的消息是轰20会是全球首架超音速巡航的隐身战略轰炸机,在涡扇15的加持下,轰20会有什么亮眼表现,也让我们拭目以待!

3、新型歼20是全球最强五代机

而另外一个值得关注的是,新型歼20将采用颠覆级隐身技术——超材料隐身技术,美国目前使用的是涂层结构隐身材料技术,这种隐身技术的适合高温干燥气候,损耗速度超过预期,严重到每一架次飞行后都会出现涂层剥落的情况。

超材料指具有天然材料所不具备的超常物理性质的人工复合结构或复合材料,其物理性质不取决于其组成材料本身,而是由单元结构所决定。超材料对物理场具有超强操控能力,因此可以突破传统材料的物理极限,实现诸多新新功能和重要应用。超材料可以实现负的折射率,负的折射率,意味着该隐身材料不会让电磁波反射,但也不会让电磁波吸收,“负的折射率”可以引导被物体阻挡的电磁波绕着走,从而实现完美隐身。

中国歼20是世界上第一个使用兼具宽频段雷达隐身和红外隐身的超材料薄膜技术,并且获得实用的国家。而美国的目标是在在第六代机的研发上,使用超材料来替代F35使用的隐身涂层,而和美国相比,中国在超材料的研发上,可以说领先全球。

在使用了新型发动机之后,歼-20的最高速度可达2.8马赫。2.8马赫速度究竟多快呢?每秒可以达到952米,而F35的速度也才850.75米每秒,歼20这速度直接可以遛着F35完了。

央视《军人一分钟》节目曾经明确说过,歼20战斗机在一分钟可以战斗巡航52公里。

之所以歼20速度可以实现这么快,这和歼20独创的鸭翼升力体结构也有关,我们从歼20的升力系数就可以看到,在理论状态下,歼20达到2.9马赫其实是可以实现的,歼20再次引入升力体进一步增升,最终使得歼20的升力系数达到了惊人的地步——估计最大升力系数达到2.0-2.2左右,而F22的升力系数只有1.5。

4.总结

第五代战斗机的性能特点一般可以用4S来概括,的时候常说的⼀个4S标准(S:super:超级),分别是超隐⾝能⼒,超⾳速巡航能⼒,超机动性能,超战场态势感知能⼒!这就是著名的四个,下面是歼20B和F22以及F35各项数据的比对。事实上,作为中型战斗机的F35,在面对重型战斗机歼20是没有任何优势的,而F22因为时代的原因,在航电系统和隐身性能上,都不如歼20。

在使用了新型发动机和新型隐身材料,而中国的雷达技术本来就是独步全球,可以说,新型歼20全球第一,这是无可争议的事实。(下图是歼20B,即将服役)

与此同时,中国在发力第五代航发动力系统(推重比12-15一级大推力涡扇发动机、功重比11-12一级涡轴发动机和涡轮冲压组合循环发动机),中国在第五代动力系统上,将会和美国走上不一样的到来,从仿制到自研再到领先,中国发动机走出了属于自己的道路。

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