WS-15航空发动机, 全球一流航空发动机

WS-15航空发动机, 全球一流航空发动机

说起航空发动机的发展，中美最大的差距在于研发模式。
  我国航空发动机的研制是先飞机后发动机，而发动机的研制往往是在飞机型号确定后才开始；而在美国，首先是发动机，然后是飞机。在开发飞机时，就已经有发动机可供选择。

  可以说，美国的发展模式符合航空发动机的发展规律。这是因为航空发动机研制的技术难度远高于飞机，研制时间周期也远长于飞机。
  两种不同的研发模式带来的后果是完全不同的。在我国，由于航模停产，发动机常常陷入绝境，最终报废。相比之下，美国模式要好得多。即使拆解一两架飞机，发动机研发的投入也不能停止。久而久之，它自然就会成为发动机强国。 

  值得庆幸的是，我国有关部门已经认识到了这一点的重要性，并开始研制航空发动机作为飞机的重要配件，航空发动机的重要性已经提升到了与飞机同等的水平，甚至更高。为此，航空发动机系从航空系中分离出来，设立了“航空发动机与燃气轮机”重大专项，并拨出巨额经费进行研究。因此，我们有理由对我国航空发动机未来的发展更加乐观。

  言归正传，话题回到本文的重点——WS-15发动机。
  众所周知，WS-15也被称为“峨眉”，是我国隐形战机歼20的标配发动机。官方媒体最早公开报道是在2017年，当年5月25日晚播出的央视《工匠之家》披露，我国歼20已装备国产发动机，并在节目最后据称，从成熟的第三代“太行”系列发动机，到第五代“峨眉”发动机，突飞猛进，令全世界惊叹。

央视甚至用了“惊艳全世界”的措辞，可见WS-15的性能确实不凡。

  事实上，此次央视报道中提到的第五代“峨眉”发动机应该是第四代，即与美国普惠公司研发的F119、F135发动机相同；之前的美国F110、俄罗斯的AL-31和我国的WS-10都属于第三代。
  关于我国WS-15和美国F119、F135发动机的性能，军事专家宋新智先生曾画过一张表。

  从上表数据来看，WS-15的加力推力和推重比已经与量产的F119和F135原型机处于同一水平，但改进后的F119和F119还是有差距的。量产F135间隙。
   F119的军用推力与加力推力的比值约为0.67，F135的相应比值在0.6-0.64之间，WS-15的比值在0.57-0.64之间。看来，装备WS-15的歼20战机，超级巡逻能力未必比F-22和F-35更好。事实上，由于歼20身材修长，采用鸭式布局，其气动特性具有更小的跨音速阻力和更高的超音速巡航升阻比。据歼20飞行员反映，该战机的超音速飞行特性非常好，这很大程度上得益于歼20出色的气动外形设计。

从三款航空发动机的涵道比来看，F135的涵道比是F119和WS-15的两倍多。这反映出F135外导管的流量更大，航空发动机的直径更粗。优点是比较省油。缺点是阻力较大，高空推力下降较多，不利于实现超音速巡航和高机动性。从这一点来看，F-35更适合作为攻击机使用，而不是空优战斗机。

  最后看一下涡轮前的温度。涡轮前温度是航空发动机先进水平的重要指标。在航空发动机涡轮和风扇设计水平相同的前提下，涡轮前温度每升高100°K，推力就会增加15%。可见涡轮前温度与发动机推力有很大关系。
   F119航空发动机涡轮前温度达到1977K，估计F135航空发动机涡轮前温度处于同一水平。 WS-15的涡轮前温度约为1850-1925K，接近美国两台第四代航空发动机的水平，但比其低约50-100K。这说明美国第四代航空发动机的热效率更高，采用了更好的耐热材料，热部件的散热处理也更先进。虽然WS-15的涡轮前温度有了很大的提高，但与最先进水平仍有差距，这说明我们在耐热材料和散热技术上还得继续努力。

不过，F119在三级跳中也实现了17.4吨的最大推力。一开始，它的测试推力只有14.5吨；第二阶段放宽至15.6吨；最终达到了17.4吨。即不断提高涡轮前的最高温度，以达到增压的目的。但由于WS15的研制时间较晚，采用了更为成熟的粉末涡轮盘和单晶叶片技术。其中6.5万吨模具分段装备居世界第一。因此，其涡轮盘和叶片可以长期承受较高的温度。已少量下线的第一批加力推力可达16.2吨，超过了第二批装机的F119发动机的水平。现在第四批可能已经下线并装机试飞，已经与推力18吨左右的F119增压版持平。歼20批量列装后，必将达到巅峰！

  也就是说，WS15后续批次的性能已经开始与美国F119相媲美。此外，当今的新技术日新月异。超车是完全有可能的。那么，最后我想提一下我国的一项新技术，那就是等离子流控制，它被美国航空航天学会列为十大航空尖端技术之一。
  中国科学院院士李英红介绍，我国在等离子体流量控制领域取得了巨大进展。对于飞机发动机，等离子流量控制可以防止最致命的喘振，这种喘振可能导致发动机在空中关闭。事实上，等离子流控制早已被一些航空强国开发应用，但主要问题是只能工作在低速下，不能工作在高速流场中。由于它对流场产生的扰动太小，所以在低速时有效，但在高速时由于动量比较大，激发扰动被淹没，无法扰动流场。

为此，我国设立了专项课题来解决高速流场下等离子体流量控制的工作原理。最后研究了一种在高速流场下产生有效激励的放电方法。其基本原理是脉冲放电，在短时间内产生较强的扰动，局部产生较强的冲击波，即冲击波激励，但由于是脉冲式的，平均功耗不是很大，所以等离子流控制从低速达到了高速。通过流量控制来控制流场不仅可以扩大发动机的稳定性裕度，还可以提高飞机的气动性能。
  当然，到目前为止，飞机和发动机的等离子流控制还处于实验室阶段，离实际使用还有一段距离。不过，我们有理由相信，我国一定会在这一领域取得更大的突破。

  中国未来航空发动机值得期待！
相比传统的航空发动机技术，在等离子体流动控制领域我国与世界航空强国几乎同时起步，不存在任何差距，而且我们还有领跑的优势。
我国未来的航空发动机，值得期待！

WS-15引擎已量产, 歼-20性能大提升, 如虎添翼

此前，在2019年度军工风云人物中，程荣辉，就取得航空冯如科技精英奖、航发集团央企劳动模范等称谓，获奖原因都是“他掌管研制某严峻类型发动机取得了突破性开展”。
跟着时间的消逝，我国航发涡轮院某发动机研制团队的领衔人物——程荣辉，掌管研制的某严峻类型发动机，被传便是全称为涡扇15“峨眉” 涡扇发动机WS-15，他是WS-15的总设计师。

据悉，WS-15是专门为五代隐形战机而研制的，属于小涵道比推力矢量涡扇发动机，首要用于与F-22、苏-57齐名的歼-20制空型战斗机。
推重比10.81挨近11的WS-15研制成功，标志着我国在自主研制航空发动机的道路上完结了历史性跨过，也让中航黎明在国外同行中名声大噪，能独立研制推重比11的航发企业又有几家。

歼-20，具有必定的后发优势，具有全球最先进的有源相控阵雷达，高隐身性、高机动性、高态势感知等才华，归纳作战功用极为强悍。
只是受国内涵航发上的限制，先期装上歼-20的是绰号“三姨夫”的俄制AL-31F，即便中期装上了“太行”改型WS-10C，仍然无法发挥出歼-20悉数的功用，尤其是超音速巡航功用，被认为差劲于F-22隐形战机。
   

WS-15横空出世，刘大响院士在“2022我国航空工业大会暨南昌翱翔大会”上揭穿讲演中称，推重比10及以上的第四代航空发动机，现已完结装机而且首飞成功。
刘大响院士发表的音讯，被国内外媒体和军迷解读成，装备WS-15涡扇发动机的歼-20现已首飞成功。便是那架中文网络上呈现的歼-20完整体，相对现役歼-20来看，机背现已明显被抬高的黄皮版歼-20。
 

WS-15现已正式量产，成飞新出厂的歼-20，将逐步换装功用更为强悍的WS-15。装上新式引擎的歼-20，用科普网红——同济大学物理学退休教授吴於人，在某音中发布的视频中称，歼-20最大翱翔速度能到达2.8马赫。
歼-20，换装动力汹涌的WS-15往后，能飞出2.8马赫的高速，1.8马赫的超音速巡航速度，标明其本来超音速巡航功用差劲于F-22隐形战机的短板现已被补齐，关于歼-20制空作战功用的前进，可谓具有严峻的含义。

本身歼-20装备有最大射程超越200公里的“响雷”-15远程空空导弹，高功用的“响雷”-10近距搏斗空空导弹，在超视距侵略和近距搏斗上，功用都已明显处于隐形战机的榜首方阵。
WS-15在装机往后，将让歼-20如虎添翼，超音速巡航功用的前进，让其在与外军隐形战机在空中坚持时，也将处于十分有利的态势，基本上已是罕有对手了。

苏-57，雷达发射截面较大有0.5平方米，战时简单被他国隐形战机的相控阵雷达首先捕捉到，首先发射远远空空导弹，那么对苏-57是十分晦气的。因而苏-57的隐形功用，就一贯被西方军界诟病，认为它只是一款“准五代战机”。
F-22，这款老旧的隐形战机现已开端连续退役，机队规划必将日臻缩水，标明“猛禽”终将离别空中舞台，毕竟，只落下一个“气球杀手”的名声。

F-35A，以对地侵略为主，兼具空战功用的联合侵略/战斗机，也基本上现已停飞了。洛·马公司将改造其机载电子设备，换装XA100变循环发动机，将其升格成F-35A Block 4版。
美空军希望通过改造晋级往后的F-35A Block 4版，未来能有与歼-20在空中一决凹凸的才华。但单发且最大翱翔速度只有1.6马赫的“闪电Ⅱ”，能否与最大翱翔速度2.8马赫双发重型制空战斗机“威龙”坚持，还有待时间来验证，我看恐怕会十分悬。