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变循环发动机:中美六代机动力研发现状

09-14 国际时评

变循环发动机:中美六代机动力研发现状


随着我国歼20战机的服役与成熟,中美隐身战机性能上的差距已经不存在。这是我国首次在航空技术上追平美国。但是,一项追求技术的领先的美国怎会甘心?这两天美国51区神秘、离奇的坠机事件和美国军方对该事件闪烁其词的态度,再一次引起人们对美国秘密战机研制计划的关切。

变循环发动机:中美六代机动力研发现状

近几年,我国战机的快速发展进一步凸显了中国航空发动机的滞后。航空发动机技术已经成为制约我国军力的最重要的技术瓶颈。在发动机性能问题上,国内外人士普遍认为,中美之间的差距至少有20年。但是,这所谓的20年差距是按照相近型号和性能来比较的。而在更具体的先进型号上,中美之间的差距更大。例如,美国已经基本完成研发的F119和F120发动机的涡扇机已采用了变循环、矢量喷管等技术。

变循环发动机:中美六代机动力研发现状

2012年11月,通用电气公司(GE)和普惠公司获得了一份超过6.8亿美元的变循环战斗机发动机演示验证合同。该合同由美国空军研究实验室(AFRL)自适应发动机技术研发(AETD)项目资助。据悉,该发动机可能成为美军第六代战机的配套动力。

美国的工业主体虽然是私有,但是在关系到国家安全的发动机研发这样的大项目却是由国家进行主导的。为了确保在全球的领先地位,美国每年都会投入了大量资金进行先进发动机的研制。

变循环发动机:中美六代机动力研发现状

美国通用电气公司拥有全球领先的变循环发动机储备技术和研发经验。虽然通用电气公司的变循环发动机F120在F22战机研发竞争中败给常规工作方式的F119发动机,但是,该发动机任然作为F22的替换发动机继续开展研制工作。F120发动机在美国通用电气公司的编号为GE37。该发动机的加力推力16吨,涵道比位0~0.35。F120发动机可以满足先进战机的高单位推力和部分功率状态低耗油率之间的矛盾,能够以单涵和双涵模式进行工作。

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F120发动机独特工作模式使得该发动机可以根据不同的飞行状态选择不同的工作模式,提高性能和效率。在亚声速巡航的低功率状态,F120发动机可以双涵道涡扇模式进行工作。该发动机的被动作动旁路系统由第二级风扇和CDFS涵道之间的压差打开,使更多的空气进入外涵道,同时使风扇具有大的喘振裕度。在此工作模式下,发动机后VABI同时打开,更多的外涵空气引射进入主排气流,使推力增大。

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在超声速巡航的高功率状态,发动机以单涵道涡喷模式工作。在此模式下,后VABI变小使得涡轮框架、加力燃烧室内衬和尾喷管内衬前后保持正的风扇冷却气流压差。当后VABI足够小时,外涵中的压力增加,超过第二级风扇排气压力。此时,在反压作用下,旁路系统模式选择活门关闭,迫使空气进入核心机。在该工作模式下,少量空气从CDFS后引出,供加力燃烧室和喷管冷却以及飞机引气,发动机顺利进入涡喷模式。

变循环发动机:中美六代机动力研发现状

该发动机的先进变循环工作模式可以使得战机保持亚音速和高超音速飞行,是下代战机的理想动力选择。不过,根据相关报道,我国也在进行这方面的研究并且取得了一些成果。在先进的巨型计算机仿真模拟试验、先进航空理论的创新、钛合金精密加工技术、3D激光打印异形件整体一次成型技术方面.中国和美国为首的西方发达国家是旗鼓相当的,甚至个别方面还实现了超越。

变循环发动机:中美六代机动力研发现状

近日,中国航空报报道了我国多个型号发动机科研试飞工作传来捷报。这些型号研制的进度和成功式我国航发技术进步的集中体现,坚定了我国自主研制、突破创新的道路。在下代战机航发的研制上,中美之间虽然差距巨大,但是我们正在努力迎头赶上。