歼20的WS15发动机到底强在哪?一篇文章让你读懂它!
最近,歼-20战斗机搭载WS-15发动机测试的消息传遍全网,广大网友倍感振奋,很多媒体都说WS-15发动机将会让歼-20成为全球最强战机,美欧、印度等国媒体也都纷纷跟风报道,一致表示歼-20搭载WS-15发动机后,能“赶超F-22A、碾压F-35”。那么WS-15发动机真这么强吗?他到底强在哪了?下面,笔者用一篇小短文,让你秒懂WS-15!
第一,WS-15推力够大,位列全球第一!
如果真如各路媒体所言,WS-15发动机的单发最大推力是18吨,那么他将和美国的F-135发动机、俄罗斯的产品-30发动机推力一致,三者共同排名全球第一位!而众所周知,美国的F-135发动机是用在F-35战斗机上的,俄罗斯的产品-30发动机也是苏-57战机的未来动力,都属于专供第5代战斗机使用的顶尖级发动机,因此歼-20使用的WS-15发动机,如果推力也能达到18吨,那就已经和美俄最新、最先进、最强的发动机保持性能平齐了,这对于在航空发动机领域起步较晚的我国而言,实属难得。
我国最早国产的大推力涡扇发动机,是FBC-1“飞豹”战机搭载的WS-9“秦岭”发动机,该发动机仿制自英国的斯贝MK-202涡扇发动机,于2003年完成全面国产化,最大推力为9吨。即便是这样一款性能普通的涡扇发动机,我国也用了20年左右时间才完全吃透,那是我国在战斗机涡扇发动机起步的岁月。
此后,随着苏-27SK、歼-11系列战机进入我国空军,以及歼-10系列战机的立项,我国开始研发WS-10“太行”大推力涡扇发动机,想要“一发拖两机”,用一款发动机来满足苏-27、歼-11、歼-10等系列战机的装备需求,实现第4代战机(当时称为第3代战机)的完全国产化。该发动机的核心机是逆向的美国CFM-56涡扇发动机的核心机,其外部的管线、操控、尾喷口等设备,以及技战术性能指标的确定,则参考了俄罗斯的AL-31FN系列发动机。
WS-10发动机初期故障率较高,甚至故障点多发,一度让空军装备WS-10发动机的战斗机出现了“趴窝”的情况。各类故障直到WS-10A系列发动机才完成修复,当时已经是2012年以后,空军已经开始大规模的列装歼-11A/B、歼-10A系列战机。WS-10发动机经过一路改进,推力从最初的12.5吨,拓展到WS-10A的13.2吨,再拓展到WS-10B/C的14吨、14.5吨,性能不断提升,可靠性也不断改进。
有人说,你说了半天,这个WS-10到底和歼-20是什么关系?那当然有关系了,WS-10可是歼-20A量产型的发动机呀!如今,WS-10B/C发动机已经装备歼-20战斗机,据悉推力为14.5吨,和俄罗斯苏-57战斗机现在使用的AL-41F发动机推力一致,仅比美国F-22A战斗机使用的F-119发动机推力小1吨,已经相当不错了。同时,比之欧洲台风战机、阵风战机使用的EJ-200、M-88等发动机,WS-10C发动机的推力已经超出了他们一大截。
现在,歼-20又开始使用我国的第4代涡扇发动机WS-15,该发动机的推力达到了18吨,单发推力超出F-22A的F-119发动机2.5吨,赋予了歼-20更高的推重比、更快的速度、更优异的超音速机动性和超音速巡航能力,意味着歼-20已经从电子设备、武器系统、动力机械等方面,全面超越了美国F-22A战机,这种中国战机领先的局面,在中美同代战机对比上还是第一次出现。
第二,WS-15发动机有矢量能力,还是三维矢量!
话说自从美国的F-22A战斗机使用二维矢量发动机后,矢量发动机就成为战机动力的标志性先进技术,似乎拥有了矢量能力,就能在技术上傲视群雄了。但作为全球第一种使用矢量发动机的战机,F-22A的矢量尾喷只有上下两个方向的推力调节,对于战机的性能提升其实是有限的,只是改进了飞机的稳盘、瞬盘等性能。
此后,俄罗斯也迅速跟进这一技术,使用了三维矢量发动机,最开始用在苏-35S战斗机上,后来也用到了第5代战机苏-57上。苏-35S战斗机用的发动机是117S发动机,这款发动机也随战机一起销售到了我国,是俄罗斯第一款使用矢量推力的战机发动机。该发动机是在传统的发动机基础上,直接延长了一截尾喷管,使用机械式操作,实现了发动机尾喷的三维矢量。
AL-41F发动机和117S发动机一样,都是在老发动机基础上,直接接了一段矢量尾喷,这样的设计虽然简便,但是有一个大问题,那就是推力损失的问题。要知道,尾喷口越长,推力的损失就越大,以AL-41F发动机最大推力14.5吨来看,使用三维矢量发动机后,最后得到的推力可能只有13吨左右了。当然,F-22A的二维矢量也有推力损失,不过要小一些,毕竟尾喷的长度较短。苏-57、苏-35S等战机拥有三维矢量能力后,都具备了过失速机动的能力,什么落叶飘、摊煎饼之类的表演动作和J弯等战术动作,都不在话下,飞机的盘旋半径、爬升率也有很大改善。
我国的WS-15发动机则另辟蹊径,他也同样使用了三维矢量方式,但使用了收敛片旋转拓展式的三维矢量,机械动作比俄罗斯的三维矢量更为复杂,但长度更短,因此推力的损失较小。同时,还采用了锯齿状的尾喷收敛片,以及特殊的涂装,具有低红外特征、雷达特征的优势,称得上是隐身三维矢量尾喷了。因此,WS-15的三维矢量技术,相比俄罗斯、美国要更加优越,这也是我国航空技术的一大突破。
歼-20战斗机本身就有全动垂尾,现在又有了隐身轴对称三维矢量发动机,尾部的操控动作更加丰富,战机的机动性、安全性大大增强,适应机动过载的区域更加广,遇到紧急情况时改出飞行动作也更快、更灵敏,对于战机的性能而言是一大突破。所以,装备WS-15发动机的歼-20才真正成为了全球最强战机,而WS-15发动机自己,也成为了全球一流的战机航发,让我们为中国军工的成就点个赞!