军备解析 | 先进中推三箭齐发 枭龙鹘鹰前景光明






中俄两国在2005年签订了100台发动机的合同,2010年合同履行完毕。2014年航展上双方再签订合同,在2016年底前俄罗斯将再向中国提供100台RD-93。RD93是在RD33发动机基础上,为适应“枭龙”需要,将原本上置的发动机机匣置于发动机下部的改型,控制系统为机械液压式。需要指出的是RD93并不是来自早期的RD33,是由RD33-esries-3发展而来,最大推力8.7吨/中间推力5.3吨,自重1254 Kg、涡轮进口温度1590K。

楼主 美珍8888  发布于 2017-12-16 20:40:00 +0800 CST  
推重比是衡量航空发动机先进性的指标之一,俄标只计算干质量(分母小、数值上浮15—20%),英美军标要计入润滑油和扇热器的重量,中法两国的军标最严格,自重比英美的计算标准要多0.5—1%。如果按国军标计算RD-93的推比只有7.2级,而且是通过减寿增推,其使用寿命只有1200小时。
我国在引进RD-93之前就已经开始研制中推发动机,涡轮院研制的“先进中推”核心机,无论是高压压气机的效率(实测压比7.38,接近F414)、采用DZ22定向凝固合金涡轮叶片的材料,无余量精铸,还是GH4169镍基高温合金为材料的涡轮盘、以及核心机各部分构件,都比RD-93先进得多,涡前温度1700K、推比8以上。后来因为没有相应配装的战机,而歼-10、歼-11又急需国产的大推力发动机,国家为了集中力量研制“太行“,先进中推核心机在通过考核之后没有进一步开发完整的发动机。
在引进RD-93之后,针对RD-93推比偏小、寿命较短的缺点,中航组织力量在仿制的同时解决这些问题。涡轮研究院和贵州黎阳设计所共为总设计师单位,贵州黎阳航空发动机公司为主承制厂并建设一条生产线,这就是WS-13“泰山”项目,所以WS-13不是简单的复制RD-93,而是对其进行现代化改进。改进计划分小改、中改、大改,

楼主 美珍8888  发布于 2017-12-16 20:41:00 +0800 CST  


楼主 美珍8888  发布于 2017-12-16 20:42:00 +0800 CST  







楼主 美珍8888  发布于 2017-12-16 20:43:00 +0800 CST  
去年有媒体报道巴基斯坦决定继续采用俄罗斯生产的RD-93,所以2014年底中俄又签了100台。笔者认为这是因为俄罗斯推出了推力9吨、带FADEC(电调)的RD-33MK(下图),虽然WS-13E同样是9吨也带有FADEC,但巴方考虑更多的是后勤保障的一致性。八股称贵航在2016年将投入WS-13E的批量生产,目前国内没有批量适装的战机,那么肯定是装配在为第三国订购而生产的枭龙。

楼主 美珍8888  发布于 2017-12-16 20:44:00 +0800 CST  
3、“大改”是2012年航展展出的9500Kg的方案。发动机的增推改型是以增加进气量为基础,这就要提高风扇和压气机的效率。涡轮院设想将风扇改为三级,核心机的各部件也有较大改动。

楼主 美珍8888  发布于 2017-12-16 20:44:00 +0800 CST  
美国F414的推力从8027Kg增加到9780Kg,其中一项大改就是将总增压比从26(3.66X7.14),大幅提升到30(4.03X7.45)。9500方案的总增压比至少可达29(4.27X6.78)。

楼主 美珍8888  发布于 2017-12-16 20:45:00 +0800 CST  
由于RD-9的基础较弱,9500方案改动太多,相当于推倒重来,得不偿失,据说该方案最终被放弃了。但笔者相信WS-13还会继续发展,中航技航空产品发展部部长李培,在接受采访中称:中方还计划为增推后的发动机加装矢量喷管,以改善飞机的机动性。期待矢量版的WS-13E早日投入市场。下图是俄罗斯推出的带矢量喷管的RD-93。

楼主 美珍8888  发布于 2017-12-16 20:45:00 +0800 CST  
9500方案从外形上看与RD-93差异较大、更像是EJ200。

楼主 美珍8888  发布于 2017-12-16 20:45:00 +0800 CST  
涡轮院曾有个规划,经由五个系列的核心机(进气量5、10、20、25、30kg/S),发展不同推力和用途的航空发动机,其中YWH-20-13核心机就属于中推。

楼主 美珍8888  发布于 2017-12-16 20:46:00 +0800 CST  
在改进WS-13的同时,涡轮院在2008年与中航黎明合作,发展S3-2型技术验证机。下图是辽宁省2010年度引进国外人才计划表的截图。

楼主 美珍8888  发布于 2017-12-16 20:46:00 +0800 CST  
S3-2项目的2011年度目标是,为核心机配上低压转动零部件的图纸和实物、各部件强度试验、生产及工装标准,生产出两台S3-2整机。

楼主 美珍8888  发布于 2017-12-16 20:47:00 +0800 CST  
对比S3-2核心机结构与指标,与当年“先进中推”核心机很相近。上面截图中有一段文中是对S3-2型发动机的描述:S3-2型技术验证机是一台双转子、加力式带矢量喷管的涡轮风扇发动机,由三级风扇、中介机匣、七级高压压气机、双层壁短环形燃烧室、单级高压涡轮、单级低压涡轮、涡轮后支撑、加力燃烧室、轴对称矢量喷管、全权限数控系统、下置附件机匣、外涵机匣以及相关系统组成。验证机最大状态推力9800kgf级,推重比9一级。
显然S3-2型发动机是3-7-1-1结构,与RD-93的4-9-1-1完全不同,它是推比九级、推力9.8吨,并带有FADEC、以及矢量喷管的先进中推。如果按照中国军标,矢量喷管的传动机构的重量也计入发动机自重,那么“9一级”的推重比换算成英美军标,推重比就不止是9,而是相当于10级,性能优于F414、EJ200。
虽然S3-2项目称主要是针对枭龙和长航时无人侦察机,但2011年的截图中有一句,“验证机达标后争取在国家立项,批产后满足国内军用航空发动机市场对矢量喷管的中推发动机的需求”。我们知道枭龙是为广大第三世界国家换装二代轻型战机而设计的,中国军方不会装备;长航时无人侦察机又不需要带矢量喷管的加力版中推,那么“国内市场需求“只能是“鹘鹰”这样的战机,鹘鹰是四代机,目前用WS-13只是为了验证平台的总体设计,最终产品必须是配四代发动机,它会选择S3-2、还是另有一款在研的四代中推呢?
2011年的“黎明经典”(下图)里有一句,“实现第四代发动机验证机提前交付”。无论S3-2与上述的“第四代发动机验证机“是否为同一个项目,即使推力仅有9.8吨,双发的总推力也比美F-35隐身战机的单发F-135(18.1吨)发动机的推力大1.6吨。如果有兴趣还可以计算,双发WS-13与单发F-135所占的体积基本相当,F-135的重量是1.7吨,如果国产四代中推是推力9.8吨(推比10)的发动机,双发的总重只比单发F-135多260kg。
最终定型的歼-31,其空战的机动性将比美F-35更强,加上隐身性更高一筹,成本更低、歼-31将是F-35的克星。中国有了先进的第三、四代中推发动机、未来十年,装矢量版WS-13的枭龙改进型和歼-31都会有美好的外贸前(钱)景。

楼主 美珍8888  发布于 2017-12-16 20:47:00 +0800 CST  








楼主 美珍8888  发布于 2017-12-16 21:00:00 +0800 CST  


楼主 美珍8888  发布于 2018-01-06 16:01:00 +0800 CST  
如果按照中国军标,矢量喷管的传动机构的重量也计入发动机自重,那么“9一级”的推重比换算成英美军标,推重比就不止是9,而是相当于10级,性能优于F414、EJ200。

楼主 美珍8888  发布于 2018-03-25 10:14:00 +0800 CST  


楼主 美珍8888  发布于 2019-10-11 21:30:00 +0800 CST  

楼主:美珍8888

字数:2019

发表时间:2017-12-17 04:40:00 +0800 CST

更新时间:2020-11-19 19:06:11 +0800 CST

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