从GE军用发动机的进化路线漫谈TG航发的下一步

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/20 03:50:00


GE的发动机,有个很明显的特征就是继承性强。到F414、F110为止的继承路线应该是这样的(用退格表示派生关系):

J85(采用了先进的压气机设计,相当于核心机直接加后燃器)
*F101(在J85放大的基础上采用了先进的高压涡轮设计,采用定向凝固叶片提高涡温,
      应用钛合金降低重量,涵道比较大的轰炸机发动机)
  -YJ101(在F101核心机基础上将低压涡轮削减至一级,形成的漏气涡喷发动机)
    -F404(在YJ101的基础上均衡高低压涡轮以及压气机的负荷)
      -F414(在F404的基础上单晶替换定凝提高涡温,整体叶盘、刷式封严改进压气机能力,采用全纵向
             低流动损失加力燃烧室)
  -F110GE100(在F101的基础上增加外涵道压缩比适应战斗机的高速需求,降低风扇流量)
    -F110GE400(在GE100的基础上进一步降低涵道比,但是造成了推比下降)
     -F110GE141(在GE100的基础上用单晶叶片提高涡温,维持总压比前提下压缩比向风扇转移提高加力潜力,
                 采用全纵向低流损加力燃烧室)
      -我预测的F110下一步进化体(在GE141的基础上采用刷式封严、整体压气机转子提高压气机效率)

从以上的总结的路线看,GE的军用发动机就是从F101派生出涵道比大小两支分支。而黎明现在手上仅有的玩的最熟练的发动机“太行”,则比较近似于其中涵道比较大的F110分支。“太行”现在也有14吨的型号,如果对应上F110GE141的参数,应该是总体思路相去不远,虽然具体到技术应用上可能有着略微的不同(例如钛合金加强筋机匣Vs碳纤复合材料金属衬片外机匣)。而“太行”再下一步的发展,参考F414的改进事项,应该就是这么几项:采用整体高压转子,提高封严效果,同时降低重量;酌情使用刷式封严,或者其它封严方式。

从前把WS12当做一个独立项目来做,所以倍感困难。但是在掌握了太行系列的基础上做派生的话,难度就会降低很多。我们可以把黎明的S3-2 发动机,看做是由“太行”派生出来的、类似于F414的中推项目。无论是从3711的结构还是从黎明原先的技术基础上,这都是合情合理的推断。
但是应当注意的是,虽然在总体派生思路上借鉴GE是正确的,但是在具体技术细节上,TG与MD依然有着不同……不如说,我的建议就是在细节上(例如封严方式、减重方式)不必完全照搬MD。
举个例子来说。F414是“漏气涡喷”的结构,不代表S3-2也必须是漏气涡喷的结构。只要维持高低压涡轮都只有一级的格局,同时保证外涵道压比稍高于对应型号的太行发动机,做成涵道比稍大的混排式降低油耗也是不错的。毕竟相对于美国,TG的战斗机对发动机的要求也是不同的。举例来说,已经按照RD93的规格进行设计的枭龙、鹘鹰两型战机,对发动机外径的要求是1M左右,而美国相应战斗机对发动机外径的要求则是900MM以下。

从这些角度来讲,如果WS13没有得到俄方工程人员的帮助,那么S3-2能够得以实现的可行性,甚至比WS13更高。虽然存在“五对照”,毕竟WS13也不是RD93简单的复制,而是减少级数、扩大流量这样的派生关系。从已经玩弄熟悉(不好听的说法就是摔跤多了知道哪里有坑)的型号上进行派生,总比从自己不熟悉的型号进行派生要容易一点。不过有个喜讯就是,前阵子TG对AL31F发动机成功进行了延寿改进,而AL31也可以看做是RD33的派生型号,这些经验交给黎阳的话,应该能够有助于补完WS13系这条科技树。虽然限于“五对照”的水准不能随意更改前端参数(主要是压比、转速等),但是加强后燃器潜力也不失为一种合理路线。逐渐把整体转子、刷式封严、低流损后燃器以及单晶叶片这些新技术添加上去,3811结构的WS13也可以拥有接近于F414的潜力。也许在鹘鹰、枭龙这样的外贸战机上面,TG也可以任性地重演一场“发动机大战”。

红旗手上的“秦岭”,以及成发手上的WS18,作为战斗机发动机并不是很好的牌,但是好在到肥豹被J16取代、WS18被WS20取代之前,还有一些时间。由很多报道来看,“秦岭”其实也已经不是单纯的仿制品,而是经过了减级、改喷口、钢改钛的小幅度派生产品,与“五对照”类似。但是不同的是,斯贝发动机已经是一台几乎将后燃器潜力挖掘殆尽的产品。秦岭再往后的发展似乎也只能限于封严、减重方面了。即使肥豹战机没有被淘汰,而不太重视空战能力的肥豹战机对减重的需求似乎也不是很高。减重、抗喘振对燃气轮机意义不大,但是封严却非常有意义。

成发的WS18可以看做是D30KP的复制品。这个复制品本身潜力不大。但是它的一个派生品却很可能在TG的轰炸机计划中承担任务。
这个派生品就是D30-F6,装备于米格31的、原基准推力就高达155KN。如果TG未来轰炸机选取亚音速方案,那么WS18就会中标;而如果选取超音速方案,那么D30F6中标的可能性就很大。轰炸机对于推重比的敏感程度较低,而原本基础技术应用水准较低的D30系列显然有着更高的潜力……以总推力而言。更大的推力规格可以允许轰炸机也向更大的尺寸发展,而轰炸机尺寸的加大好处显而易见。这就是WS18的优势所在。
在完成基本仿制之后,成发也可以向着派生进化方向发展。然后先在“五对照”的前提下减级减重,然后加强封严、增加涵道比(过于凶猛的高速特性对于轰炸机似乎有些多余),就可以继续下去了。

其实最乐观的一个型号倒是“岷山”,完全的自主设计,啥都可以往上加。

以上就是通过极其零散琐碎的航发消息,总结以及预测(或者说建议)出来的TG航发的下一步发展的动向。欢迎大家吐槽。

另外附加一个我对未来TG轰炸机的想法。那就是照着D30F6的发动机规格变更的“黑鸟”。当然,不需要3马赫,有2.2马赫就够了(重要的是能维持住),免去很多破热障的设计。垂尾改个外倾,稍微放宽点静稳定度,不就是完美的隐身高速轰炸机么?当然了,数量不需要很多,主要是作为战略核轰炸的威慑力量来建设。


GE的发动机,有个很明显的特征就是继承性强。到F414、F110为止的继承路线应该是这样的(用退格表示派生关系):

J85(采用了先进的压气机设计,相当于核心机直接加后燃器)
*F101(在J85放大的基础上采用了先进的高压涡轮设计,采用定向凝固叶片提高涡温,
      应用钛合金降低重量,涵道比较大的轰炸机发动机)
  -YJ101(在F101核心机基础上将低压涡轮削减至一级,形成的漏气涡喷发动机)
    -F404(在YJ101的基础上均衡高低压涡轮以及压气机的负荷)
      -F414(在F404的基础上单晶替换定凝提高涡温,整体叶盘、刷式封严改进压气机能力,采用全纵向
             低流动损失加力燃烧室)
  -F110GE100(在F101的基础上增加外涵道压缩比适应战斗机的高速需求,降低风扇流量)
    -F110GE400(在GE100的基础上进一步降低涵道比,但是造成了推比下降)
     -F110GE141(在GE100的基础上用单晶叶片提高涡温,维持总压比前提下压缩比向风扇转移提高加力潜力,
                 采用全纵向低流损加力燃烧室)
      -我预测的F110下一步进化体(在GE141的基础上采用刷式封严、整体压气机转子提高压气机效率)

从以上的总结的路线看,GE的军用发动机就是从F101派生出涵道比大小两支分支。而黎明现在手上仅有的玩的最熟练的发动机“太行”,则比较近似于其中涵道比较大的F110分支。“太行”现在也有14吨的型号,如果对应上F110GE141的参数,应该是总体思路相去不远,虽然具体到技术应用上可能有着略微的不同(例如钛合金加强筋机匣Vs碳纤复合材料金属衬片外机匣)。而“太行”再下一步的发展,参考F414的改进事项,应该就是这么几项:采用整体高压转子,提高封严效果,同时降低重量;酌情使用刷式封严,或者其它封严方式。

从前把WS12当做一个独立项目来做,所以倍感困难。但是在掌握了太行系列的基础上做派生的话,难度就会降低很多。我们可以把黎明的S3-2 发动机,看做是由“太行”派生出来的、类似于F414的中推项目。无论是从3711的结构还是从黎明原先的技术基础上,这都是合情合理的推断。
但是应当注意的是,虽然在总体派生思路上借鉴GE是正确的,但是在具体技术细节上,TG与MD依然有着不同……不如说,我的建议就是在细节上(例如封严方式、减重方式)不必完全照搬MD。
举个例子来说。F414是“漏气涡喷”的结构,不代表S3-2也必须是漏气涡喷的结构。只要维持高低压涡轮都只有一级的格局,同时保证外涵道压比稍高于对应型号的太行发动机,做成涵道比稍大的混排式降低油耗也是不错的。毕竟相对于美国,TG的战斗机对发动机的要求也是不同的。举例来说,已经按照RD93的规格进行设计的枭龙、鹘鹰两型战机,对发动机外径的要求是1M左右,而美国相应战斗机对发动机外径的要求则是900MM以下。

从这些角度来讲,如果WS13没有得到俄方工程人员的帮助,那么S3-2能够得以实现的可行性,甚至比WS13更高。虽然存在“五对照”,毕竟WS13也不是RD93简单的复制,而是减少级数、扩大流量这样的派生关系。从已经玩弄熟悉(不好听的说法就是摔跤多了知道哪里有坑)的型号上进行派生,总比从自己不熟悉的型号进行派生要容易一点。不过有个喜讯就是,前阵子TG对AL31F发动机成功进行了延寿改进,而AL31也可以看做是RD33的派生型号,这些经验交给黎阳的话,应该能够有助于补完WS13系这条科技树。虽然限于“五对照”的水准不能随意更改前端参数(主要是压比、转速等),但是加强后燃器潜力也不失为一种合理路线。逐渐把整体转子、刷式封严、低流损后燃器以及单晶叶片这些新技术添加上去,3811结构的WS13也可以拥有接近于F414的潜力。也许在鹘鹰、枭龙这样的外贸战机上面,TG也可以任性地重演一场“发动机大战”。

红旗手上的“秦岭”,以及成发手上的WS18,作为战斗机发动机并不是很好的牌,但是好在到肥豹被J16取代、WS18被WS20取代之前,还有一些时间。由很多报道来看,“秦岭”其实也已经不是单纯的仿制品,而是经过了减级、改喷口、钢改钛的小幅度派生产品,与“五对照”类似。但是不同的是,斯贝发动机已经是一台几乎将后燃器潜力挖掘殆尽的产品。秦岭再往后的发展似乎也只能限于封严、减重方面了。即使肥豹战机没有被淘汰,而不太重视空战能力的肥豹战机对减重的需求似乎也不是很高。减重、抗喘振对燃气轮机意义不大,但是封严却非常有意义。

成发的WS18可以看做是D30KP的复制品。这个复制品本身潜力不大。但是它的一个派生品却很可能在TG的轰炸机计划中承担任务。
这个派生品就是D30-F6,装备于米格31的、原基准推力就高达155KN。如果TG未来轰炸机选取亚音速方案,那么WS18就会中标;而如果选取超音速方案,那么D30F6中标的可能性就很大。轰炸机对于推重比的敏感程度较低,而原本基础技术应用水准较低的D30系列显然有着更高的潜力……以总推力而言。更大的推力规格可以允许轰炸机也向更大的尺寸发展,而轰炸机尺寸的加大好处显而易见。这就是WS18的优势所在。
在完成基本仿制之后,成发也可以向着派生进化方向发展。然后先在“五对照”的前提下减级减重,然后加强封严、增加涵道比(过于凶猛的高速特性对于轰炸机似乎有些多余),就可以继续下去了。

其实最乐观的一个型号倒是“岷山”,完全的自主设计,啥都可以往上加。

以上就是通过极其零散琐碎的航发消息,总结以及预测(或者说建议)出来的TG航发的下一步发展的动向。欢迎大家吐槽。

另外附加一个我对未来TG轰炸机的想法。那就是照着D30F6的发动机规格变更的“黑鸟”。当然,不需要3马赫,有2.2马赫就够了(重要的是能维持住),免去很多破热障的设计。垂尾改个外倾,稍微放宽点静稳定度,不就是完美的隐身高速轰炸机么?当然了,数量不需要很多,主要是作为战略核轰炸的威慑力量来建设。
GE动力是一个独立的发动机部门,人家就是搞发动机的。咱国家的都是飞机公司下面的单位,前瞻性和战略是不能比的。
驻台部队总司令 发表于 2015-3-9 10:45
GE动力是一个独立的发动机部门,人家就是搞发动机的。咱国家的都是飞机公司下面的单位,前瞻性和战略是不能 ...
不认同,我们前瞻能力不够是因为技术水平不够,和资金没有独立来源,与动力部门在谁下面没有直接关系
GE动力是一个独立的发动机部门,人家就是搞发动机的。咱国家的都是飞机公司下面的单位,前瞻性和战略是不能 ...
单位是公司下面的,部门上面就什么也没有了?
xmyyc 发表于 2015-3-9 11:09
不认同,我们前瞻能力不够是因为技术水平不够,和资金没有独立来源,与动力部门在谁下面没有直接关系
而且我列举了这么些型号之间的派生关系就是要说明,GE的深厚功力背后是经年累月的积累。
TG现在制造算是补上了,但是前面的设计经验是很难补的。
暗影教父泽拉图 发表于 2015-3-9 12:16
而且我列举了这么些型号之间的派生关系就是要说明,GE的深厚功力背后是经年累月的积累。
TG现在制造算 ...
工程经验是要靠多个完整的研制应用循环积累的,我们到目前为止可以说只有wz9比较接近一个完整循环
xmyyc 发表于 2015-3-9 13:10
工程经验是要靠多个完整的研制应用循环积累的,我们到目前为止可以说只有wz9比较接近一个完整循环
嗯。美国的科技是一个个技术细节慢慢拼上去形成的,而我们现在的科技是先画个骨架再往上贴筋肉,速成,但是在细节方面太粗糙。
但是如果想要追上美国,军方就得忍受得了子型号繁多的现实,老老实实接受一步一个的脚印……而不是想着一步登天,直接用上先进国家同步的东西。
F110和F404根本就是用完全不一样的两款核心机
bensmat 发表于 2015-3-9 16:36
F110和F404根本就是用完全不一样的两款核心机
不相同,却有关系。
YJ101还是2911结构,到了F404高压减了两级低压加了一级,平衡了高低压涡轮的负荷。


土鱉是靠6級的JET01起家。。。



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