航空发动机
来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/29 01:30:46
不知道有没有人发过
http://mil.news.sina.com.cn/chin ... xrtztc3162477.shtml
歼31原型机2012年10月31日首飞成功至今3年已过,半载有余。如今鹘鹰2.0版本呼之欲出,WS13E中推大改已经装载枭龙战机上密集测试。
2016年4月22日,中航动力股份有限公司(股票代码:600893)发布公告称,中国正在建设三代中等推力航空发动机生产线建设项目 - 向黎阳动力投资961,238,447.62元人民币,计划2017年底前完成此项目建设。此次中航动力发布的公告中,三代中等推力航空发动机项目就是中国国产的涡扇-13系列发动机,包括非加力型WS13A,减重增推加力型号WS13E (也有大量军迷称之为WS13B)等,未来此生产线也可以整改成4代中推发动机生产线,这是后话了。2014年2月新加坡航展上,在回答媒体关于国产中推发动机何时才能装配在“枭龙”上出口时,中航技副总刘宇回答到:“很快,实际上国产发动机的整个试制、试验、试飞工作已经在紧锣密鼓的进行之中,那么应该说在1-2年之内就会得到满意的答案”。这与此次中航动力发布公告的时间点完全吻合。
回顾历史,枭龙虽然研制顺利,正式研制到服役时间上创造纪录,但是受困发动机进口,个中曲折不胜唏嘘! 2005年,中俄签署采购100台RD-93发动机时,合同条款中竟然明文规定“不得将RD-93出口给第三国”的条款,也就是说如果中国希望使用RD-93发动机,并用于出口到中国和巴基斯坦以外的其他地区,中方必须向俄方报备并得到俄方批准才可成行。而得到俄罗斯许可的前提是不能对俄罗斯自己的战斗机出口造成障碍!这也直接导致,本来在孟加拉国和缅甸战斗机出口交易中十拿九稳的情况下,最后被俄方以发动机问题掣肘所反转,最终两个国家在2005年之后都不得不改变初衷,选择了米格-29战斗机。而这也直接扼杀了枭龙趁热打铁 - 最佳的出口窗口期,本来那时候以点带面很容易打开销售缺口,而自此冷饭难炒。最近这些年枭龙积极参加各种航空展览,卖力试飞,甚至巴基斯坦受沙特邀请参加“北方雷霆”军演,巴方派出“枭龙”战机同沙特F-15战机进行了演习,并且在观礼台前进行了精彩的飞行表演,大量的亚非国家武官受邀观摩,对枭龙表现也是赞誉有加,但是碍于发动机障碍,叫好不叫座,出口努力成效甚微。中方显然不能坐等这种发动机卡脖子的恶劣效应继续影响“枭龙”战斗机的出口。
WS13-WS13E发展脉络梳理
1、让我们重温2010年4月份的一篇军事八股文片段: 2010年3月18日,中航工业自行立项研制的“泰山”发动机配装枭龙首次滑跑成功!首飞成功指日可待!现场欢声潮起。一位年轻人热泪盈眶,口撰一首小诗,抒发自己抑制不住的情感:“‘泰山’不畏攀登难,‘四共’研制整十年。配装枭龙首飞日,飞发全线尽欢颜。” 他就是这一项目的主管,中航工业发动机
科研三部副部长卢继斌。
泰山”发动机研制,是集团公司第一个自行立项的中等推力涡扇发动机研制项目。这一项目同样没有国家投入,没有现成的组织系统和管理模式。他针对自行研制的特点,一手抓现场管理,一手抓建章立制;他和同事们一道摸索,以“泰山”研制管理为平台,初步建立起了航空工业自行研制型号的管理模式。
2、另一篇采访报道也可以佐证上面的部分信息:
2013年《航空制造技术》记者采访王永明(“贵发所”副所长兼总设计师)问:枭龙战斗机采用的“泰山”发动机,是中航工业第一个自行立项的中等推力涡扇发动机研制项目,由中航工业涡轮院和贵发所共同研制。请您简要介绍一下这款发动机。
王永明:“泰山”发动机是一款性能优异的中等推力涡扇发动机,可以作为轻型多用途战斗机、高端无人作战飞机、中型舰载机以及歼击轰炸机等的动力装置。该发动机由集团公司立项,贵发所设计、黎阳公司总装总试,全行业共同参与研制,已前后经历10年时间, 目前已进入定型考核阶段,预计2014年可完成发动机定型。
问:30年来,从中航工业涡轮院到中航工业贵发所,您始终坚持在科研一线,亲自指导和参与关键技术难题的解决。请介绍一下您近年来的研究成果。
王永明:作为科工局专家组成员,在航空发动机设计体系建设、航空发动机设计技术研究与验证方面,提出了“关键技术—低压部件—高压部件—核心机/整机”的技术验证路线。在涡轮院任总工程师期间,在中等推力涡轮风扇发动机设计技术的研究、发展与验证等方面取得了突出的进步。重点开展了高压部件、系统和整机的技术验证,形成了内容基本完整、设计方法和技术配套的推重比为9的中等推力涡轮风扇发动机设计体系……其中“风扇低压涡轮部件在整机平台上的综合验证”和“高效壳型涡轮冷却叶片设计技术研究与研制”2个项目获得国防科技进步二等奖。在作为中发高压部件设计技术验证课题的具体技术负责人期间,主持完成了从发动机整机到核心机、部件的技术层级分解和详细规划,完成了三大高压部件的研制,并在部件和发动机真实环境下得到试验验证。从2011年5月以来,主要担任几型中小推力涡扇发动机的型号总设计师,总体来讲,研制工作稳步推进,进展正常。值得一提的是,自行设计的某型发动机四级风扇设计方案通过评审,这是贵发所自主创新、预研型号并重的具体表现。
插入解读:此前传言的WS12(S3-2验证机)和WS13B合并研制的传言并非空穴来风。 2008年-2011年王永明在涡轮院(624所)工作,主持研制9推比的WS12发动机(S3-2验证机)高压部件、系统和整机的技术验证,期间获得了风扇低压涡轮部件在整机平台上的综合验证”和“高效壳型涡轮冷却叶片设计技术研究与研制”2个项目国防科技进步二等奖---这个研究分支项目和2008-2011年S3-2的项目完全吻合,也是9推比项目,说明王永明确实是S3-2主操刀手,2011年5月王永明调任贵发所,那时候WS13E中推改进型正面对“技术质量问题频发的不利局面”,有官方媒体报道黎阳学习海尔砸废坯、不可靠配件的报道,誓言工艺质量革新。此时紧急把他从涡轮院(624所)调任贵发所,协调主管WS13E项目势在必行,也必然利用WS12(S3-2)的部分技术成果反哺WS13E的改进工程。 如此WS12和WS13E项目“合并之说”也是逻辑成立的!
另外:一些吵的沸沸扬扬的有关S3-2验证机为4代中推的说法可以洗洗睡了,当初国内连山寨的三代中推10多年都没整利索,去搞4代中推?S3-2充其量是涡轮院(624所)和黎明发动机厂分别按项目分配自筹资金的3代中推验证机而已,也不过9推比的目标,属于3代中推的分支体系科技预研,此项目基本在2011年终止,合并到WS13E项目中去了,其中低压涡轮和风扇研制的不错。而全新的4代机中推,一定是在WS15 四代大推成功基础上,通过技术反馈全新研制,应该已经立项,但是尚需时日。本人觉得真正意义的4代中推一定是10推比起步,10-11吨水平,后期改进型到12吨级别。
3、2013年11月29号八股文节选(印证上面采访):……2011年5月,王永明调任贵发所副所长兼总设计师……面对2011年型号研制任务繁重、技术质量问题频发的不利局面……值得一提的是,他们自行设计的某型发动机四级风扇设计方案通过评审,这是贵发所自主创新、预研型号并重的具体表现……“贵在坚持、发展创新、有所作为”是对贵发所发展历程的一个总结提炼……王永明根据贵发所的具体情况,在发动机研究院的统一框架下,提出了“加强型号研制、深入型号预研,预研和型号并重”的工作思路。在此基础上制定了高空长航时无人机和无人战斗机动力装置预研等七个预研方向,明确当前及“十二五”时期抓好在研中推涡扇发动机研制,根据飞机动力需求派生发展,积极开展参研型号研制的主要工作目标……
解读:通过以上信息,至少可以解读出以下几层关键点:
1)众所周知,涡扇13发动机是在测绘俄罗斯RD93发动机基础上仿制的,而且是多部门联合参与研制的项目,大部分配件可通用,是在2000年前后即开始测绘研制,距离装机枭龙滑跑测试,用了10年以上光景;
2)2010年只是装机枭龙滑跑测试,并没有完成起飞测试,而且2010年3月-2013年底并没有再续接八股文证实WS13原型机装机试飞,直到2014年新加坡航展中航技副总刘宇口头证实试制、试验、试飞紧锣密鼓进行。说明WS13原型机在那次装机枭龙滑跑测试中性能并不如意,回炉整改,并采用新的设备、工艺和材料来提升性能,这意味着许多试验、测试工作要重头再来,不亚于重新再造的过程,而这个过程可以认定为WS13向WS13E转变的过程。
3)WS13发动机一开始并没有获得国家立项,而是中航集团内部自行立项、贵发所和624所合作、黎阳公司总装的项目,获得全行业的参与支持。而通过最新消息中航动力投资近10亿元建设黎阳三代中推发动机生产线来看,WS13向WS13E升级改进期间重视程度大大提高。
2014年2月12日《中国航空报》消息片段摘录:
2010年,原黎阳公司所属5家独立法人单位重组整合,实施了一场涉及体制机制、管理、流程、制度、薪酬、文化等各项体系全面融合的根本性系统变革……营业收入连续3年上台阶,2013年营业收入突破50亿元,同比增长26%,荣获发动机公司经济规模贡献金奖和股东回报铜奖;发动机产销量创近30年来新高,新机研制取得突破性进展……
当前,国家对航空工业空前重视,发动机产业正处于重大战略机遇期。黎阳围绕集团公司2014“改革管理年”主题……实现两型新机重大突破……积极推进“新机、新区、新制”三新发展战略落地。
解读:2014年2月权威媒体《中国航空报》证实了新机研制取得突破性进展,此新机就是大功即将告成的WS13E中推改,此时离WS13E十二五规划期限也不远了。 实现两型新机重大突破再次强调了WS13E,另外一个就是岷山发动机-即WS17发动机,此发动机2012制出首台工程机,2014年点火试车成功。 此新闻和2014年新加坡航展中航技副总刘宇的话也是再次呼应的,说明WS13E的试制、试验、试飞并非平坦,期间也是经历了不小波折,终获突破。
关于WS13E的风扇和压气机部件改进,及其WS17岷山发动机工程机,点火试车等信息有意者可以查询2014年7月31日八股文“贵州航空发动就研究所冀国锋动力研制展作为创新超越勇登攀——记贵州航空发动机研究所青年技术创新能手冀国锋”,此处不再赘述。
再结合一篇重磅科技八股文验证以上时间段和相关重点突破:
2014年1月12日,由陕西秦川机床工具集团有限公司牵头承担的“立式铣车复合加工中心”课题在用户现场西安三航动力科技有限公司通过了验收。该课题完成了VMT80和VMT100两款4台样机的研制,其中一台采用国产数控系统及力矩电机,机床X/Y/Z轴快移速度60m/min,工作台承重1500Kg/1200Kg,转速500/600rpm,主轴转速12000rpm,实现了车铣复合、五轴联动加工功能。完成了整机试验台、高速进给试验台、车铣双功能转台试验台、摆头动力刀架试验台和高速电主轴试验台五个试验台的建设,开展了铣车复合加工中心整机设计、机床综合性能检测及补偿、机床热变形及热阻分析等技术研究和应用,设计并研制了双功能车铣复合转台、摆头动力刀架、力矩电机等关键设备,具备了向用户提供典型零件成套工艺解决方案的能力。经国家机床质量监督检验中心检测,课题研发产品的几何精度、位置精度、工作精度等指标都达到任务合同书的要求,机床MTBF超过900小时。
用户使用VMT80加工了包括离心叶轮、XX17涡扇航空发动机风扇整体叶盘、某型轴流风机多种型号叶轮、XX13E涡扇航空发动机整体叶盘、某型涡轴航空发动机离心叶轮等多种零件。加工零件均满足设计精度指标要求,通过了用户验收。用户表示,VMT80立式铣车复合加工中心使用效果可与国外同类机床相媲美,能够替代进口,实现整体叶盘类航空发动机复杂结构件的多坐标联动数控车铣复合加工。机床的成功研制及投入使用,可为我国航空发动机机匣、整体叶盘、鼓风机叶轮、叶片等复杂曲面零件加工提供装备。
解读:
1)此用户即贵州黎阳发动机公司,首次官方权威点出了WS13的改进型号编码“WS13E”,另一个WS17即JL10(L15战斗教练机)用国产发动机,推力4700-5000KG水平。
2)此八股文发布时间2014年1月12日,时间上刚好和黎阳发动机新型发动机获得突破性进展时间吻合。
3)中航动力向黎阳投资近10亿人民币建设三代中推发动机生产线,即从2014年开始投资,分三年完成,2017年底前完成项目, 秦川机床的VMT80成为此生产线核心加工设备之一。
承接2014年上半年密集信息,我们再来看2014年下半年-2016年初几篇关于WS13E发动机的相关信息:
1)央广网北京2014年9月21日消息(记者郭淼)据中国之声《央广新闻》报道,近日,中航工业试飞中心在青海省成功完成了国内首次歼击机高原起降性能试飞任务,此次试飞是两型发动机装机状态的首次高原试验。
解读:此简短战机发动机新闻,刚出来时候解读众说纷纭,莫衷一是。大部分人当时也是和欧美解读一样,觉得是WS10B-2/3 和歼20发动机WS15高原测试,而2016年2月24日《中国航空报》刘永泉事迹介绍也印证了WS10B-2/3的高原测试。但是另一款发动机就此断定是WS15,本人觉得过于牵强,众所周知发动机高原装机测试基本是最后一关适应性测试,一旦过关离量产定型不远。从WS13E在2013-2014年爆料不断的频率看,本人觉得这款发动机10拿9稳是WS13E的高原装机测试。因为时间点卡的非常到位,进度上和2014年新加坡航展中航技副总刘宇的讲话也比较吻合。
2)2015年6月,中国航空工业集团公司副总经理李玉海在巴黎航展上充满信心的宣布,JF-17枭龙战斗机的国产引擎已经进入飞行测试阶段。在中国与巴基斯坦的联合记者招待会上,李玉海还表示中国正在开发双座型枭龙战斗机。====解读:2016年4月27日,中国和巴基斯坦代表在成都飞机公司(CAC)共同举行了JF-17B“枭龙”双座战斗机第一架原型机的开铆仪式。此消息印证了李玉海的说法。同时也说明装载WS13E发动机的枭龙正在紧张有序的密集试飞测试中。
3)2016年1月29日消息节选:
2015年是中航工业贵发所稳步发展的一年,贵发所全面统筹,突出重点,以科研为中心,以产品为根本,聚焦三个基本型,兼顾系列化发展,型号攻坚、管理提升、党建文化等各项工作取得了丰硕成果。
抓统筹 保重点 科研工作创佳绩。
型号研制取得新进展,一年来实现了一机立项,一机首飞,一机具备鉴定条件等重大成果。
技术研究扩展新领域,主动出击,瞄准无人机、舰载机两个方向,遵循基本型到系列化发展途径,开展了大量技术预研工作。
解读:一机立项是WS17岷山发动机,此发动机创造了22个月研制到样机试制成功的记录,于2014年点火试车成功, 正式立项。 一机首飞是指WS13E经过高原装机测试成功后2015年内正式试产并装备枭龙首飞成功。一机具备鉴定条件是WS13E衍生改的非加力型号发动机,用于长航程无人机、攻击无人机使用,到了鉴定时期。
WS13E性能大揭秘
回顾并梳理这么多信息,到底WS13E发动机的性能如何呢?我们不妨从以下可查证的信息来解读,以求达到最符合客观现实的性能估测。
如前所述,王永明624所出身,主导研究了9推比的S3-2(9800KG加力水平,9推比)。2011年5月被紧急调任到贵发所担任副所长兼总设计师,务必会把早先研究的S3-2验证机成果和经验应用于WS13E的改进工作中去。
下面简单列举一些WS13-WS13B发展中的新设备、新工艺及新材料的应用信息:
1)2006年1月航空报报道,红湖机械厂2005年全面启动WS13项目的核心机和整机研制任务,推动工厂由生产涡喷型发动机向生产涡扇型发动机的转变。
WS13核心机的关键部件之一环形火焰筒需要在内腔进行高温陶瓷加工,这种陶瓷是从未使用过的新材料。面对挑战,红湖厂6车间工艺室主任兼陶瓷主管工艺员成文卫勇挑重担,经过多方查阅资料和自行设计工艺参数,终于成功完成了高温火焰筒的陶瓷加工。结果表明,产品实物的各项技术指标和外观质量都达到了样机标准,个别指标还超过了样机标准。
解读:文中所提样机就是RD93发动机,可以解读出山寨的基准机WS13的燃烧室比RD93样机更先进,可以承受更高的燃烧温度, 这样利于提升涡轮前温度,WS13E从WS13改进,这个高温陶瓷会继续保留,燃烧室适当优化即可。
2)在介绍我国粉末合金的文献里有这样的文字出现:……FGH4095合金涡轮盘挡板已用于太行发动机并已批量生产,FGH4096合金涡轮盘、挡板已开始在推重比10发动机核心机上装机考 核试验,为WS13发动机研制了FGH4097合金高压涡轮盘和鼓筒轴等9种部件,性能达到了国外同类产品的水平,通过了超温超转试验。
解读:WS13基准山寨发动机一开始用的是FGH4095合金高压涡轮盘, WS13-WS13E改进中专门研制了FGH4097高温合金,这是一开始加工设备所限,夹杂物处理不好,后来采用了前文所述的秦川机床的VMT80数控机床设备后解决了这个困扰多年的问题。
3) 发动机粉末合金高压涡轮盘锻炼的科技文献摘录:……某型发动机在进行300h长试试车过程中,材料为FGH4097粉末高温合金的高压涡轮盘发生断裂,造成发动机烧毁,对涡轮盘掉块断口进行宏观、微观观察以及能谱分析,对故障原因进行了排查并对排查结果进行了模拟试验。结果表明:失效的高压涡轮盘为疲劳断裂,涡轮盘疲劳断裂的原因是其冷却孔边存在的夹杂物以及夹杂物周围的大面积原始颗粒边界(PPB),夹杂物主要为电弧焊的焊渣,PPB是焊渣与合金反应生成的伴生物。
解读:印证了上面2)的信息,WS13E采用FGH4097高温合金作为高压做粉末涡轮盘,
2014年发生疲劳断裂,问题是出在加工工艺上,纯度不够,不是材料问题,因为新的加工设备的出现,问题圆满解决。
4)WS13的单级低压涡轮采用定向凝固无余量精铸复合空心气冷叶片技术,高压涡轮盘改用了FGH4097粉末冶金盘,低压涡轮盘依然采用FGH4169合金。燃烧室采用环形燃烧室,有叶尖间隙控制的空气热交换器,综合数字式全权限控制系统
解读:4.1)“2001年12月20日,“昆仑”通过全部的考核试验。严成忠主持的定型攻坚战宣告胜利! “昆仑”发动机的研制成功,使我国在数十项先进技术、新材料和新工艺方面,取得了重大突破。其中,最突出的当属“昆仑”发动机采用的定向凝固无余量精铸复合冷却空心涡轮叶片技术”——说明WS13E还是考虑了费效比的问题,没有采用昂贵的单晶冷却叶片,但是我们在定向凝固无余量精铸方面已经做的很成熟可靠了,继续采用此技术,也可以降低风险。
4.2)高压粉末涡轮盘采用的FGH4097比较先进,寿命预计也会大大增加;而低压涡轮盘依然采用稳定可靠的FGH4169,也是成本和风控考虑为主,完全可以接受。
4.3)燃烧室在WS13基础上小幅优化改进了些,因为我国陶瓷用在火焰筒内腔上已经稳定,而且受温比RD93更高,也没必要大动干戈。
4.4)全权限数字控制系统(FADEC)应用顺理成章。俄罗斯三代RD-33 及出口我国的RD-93,都不带FADEC。而2012年突破技术升级的三代改进型RD-33MK加装了FADEC系统,我国的FADEC系统技术积累非常成熟可靠了, WS13E上FADEC系统顺理成章, 也会大大提升发动机的燃油效率和综合使用寿命。
5)2014年7月31日八股文节选:
贵州航空发动就研究所冀国锋动力研制展作为 创新超越勇登攀——记贵州航空发动机研究所青年技术创新能手冀国锋
凭借着过硬的基础理论功底,冀国锋在工作中不断崭露头角。2011年冀国锋同志取得了高级工程师任职资格,并开始担任压气机研究室的副主任职务。同年,冀国锋在贵发所某重点型号中等推力的涡扇发动机研制项目中承担主任设计师的职责。该发动机为推力增大型发动机,是在原准机的基础上,保持核心机不变,通过改进设计风扇来增大发动机的流量,同时提高涡轮前温度,来达到增大推力的目的
冀国锋亲自进行气动方案的设计,并带领压气机设计团队的成员们加班加点,通过一维计算、二维设计、准三维叶片造型,再进行三维计算和结构强度设计计算,反复迭代,不断优化,最终完成了四级风扇改进设计方案。
冀国锋反复与涡轮院、动力所、动控所、西航等单位协调和沟通风扇性能试验等技术问题,并配合风扇性能试验件和试验段的装配。他还全程参与了改进风扇试验件的性能试验,在试验过程中对数据进行分析和判断,并发现和解决了很多试验过程中出现的问题。试验结果表明,改进风扇的性能完全达到了设计指标的要求,风扇改进设计取得了阶段性成果。
解读:此篇八股文是在WS13B技术全面突破,即将试产后发布的,回顾了WS13E核心改进技术的研制历程, 信息量极大,也很直白。基本可以管窥WS13E的大致水平。
5.1)文中提及的“原准机”就是WS13基本型号,WS13E保持核心机基本不变情况下的针对性升级,最大的创新是全新研制的4级风扇。
5.2)核心机不变,并不意味着改进幅度不大,全新的4级风扇带来更大的进气流量。流量的增大必然要求压气机升级调整,做必要的适应性改进,压气机技术方面是冀国锋的本职强项。
5.3)加力燃烧室因为陶瓷材料的优异表现可以承受更高的温度,涡轮前温度也会有明显提升。而涡轮前温度提升的直接后果是这推力的增大。
综上所述, WS13E的技术数据跃然纸上,首先看WS13基准机的公开数据:
发动机长度:4.14米, 最大使用重量1135KG。 推重比7.6-7.8,加力推力8700KG上下,中间推力(军推)5200KG左右,涵道比0.57,涡轮前温度1650K,首翻800小时,总寿命2200小时,无FADEC。
为了便于类比,简单梳理下俄罗斯RD33MK的数据信息:
RD33MK从RD33-SEP3发展而来,于2012年才完成国家试验,装载在出售给印度的米格-29K舰载机上。
发动机长度:4.23米,通过长期的减重努力,最大使用重量降低到1062公斤,勉强达到改进目标。加力推力公开的观点是8805KN(最大应急推力折合9000KG),推重比8.5左右,中间推力(军推)5400KG。俄罗斯宣布的首翻寿命超过1200小时,总寿命大于4000小时(本人感觉有一定水分)。该发动机配置了FADEC。
值得一提的是,有消息说俄罗斯为了继续把枭龙战斗机当摇钱树,推出了RD93MA带FADEC计划,主要改下附件机匣位置、适配单发机,适当减寿增推到9300公斤左右,以适应枭龙改进型的增推要求。
结合以上类比,推测ws13E数据如下:
1) 中国也会走类似RD33-SEP3改进到RD33MK的路径,采取减重增推的模式,增重增推的模式基本可以否定。预计会在机匣上使用复合材料减重,同时因为FADEC的装配,也可以优化管线,适当减重。发动机最大使用重量从1135KG降低到1050KG左右,但是很难降低到1000KG之内。
2) 最大加力推力从8700KG上下增加到9000KG出头,虽然增幅只有300KGF左右,因为发动机自重降低,推比却可以大幅提升到8.5以上水平。而装配单发枭龙BLOCK2-3,可以再适当减寿增推,也可以轻松增加到9300KG左右水平,推比再度提升到8.8偏上水平。
3) 采取4-8-1-1架构模式,即4级全新风扇,8级气压(比RD93减少1级气压),1级低压涡轮,1级高压涡轮。因为全新风扇带来进气量的提升,涵道比小幅提升;因为环形火焰筒内腔高温陶瓷整体优于RD93水平,涡轮前温度也会有小幅提升。
4) 首翻寿命提高到1000小时左右,总使用期寿命大于3000小时。
5) WS13基准机本来就比RD93中间推力大了100-200公斤,改进型的WS13E预计中间推力会再度明显升级到5400-5600KG水平,明显优于RD33MK的5400KG水平。而中间推力的提升,在某些层面意义更大,可以使得战机有效载荷明显增加而不失机动性。
6) 贵发有3代中推改矢量喷嘴计划,预计会在后续衍生型号加快研制进度。
7)未来4代中推需要突破10吨级基本要求,改进型介于10-12吨之间,推比10-12。有理由相信随着WS15大推的成功,技术会反哺到真正意义的4代中推上。(壮哉中华)
不知道有没有人发过
http://mil.news.sina.com.cn/chin ... xrtztc3162477.shtml
歼31原型机2012年10月31日首飞成功至今3年已过,半载有余。如今鹘鹰2.0版本呼之欲出,WS13E中推大改已经装载枭龙战机上密集测试。
2016年4月22日,中航动力股份有限公司(股票代码:600893)发布公告称,中国正在建设三代中等推力航空发动机生产线建设项目 - 向黎阳动力投资961,238,447.62元人民币,计划2017年底前完成此项目建设。此次中航动力发布的公告中,三代中等推力航空发动机项目就是中国国产的涡扇-13系列发动机,包括非加力型WS13A,减重增推加力型号WS13E (也有大量军迷称之为WS13B)等,未来此生产线也可以整改成4代中推发动机生产线,这是后话了。2014年2月新加坡航展上,在回答媒体关于国产中推发动机何时才能装配在“枭龙”上出口时,中航技副总刘宇回答到:“很快,实际上国产发动机的整个试制、试验、试飞工作已经在紧锣密鼓的进行之中,那么应该说在1-2年之内就会得到满意的答案”。这与此次中航动力发布公告的时间点完全吻合。
回顾历史,枭龙虽然研制顺利,正式研制到服役时间上创造纪录,但是受困发动机进口,个中曲折不胜唏嘘! 2005年,中俄签署采购100台RD-93发动机时,合同条款中竟然明文规定“不得将RD-93出口给第三国”的条款,也就是说如果中国希望使用RD-93发动机,并用于出口到中国和巴基斯坦以外的其他地区,中方必须向俄方报备并得到俄方批准才可成行。而得到俄罗斯许可的前提是不能对俄罗斯自己的战斗机出口造成障碍!这也直接导致,本来在孟加拉国和缅甸战斗机出口交易中十拿九稳的情况下,最后被俄方以发动机问题掣肘所反转,最终两个国家在2005年之后都不得不改变初衷,选择了米格-29战斗机。而这也直接扼杀了枭龙趁热打铁 - 最佳的出口窗口期,本来那时候以点带面很容易打开销售缺口,而自此冷饭难炒。最近这些年枭龙积极参加各种航空展览,卖力试飞,甚至巴基斯坦受沙特邀请参加“北方雷霆”军演,巴方派出“枭龙”战机同沙特F-15战机进行了演习,并且在观礼台前进行了精彩的飞行表演,大量的亚非国家武官受邀观摩,对枭龙表现也是赞誉有加,但是碍于发动机障碍,叫好不叫座,出口努力成效甚微。中方显然不能坐等这种发动机卡脖子的恶劣效应继续影响“枭龙”战斗机的出口。
WS13-WS13E发展脉络梳理
1、让我们重温2010年4月份的一篇军事八股文片段: 2010年3月18日,中航工业自行立项研制的“泰山”发动机配装枭龙首次滑跑成功!首飞成功指日可待!现场欢声潮起。一位年轻人热泪盈眶,口撰一首小诗,抒发自己抑制不住的情感:“‘泰山’不畏攀登难,‘四共’研制整十年。配装枭龙首飞日,飞发全线尽欢颜。” 他就是这一项目的主管,中航工业发动机
科研三部副部长卢继斌。
泰山”发动机研制,是集团公司第一个自行立项的中等推力涡扇发动机研制项目。这一项目同样没有国家投入,没有现成的组织系统和管理模式。他针对自行研制的特点,一手抓现场管理,一手抓建章立制;他和同事们一道摸索,以“泰山”研制管理为平台,初步建立起了航空工业自行研制型号的管理模式。
2、另一篇采访报道也可以佐证上面的部分信息:
2013年《航空制造技术》记者采访王永明(“贵发所”副所长兼总设计师)问:枭龙战斗机采用的“泰山”发动机,是中航工业第一个自行立项的中等推力涡扇发动机研制项目,由中航工业涡轮院和贵发所共同研制。请您简要介绍一下这款发动机。
王永明:“泰山”发动机是一款性能优异的中等推力涡扇发动机,可以作为轻型多用途战斗机、高端无人作战飞机、中型舰载机以及歼击轰炸机等的动力装置。该发动机由集团公司立项,贵发所设计、黎阳公司总装总试,全行业共同参与研制,已前后经历10年时间, 目前已进入定型考核阶段,预计2014年可完成发动机定型。
问:30年来,从中航工业涡轮院到中航工业贵发所,您始终坚持在科研一线,亲自指导和参与关键技术难题的解决。请介绍一下您近年来的研究成果。
王永明:作为科工局专家组成员,在航空发动机设计体系建设、航空发动机设计技术研究与验证方面,提出了“关键技术—低压部件—高压部件—核心机/整机”的技术验证路线。在涡轮院任总工程师期间,在中等推力涡轮风扇发动机设计技术的研究、发展与验证等方面取得了突出的进步。重点开展了高压部件、系统和整机的技术验证,形成了内容基本完整、设计方法和技术配套的推重比为9的中等推力涡轮风扇发动机设计体系……其中“风扇低压涡轮部件在整机平台上的综合验证”和“高效壳型涡轮冷却叶片设计技术研究与研制”2个项目获得国防科技进步二等奖。在作为中发高压部件设计技术验证课题的具体技术负责人期间,主持完成了从发动机整机到核心机、部件的技术层级分解和详细规划,完成了三大高压部件的研制,并在部件和发动机真实环境下得到试验验证。从2011年5月以来,主要担任几型中小推力涡扇发动机的型号总设计师,总体来讲,研制工作稳步推进,进展正常。值得一提的是,自行设计的某型发动机四级风扇设计方案通过评审,这是贵发所自主创新、预研型号并重的具体表现。
插入解读:此前传言的WS12(S3-2验证机)和WS13B合并研制的传言并非空穴来风。 2008年-2011年王永明在涡轮院(624所)工作,主持研制9推比的WS12发动机(S3-2验证机)高压部件、系统和整机的技术验证,期间获得了风扇低压涡轮部件在整机平台上的综合验证”和“高效壳型涡轮冷却叶片设计技术研究与研制”2个项目国防科技进步二等奖---这个研究分支项目和2008-2011年S3-2的项目完全吻合,也是9推比项目,说明王永明确实是S3-2主操刀手,2011年5月王永明调任贵发所,那时候WS13E中推改进型正面对“技术质量问题频发的不利局面”,有官方媒体报道黎阳学习海尔砸废坯、不可靠配件的报道,誓言工艺质量革新。此时紧急把他从涡轮院(624所)调任贵发所,协调主管WS13E项目势在必行,也必然利用WS12(S3-2)的部分技术成果反哺WS13E的改进工程。 如此WS12和WS13E项目“合并之说”也是逻辑成立的!
另外:一些吵的沸沸扬扬的有关S3-2验证机为4代中推的说法可以洗洗睡了,当初国内连山寨的三代中推10多年都没整利索,去搞4代中推?S3-2充其量是涡轮院(624所)和黎明发动机厂分别按项目分配自筹资金的3代中推验证机而已,也不过9推比的目标,属于3代中推的分支体系科技预研,此项目基本在2011年终止,合并到WS13E项目中去了,其中低压涡轮和风扇研制的不错。而全新的4代机中推,一定是在WS15 四代大推成功基础上,通过技术反馈全新研制,应该已经立项,但是尚需时日。本人觉得真正意义的4代中推一定是10推比起步,10-11吨水平,后期改进型到12吨级别。
3、2013年11月29号八股文节选(印证上面采访):……2011年5月,王永明调任贵发所副所长兼总设计师……面对2011年型号研制任务繁重、技术质量问题频发的不利局面……值得一提的是,他们自行设计的某型发动机四级风扇设计方案通过评审,这是贵发所自主创新、预研型号并重的具体表现……“贵在坚持、发展创新、有所作为”是对贵发所发展历程的一个总结提炼……王永明根据贵发所的具体情况,在发动机研究院的统一框架下,提出了“加强型号研制、深入型号预研,预研和型号并重”的工作思路。在此基础上制定了高空长航时无人机和无人战斗机动力装置预研等七个预研方向,明确当前及“十二五”时期抓好在研中推涡扇发动机研制,根据飞机动力需求派生发展,积极开展参研型号研制的主要工作目标……
解读:通过以上信息,至少可以解读出以下几层关键点:
1)众所周知,涡扇13发动机是在测绘俄罗斯RD93发动机基础上仿制的,而且是多部门联合参与研制的项目,大部分配件可通用,是在2000年前后即开始测绘研制,距离装机枭龙滑跑测试,用了10年以上光景;
2)2010年只是装机枭龙滑跑测试,并没有完成起飞测试,而且2010年3月-2013年底并没有再续接八股文证实WS13原型机装机试飞,直到2014年新加坡航展中航技副总刘宇口头证实试制、试验、试飞紧锣密鼓进行。说明WS13原型机在那次装机枭龙滑跑测试中性能并不如意,回炉整改,并采用新的设备、工艺和材料来提升性能,这意味着许多试验、测试工作要重头再来,不亚于重新再造的过程,而这个过程可以认定为WS13向WS13E转变的过程。
3)WS13发动机一开始并没有获得国家立项,而是中航集团内部自行立项、贵发所和624所合作、黎阳公司总装的项目,获得全行业的参与支持。而通过最新消息中航动力投资近10亿元建设黎阳三代中推发动机生产线来看,WS13向WS13E升级改进期间重视程度大大提高。
2014年2月12日《中国航空报》消息片段摘录:
2010年,原黎阳公司所属5家独立法人单位重组整合,实施了一场涉及体制机制、管理、流程、制度、薪酬、文化等各项体系全面融合的根本性系统变革……营业收入连续3年上台阶,2013年营业收入突破50亿元,同比增长26%,荣获发动机公司经济规模贡献金奖和股东回报铜奖;发动机产销量创近30年来新高,新机研制取得突破性进展……
当前,国家对航空工业空前重视,发动机产业正处于重大战略机遇期。黎阳围绕集团公司2014“改革管理年”主题……实现两型新机重大突破……积极推进“新机、新区、新制”三新发展战略落地。
解读:2014年2月权威媒体《中国航空报》证实了新机研制取得突破性进展,此新机就是大功即将告成的WS13E中推改,此时离WS13E十二五规划期限也不远了。 实现两型新机重大突破再次强调了WS13E,另外一个就是岷山发动机-即WS17发动机,此发动机2012制出首台工程机,2014年点火试车成功。 此新闻和2014年新加坡航展中航技副总刘宇的话也是再次呼应的,说明WS13E的试制、试验、试飞并非平坦,期间也是经历了不小波折,终获突破。
关于WS13E的风扇和压气机部件改进,及其WS17岷山发动机工程机,点火试车等信息有意者可以查询2014年7月31日八股文“贵州航空发动就研究所冀国锋动力研制展作为创新超越勇登攀——记贵州航空发动机研究所青年技术创新能手冀国锋”,此处不再赘述。
再结合一篇重磅科技八股文验证以上时间段和相关重点突破:
2014年1月12日,由陕西秦川机床工具集团有限公司牵头承担的“立式铣车复合加工中心”课题在用户现场西安三航动力科技有限公司通过了验收。该课题完成了VMT80和VMT100两款4台样机的研制,其中一台采用国产数控系统及力矩电机,机床X/Y/Z轴快移速度60m/min,工作台承重1500Kg/1200Kg,转速500/600rpm,主轴转速12000rpm,实现了车铣复合、五轴联动加工功能。完成了整机试验台、高速进给试验台、车铣双功能转台试验台、摆头动力刀架试验台和高速电主轴试验台五个试验台的建设,开展了铣车复合加工中心整机设计、机床综合性能检测及补偿、机床热变形及热阻分析等技术研究和应用,设计并研制了双功能车铣复合转台、摆头动力刀架、力矩电机等关键设备,具备了向用户提供典型零件成套工艺解决方案的能力。经国家机床质量监督检验中心检测,课题研发产品的几何精度、位置精度、工作精度等指标都达到任务合同书的要求,机床MTBF超过900小时。
用户使用VMT80加工了包括离心叶轮、XX17涡扇航空发动机风扇整体叶盘、某型轴流风机多种型号叶轮、XX13E涡扇航空发动机整体叶盘、某型涡轴航空发动机离心叶轮等多种零件。加工零件均满足设计精度指标要求,通过了用户验收。用户表示,VMT80立式铣车复合加工中心使用效果可与国外同类机床相媲美,能够替代进口,实现整体叶盘类航空发动机复杂结构件的多坐标联动数控车铣复合加工。机床的成功研制及投入使用,可为我国航空发动机机匣、整体叶盘、鼓风机叶轮、叶片等复杂曲面零件加工提供装备。
解读:
1)此用户即贵州黎阳发动机公司,首次官方权威点出了WS13的改进型号编码“WS13E”,另一个WS17即JL10(L15战斗教练机)用国产发动机,推力4700-5000KG水平。
2)此八股文发布时间2014年1月12日,时间上刚好和黎阳发动机新型发动机获得突破性进展时间吻合。
3)中航动力向黎阳投资近10亿人民币建设三代中推发动机生产线,即从2014年开始投资,分三年完成,2017年底前完成项目, 秦川机床的VMT80成为此生产线核心加工设备之一。
承接2014年上半年密集信息,我们再来看2014年下半年-2016年初几篇关于WS13E发动机的相关信息:
1)央广网北京2014年9月21日消息(记者郭淼)据中国之声《央广新闻》报道,近日,中航工业试飞中心在青海省成功完成了国内首次歼击机高原起降性能试飞任务,此次试飞是两型发动机装机状态的首次高原试验。
解读:此简短战机发动机新闻,刚出来时候解读众说纷纭,莫衷一是。大部分人当时也是和欧美解读一样,觉得是WS10B-2/3 和歼20发动机WS15高原测试,而2016年2月24日《中国航空报》刘永泉事迹介绍也印证了WS10B-2/3的高原测试。但是另一款发动机就此断定是WS15,本人觉得过于牵强,众所周知发动机高原装机测试基本是最后一关适应性测试,一旦过关离量产定型不远。从WS13E在2013-2014年爆料不断的频率看,本人觉得这款发动机10拿9稳是WS13E的高原装机测试。因为时间点卡的非常到位,进度上和2014年新加坡航展中航技副总刘宇的讲话也比较吻合。
2)2015年6月,中国航空工业集团公司副总经理李玉海在巴黎航展上充满信心的宣布,JF-17枭龙战斗机的国产引擎已经进入飞行测试阶段。在中国与巴基斯坦的联合记者招待会上,李玉海还表示中国正在开发双座型枭龙战斗机。====解读:2016年4月27日,中国和巴基斯坦代表在成都飞机公司(CAC)共同举行了JF-17B“枭龙”双座战斗机第一架原型机的开铆仪式。此消息印证了李玉海的说法。同时也说明装载WS13E发动机的枭龙正在紧张有序的密集试飞测试中。
3)2016年1月29日消息节选:
2015年是中航工业贵发所稳步发展的一年,贵发所全面统筹,突出重点,以科研为中心,以产品为根本,聚焦三个基本型,兼顾系列化发展,型号攻坚、管理提升、党建文化等各项工作取得了丰硕成果。
抓统筹 保重点 科研工作创佳绩。
型号研制取得新进展,一年来实现了一机立项,一机首飞,一机具备鉴定条件等重大成果。
技术研究扩展新领域,主动出击,瞄准无人机、舰载机两个方向,遵循基本型到系列化发展途径,开展了大量技术预研工作。
解读:一机立项是WS17岷山发动机,此发动机创造了22个月研制到样机试制成功的记录,于2014年点火试车成功, 正式立项。 一机首飞是指WS13E经过高原装机测试成功后2015年内正式试产并装备枭龙首飞成功。一机具备鉴定条件是WS13E衍生改的非加力型号发动机,用于长航程无人机、攻击无人机使用,到了鉴定时期。
WS13E性能大揭秘
回顾并梳理这么多信息,到底WS13E发动机的性能如何呢?我们不妨从以下可查证的信息来解读,以求达到最符合客观现实的性能估测。
如前所述,王永明624所出身,主导研究了9推比的S3-2(9800KG加力水平,9推比)。2011年5月被紧急调任到贵发所担任副所长兼总设计师,务必会把早先研究的S3-2验证机成果和经验应用于WS13E的改进工作中去。
下面简单列举一些WS13-WS13B发展中的新设备、新工艺及新材料的应用信息:
1)2006年1月航空报报道,红湖机械厂2005年全面启动WS13项目的核心机和整机研制任务,推动工厂由生产涡喷型发动机向生产涡扇型发动机的转变。
WS13核心机的关键部件之一环形火焰筒需要在内腔进行高温陶瓷加工,这种陶瓷是从未使用过的新材料。面对挑战,红湖厂6车间工艺室主任兼陶瓷主管工艺员成文卫勇挑重担,经过多方查阅资料和自行设计工艺参数,终于成功完成了高温火焰筒的陶瓷加工。结果表明,产品实物的各项技术指标和外观质量都达到了样机标准,个别指标还超过了样机标准。
解读:文中所提样机就是RD93发动机,可以解读出山寨的基准机WS13的燃烧室比RD93样机更先进,可以承受更高的燃烧温度, 这样利于提升涡轮前温度,WS13E从WS13改进,这个高温陶瓷会继续保留,燃烧室适当优化即可。
2)在介绍我国粉末合金的文献里有这样的文字出现:……FGH4095合金涡轮盘挡板已用于太行发动机并已批量生产,FGH4096合金涡轮盘、挡板已开始在推重比10发动机核心机上装机考 核试验,为WS13发动机研制了FGH4097合金高压涡轮盘和鼓筒轴等9种部件,性能达到了国外同类产品的水平,通过了超温超转试验。
解读:WS13基准山寨发动机一开始用的是FGH4095合金高压涡轮盘, WS13-WS13E改进中专门研制了FGH4097高温合金,这是一开始加工设备所限,夹杂物处理不好,后来采用了前文所述的秦川机床的VMT80数控机床设备后解决了这个困扰多年的问题。
3) 发动机粉末合金高压涡轮盘锻炼的科技文献摘录:……某型发动机在进行300h长试试车过程中,材料为FGH4097粉末高温合金的高压涡轮盘发生断裂,造成发动机烧毁,对涡轮盘掉块断口进行宏观、微观观察以及能谱分析,对故障原因进行了排查并对排查结果进行了模拟试验。结果表明:失效的高压涡轮盘为疲劳断裂,涡轮盘疲劳断裂的原因是其冷却孔边存在的夹杂物以及夹杂物周围的大面积原始颗粒边界(PPB),夹杂物主要为电弧焊的焊渣,PPB是焊渣与合金反应生成的伴生物。
解读:印证了上面2)的信息,WS13E采用FGH4097高温合金作为高压做粉末涡轮盘,
2014年发生疲劳断裂,问题是出在加工工艺上,纯度不够,不是材料问题,因为新的加工设备的出现,问题圆满解决。
4)WS13的单级低压涡轮采用定向凝固无余量精铸复合空心气冷叶片技术,高压涡轮盘改用了FGH4097粉末冶金盘,低压涡轮盘依然采用FGH4169合金。燃烧室采用环形燃烧室,有叶尖间隙控制的空气热交换器,综合数字式全权限控制系统
解读:4.1)“2001年12月20日,“昆仑”通过全部的考核试验。严成忠主持的定型攻坚战宣告胜利! “昆仑”发动机的研制成功,使我国在数十项先进技术、新材料和新工艺方面,取得了重大突破。其中,最突出的当属“昆仑”发动机采用的定向凝固无余量精铸复合冷却空心涡轮叶片技术”——说明WS13E还是考虑了费效比的问题,没有采用昂贵的单晶冷却叶片,但是我们在定向凝固无余量精铸方面已经做的很成熟可靠了,继续采用此技术,也可以降低风险。
4.2)高压粉末涡轮盘采用的FGH4097比较先进,寿命预计也会大大增加;而低压涡轮盘依然采用稳定可靠的FGH4169,也是成本和风控考虑为主,完全可以接受。
4.3)燃烧室在WS13基础上小幅优化改进了些,因为我国陶瓷用在火焰筒内腔上已经稳定,而且受温比RD93更高,也没必要大动干戈。
4.4)全权限数字控制系统(FADEC)应用顺理成章。俄罗斯三代RD-33 及出口我国的RD-93,都不带FADEC。而2012年突破技术升级的三代改进型RD-33MK加装了FADEC系统,我国的FADEC系统技术积累非常成熟可靠了, WS13E上FADEC系统顺理成章, 也会大大提升发动机的燃油效率和综合使用寿命。
5)2014年7月31日八股文节选:
贵州航空发动就研究所冀国锋动力研制展作为 创新超越勇登攀——记贵州航空发动机研究所青年技术创新能手冀国锋
凭借着过硬的基础理论功底,冀国锋在工作中不断崭露头角。2011年冀国锋同志取得了高级工程师任职资格,并开始担任压气机研究室的副主任职务。同年,冀国锋在贵发所某重点型号中等推力的涡扇发动机研制项目中承担主任设计师的职责。该发动机为推力增大型发动机,是在原准机的基础上,保持核心机不变,通过改进设计风扇来增大发动机的流量,同时提高涡轮前温度,来达到增大推力的目的
冀国锋亲自进行气动方案的设计,并带领压气机设计团队的成员们加班加点,通过一维计算、二维设计、准三维叶片造型,再进行三维计算和结构强度设计计算,反复迭代,不断优化,最终完成了四级风扇改进设计方案。
冀国锋反复与涡轮院、动力所、动控所、西航等单位协调和沟通风扇性能试验等技术问题,并配合风扇性能试验件和试验段的装配。他还全程参与了改进风扇试验件的性能试验,在试验过程中对数据进行分析和判断,并发现和解决了很多试验过程中出现的问题。试验结果表明,改进风扇的性能完全达到了设计指标的要求,风扇改进设计取得了阶段性成果。
解读:此篇八股文是在WS13B技术全面突破,即将试产后发布的,回顾了WS13E核心改进技术的研制历程, 信息量极大,也很直白。基本可以管窥WS13E的大致水平。
5.1)文中提及的“原准机”就是WS13基本型号,WS13E保持核心机基本不变情况下的针对性升级,最大的创新是全新研制的4级风扇。
5.2)核心机不变,并不意味着改进幅度不大,全新的4级风扇带来更大的进气流量。流量的增大必然要求压气机升级调整,做必要的适应性改进,压气机技术方面是冀国锋的本职强项。
5.3)加力燃烧室因为陶瓷材料的优异表现可以承受更高的温度,涡轮前温度也会有明显提升。而涡轮前温度提升的直接后果是这推力的增大。
综上所述, WS13E的技术数据跃然纸上,首先看WS13基准机的公开数据:
发动机长度:4.14米, 最大使用重量1135KG。 推重比7.6-7.8,加力推力8700KG上下,中间推力(军推)5200KG左右,涵道比0.57,涡轮前温度1650K,首翻800小时,总寿命2200小时,无FADEC。
为了便于类比,简单梳理下俄罗斯RD33MK的数据信息:
RD33MK从RD33-SEP3发展而来,于2012年才完成国家试验,装载在出售给印度的米格-29K舰载机上。
发动机长度:4.23米,通过长期的减重努力,最大使用重量降低到1062公斤,勉强达到改进目标。加力推力公开的观点是8805KN(最大应急推力折合9000KG),推重比8.5左右,中间推力(军推)5400KG。俄罗斯宣布的首翻寿命超过1200小时,总寿命大于4000小时(本人感觉有一定水分)。该发动机配置了FADEC。
值得一提的是,有消息说俄罗斯为了继续把枭龙战斗机当摇钱树,推出了RD93MA带FADEC计划,主要改下附件机匣位置、适配单发机,适当减寿增推到9300公斤左右,以适应枭龙改进型的增推要求。
结合以上类比,推测ws13E数据如下:
1) 中国也会走类似RD33-SEP3改进到RD33MK的路径,采取减重增推的模式,增重增推的模式基本可以否定。预计会在机匣上使用复合材料减重,同时因为FADEC的装配,也可以优化管线,适当减重。发动机最大使用重量从1135KG降低到1050KG左右,但是很难降低到1000KG之内。
2) 最大加力推力从8700KG上下增加到9000KG出头,虽然增幅只有300KGF左右,因为发动机自重降低,推比却可以大幅提升到8.5以上水平。而装配单发枭龙BLOCK2-3,可以再适当减寿增推,也可以轻松增加到9300KG左右水平,推比再度提升到8.8偏上水平。
3) 采取4-8-1-1架构模式,即4级全新风扇,8级气压(比RD93减少1级气压),1级低压涡轮,1级高压涡轮。因为全新风扇带来进气量的提升,涵道比小幅提升;因为环形火焰筒内腔高温陶瓷整体优于RD93水平,涡轮前温度也会有小幅提升。
4) 首翻寿命提高到1000小时左右,总使用期寿命大于3000小时。
5) WS13基准机本来就比RD93中间推力大了100-200公斤,改进型的WS13E预计中间推力会再度明显升级到5400-5600KG水平,明显优于RD33MK的5400KG水平。而中间推力的提升,在某些层面意义更大,可以使得战机有效载荷明显增加而不失机动性。
6) 贵发有3代中推改矢量喷嘴计划,预计会在后续衍生型号加快研制进度。
7)未来4代中推需要突破10吨级基本要求,改进型介于10-12吨之间,推比10-12。有理由相信随着WS15大推的成功,技术会反哺到真正意义的4代中推上。(壮哉中华)
http://mil.news.sina.com.cn/chin ... xrtztc3162477.shtml
歼31原型机2012年10月31日首飞成功至今3年已过,半载有余。如今鹘鹰2.0版本呼之欲出,WS13E中推大改已经装载枭龙战机上密集测试。
2016年4月22日,中航动力股份有限公司(股票代码:600893)发布公告称,中国正在建设三代中等推力航空发动机生产线建设项目 - 向黎阳动力投资961,238,447.62元人民币,计划2017年底前完成此项目建设。此次中航动力发布的公告中,三代中等推力航空发动机项目就是中国国产的涡扇-13系列发动机,包括非加力型WS13A,减重增推加力型号WS13E (也有大量军迷称之为WS13B)等,未来此生产线也可以整改成4代中推发动机生产线,这是后话了。2014年2月新加坡航展上,在回答媒体关于国产中推发动机何时才能装配在“枭龙”上出口时,中航技副总刘宇回答到:“很快,实际上国产发动机的整个试制、试验、试飞工作已经在紧锣密鼓的进行之中,那么应该说在1-2年之内就会得到满意的答案”。这与此次中航动力发布公告的时间点完全吻合。
回顾历史,枭龙虽然研制顺利,正式研制到服役时间上创造纪录,但是受困发动机进口,个中曲折不胜唏嘘! 2005年,中俄签署采购100台RD-93发动机时,合同条款中竟然明文规定“不得将RD-93出口给第三国”的条款,也就是说如果中国希望使用RD-93发动机,并用于出口到中国和巴基斯坦以外的其他地区,中方必须向俄方报备并得到俄方批准才可成行。而得到俄罗斯许可的前提是不能对俄罗斯自己的战斗机出口造成障碍!这也直接导致,本来在孟加拉国和缅甸战斗机出口交易中十拿九稳的情况下,最后被俄方以发动机问题掣肘所反转,最终两个国家在2005年之后都不得不改变初衷,选择了米格-29战斗机。而这也直接扼杀了枭龙趁热打铁 - 最佳的出口窗口期,本来那时候以点带面很容易打开销售缺口,而自此冷饭难炒。最近这些年枭龙积极参加各种航空展览,卖力试飞,甚至巴基斯坦受沙特邀请参加“北方雷霆”军演,巴方派出“枭龙”战机同沙特F-15战机进行了演习,并且在观礼台前进行了精彩的飞行表演,大量的亚非国家武官受邀观摩,对枭龙表现也是赞誉有加,但是碍于发动机障碍,叫好不叫座,出口努力成效甚微。中方显然不能坐等这种发动机卡脖子的恶劣效应继续影响“枭龙”战斗机的出口。
WS13-WS13E发展脉络梳理
1、让我们重温2010年4月份的一篇军事八股文片段: 2010年3月18日,中航工业自行立项研制的“泰山”发动机配装枭龙首次滑跑成功!首飞成功指日可待!现场欢声潮起。一位年轻人热泪盈眶,口撰一首小诗,抒发自己抑制不住的情感:“‘泰山’不畏攀登难,‘四共’研制整十年。配装枭龙首飞日,飞发全线尽欢颜。” 他就是这一项目的主管,中航工业发动机
科研三部副部长卢继斌。
泰山”发动机研制,是集团公司第一个自行立项的中等推力涡扇发动机研制项目。这一项目同样没有国家投入,没有现成的组织系统和管理模式。他针对自行研制的特点,一手抓现场管理,一手抓建章立制;他和同事们一道摸索,以“泰山”研制管理为平台,初步建立起了航空工业自行研制型号的管理模式。
2、另一篇采访报道也可以佐证上面的部分信息:
2013年《航空制造技术》记者采访王永明(“贵发所”副所长兼总设计师)问:枭龙战斗机采用的“泰山”发动机,是中航工业第一个自行立项的中等推力涡扇发动机研制项目,由中航工业涡轮院和贵发所共同研制。请您简要介绍一下这款发动机。
王永明:“泰山”发动机是一款性能优异的中等推力涡扇发动机,可以作为轻型多用途战斗机、高端无人作战飞机、中型舰载机以及歼击轰炸机等的动力装置。该发动机由集团公司立项,贵发所设计、黎阳公司总装总试,全行业共同参与研制,已前后经历10年时间, 目前已进入定型考核阶段,预计2014年可完成发动机定型。
问:30年来,从中航工业涡轮院到中航工业贵发所,您始终坚持在科研一线,亲自指导和参与关键技术难题的解决。请介绍一下您近年来的研究成果。
王永明:作为科工局专家组成员,在航空发动机设计体系建设、航空发动机设计技术研究与验证方面,提出了“关键技术—低压部件—高压部件—核心机/整机”的技术验证路线。在涡轮院任总工程师期间,在中等推力涡轮风扇发动机设计技术的研究、发展与验证等方面取得了突出的进步。重点开展了高压部件、系统和整机的技术验证,形成了内容基本完整、设计方法和技术配套的推重比为9的中等推力涡轮风扇发动机设计体系……其中“风扇低压涡轮部件在整机平台上的综合验证”和“高效壳型涡轮冷却叶片设计技术研究与研制”2个项目获得国防科技进步二等奖。在作为中发高压部件设计技术验证课题的具体技术负责人期间,主持完成了从发动机整机到核心机、部件的技术层级分解和详细规划,完成了三大高压部件的研制,并在部件和发动机真实环境下得到试验验证。从2011年5月以来,主要担任几型中小推力涡扇发动机的型号总设计师,总体来讲,研制工作稳步推进,进展正常。值得一提的是,自行设计的某型发动机四级风扇设计方案通过评审,这是贵发所自主创新、预研型号并重的具体表现。
插入解读:此前传言的WS12(S3-2验证机)和WS13B合并研制的传言并非空穴来风。 2008年-2011年王永明在涡轮院(624所)工作,主持研制9推比的WS12发动机(S3-2验证机)高压部件、系统和整机的技术验证,期间获得了风扇低压涡轮部件在整机平台上的综合验证”和“高效壳型涡轮冷却叶片设计技术研究与研制”2个项目国防科技进步二等奖---这个研究分支项目和2008-2011年S3-2的项目完全吻合,也是9推比项目,说明王永明确实是S3-2主操刀手,2011年5月王永明调任贵发所,那时候WS13E中推改进型正面对“技术质量问题频发的不利局面”,有官方媒体报道黎阳学习海尔砸废坯、不可靠配件的报道,誓言工艺质量革新。此时紧急把他从涡轮院(624所)调任贵发所,协调主管WS13E项目势在必行,也必然利用WS12(S3-2)的部分技术成果反哺WS13E的改进工程。 如此WS12和WS13E项目“合并之说”也是逻辑成立的!
另外:一些吵的沸沸扬扬的有关S3-2验证机为4代中推的说法可以洗洗睡了,当初国内连山寨的三代中推10多年都没整利索,去搞4代中推?S3-2充其量是涡轮院(624所)和黎明发动机厂分别按项目分配自筹资金的3代中推验证机而已,也不过9推比的目标,属于3代中推的分支体系科技预研,此项目基本在2011年终止,合并到WS13E项目中去了,其中低压涡轮和风扇研制的不错。而全新的4代机中推,一定是在WS15 四代大推成功基础上,通过技术反馈全新研制,应该已经立项,但是尚需时日。本人觉得真正意义的4代中推一定是10推比起步,10-11吨水平,后期改进型到12吨级别。
3、2013年11月29号八股文节选(印证上面采访):……2011年5月,王永明调任贵发所副所长兼总设计师……面对2011年型号研制任务繁重、技术质量问题频发的不利局面……值得一提的是,他们自行设计的某型发动机四级风扇设计方案通过评审,这是贵发所自主创新、预研型号并重的具体表现……“贵在坚持、发展创新、有所作为”是对贵发所发展历程的一个总结提炼……王永明根据贵发所的具体情况,在发动机研究院的统一框架下,提出了“加强型号研制、深入型号预研,预研和型号并重”的工作思路。在此基础上制定了高空长航时无人机和无人战斗机动力装置预研等七个预研方向,明确当前及“十二五”时期抓好在研中推涡扇发动机研制,根据飞机动力需求派生发展,积极开展参研型号研制的主要工作目标……
解读:通过以上信息,至少可以解读出以下几层关键点:
1)众所周知,涡扇13发动机是在测绘俄罗斯RD93发动机基础上仿制的,而且是多部门联合参与研制的项目,大部分配件可通用,是在2000年前后即开始测绘研制,距离装机枭龙滑跑测试,用了10年以上光景;
2)2010年只是装机枭龙滑跑测试,并没有完成起飞测试,而且2010年3月-2013年底并没有再续接八股文证实WS13原型机装机试飞,直到2014年新加坡航展中航技副总刘宇口头证实试制、试验、试飞紧锣密鼓进行。说明WS13原型机在那次装机枭龙滑跑测试中性能并不如意,回炉整改,并采用新的设备、工艺和材料来提升性能,这意味着许多试验、测试工作要重头再来,不亚于重新再造的过程,而这个过程可以认定为WS13向WS13E转变的过程。
3)WS13发动机一开始并没有获得国家立项,而是中航集团内部自行立项、贵发所和624所合作、黎阳公司总装的项目,获得全行业的参与支持。而通过最新消息中航动力投资近10亿元建设黎阳三代中推发动机生产线来看,WS13向WS13E升级改进期间重视程度大大提高。
2014年2月12日《中国航空报》消息片段摘录:
2010年,原黎阳公司所属5家独立法人单位重组整合,实施了一场涉及体制机制、管理、流程、制度、薪酬、文化等各项体系全面融合的根本性系统变革……营业收入连续3年上台阶,2013年营业收入突破50亿元,同比增长26%,荣获发动机公司经济规模贡献金奖和股东回报铜奖;发动机产销量创近30年来新高,新机研制取得突破性进展……
当前,国家对航空工业空前重视,发动机产业正处于重大战略机遇期。黎阳围绕集团公司2014“改革管理年”主题……实现两型新机重大突破……积极推进“新机、新区、新制”三新发展战略落地。
解读:2014年2月权威媒体《中国航空报》证实了新机研制取得突破性进展,此新机就是大功即将告成的WS13E中推改,此时离WS13E十二五规划期限也不远了。 实现两型新机重大突破再次强调了WS13E,另外一个就是岷山发动机-即WS17发动机,此发动机2012制出首台工程机,2014年点火试车成功。 此新闻和2014年新加坡航展中航技副总刘宇的话也是再次呼应的,说明WS13E的试制、试验、试飞并非平坦,期间也是经历了不小波折,终获突破。
关于WS13E的风扇和压气机部件改进,及其WS17岷山发动机工程机,点火试车等信息有意者可以查询2014年7月31日八股文“贵州航空发动就研究所冀国锋动力研制展作为创新超越勇登攀——记贵州航空发动机研究所青年技术创新能手冀国锋”,此处不再赘述。
再结合一篇重磅科技八股文验证以上时间段和相关重点突破:
2014年1月12日,由陕西秦川机床工具集团有限公司牵头承担的“立式铣车复合加工中心”课题在用户现场西安三航动力科技有限公司通过了验收。该课题完成了VMT80和VMT100两款4台样机的研制,其中一台采用国产数控系统及力矩电机,机床X/Y/Z轴快移速度60m/min,工作台承重1500Kg/1200Kg,转速500/600rpm,主轴转速12000rpm,实现了车铣复合、五轴联动加工功能。完成了整机试验台、高速进给试验台、车铣双功能转台试验台、摆头动力刀架试验台和高速电主轴试验台五个试验台的建设,开展了铣车复合加工中心整机设计、机床综合性能检测及补偿、机床热变形及热阻分析等技术研究和应用,设计并研制了双功能车铣复合转台、摆头动力刀架、力矩电机等关键设备,具备了向用户提供典型零件成套工艺解决方案的能力。经国家机床质量监督检验中心检测,课题研发产品的几何精度、位置精度、工作精度等指标都达到任务合同书的要求,机床MTBF超过900小时。
用户使用VMT80加工了包括离心叶轮、XX17涡扇航空发动机风扇整体叶盘、某型轴流风机多种型号叶轮、XX13E涡扇航空发动机整体叶盘、某型涡轴航空发动机离心叶轮等多种零件。加工零件均满足设计精度指标要求,通过了用户验收。用户表示,VMT80立式铣车复合加工中心使用效果可与国外同类机床相媲美,能够替代进口,实现整体叶盘类航空发动机复杂结构件的多坐标联动数控车铣复合加工。机床的成功研制及投入使用,可为我国航空发动机机匣、整体叶盘、鼓风机叶轮、叶片等复杂曲面零件加工提供装备。
解读:
1)此用户即贵州黎阳发动机公司,首次官方权威点出了WS13的改进型号编码“WS13E”,另一个WS17即JL10(L15战斗教练机)用国产发动机,推力4700-5000KG水平。
2)此八股文发布时间2014年1月12日,时间上刚好和黎阳发动机新型发动机获得突破性进展时间吻合。
3)中航动力向黎阳投资近10亿人民币建设三代中推发动机生产线,即从2014年开始投资,分三年完成,2017年底前完成项目, 秦川机床的VMT80成为此生产线核心加工设备之一。
承接2014年上半年密集信息,我们再来看2014年下半年-2016年初几篇关于WS13E发动机的相关信息:
1)央广网北京2014年9月21日消息(记者郭淼)据中国之声《央广新闻》报道,近日,中航工业试飞中心在青海省成功完成了国内首次歼击机高原起降性能试飞任务,此次试飞是两型发动机装机状态的首次高原试验。
解读:此简短战机发动机新闻,刚出来时候解读众说纷纭,莫衷一是。大部分人当时也是和欧美解读一样,觉得是WS10B-2/3 和歼20发动机WS15高原测试,而2016年2月24日《中国航空报》刘永泉事迹介绍也印证了WS10B-2/3的高原测试。但是另一款发动机就此断定是WS15,本人觉得过于牵强,众所周知发动机高原装机测试基本是最后一关适应性测试,一旦过关离量产定型不远。从WS13E在2013-2014年爆料不断的频率看,本人觉得这款发动机10拿9稳是WS13E的高原装机测试。因为时间点卡的非常到位,进度上和2014年新加坡航展中航技副总刘宇的讲话也比较吻合。
2)2015年6月,中国航空工业集团公司副总经理李玉海在巴黎航展上充满信心的宣布,JF-17枭龙战斗机的国产引擎已经进入飞行测试阶段。在中国与巴基斯坦的联合记者招待会上,李玉海还表示中国正在开发双座型枭龙战斗机。====解读:2016年4月27日,中国和巴基斯坦代表在成都飞机公司(CAC)共同举行了JF-17B“枭龙”双座战斗机第一架原型机的开铆仪式。此消息印证了李玉海的说法。同时也说明装载WS13E发动机的枭龙正在紧张有序的密集试飞测试中。
3)2016年1月29日消息节选:
2015年是中航工业贵发所稳步发展的一年,贵发所全面统筹,突出重点,以科研为中心,以产品为根本,聚焦三个基本型,兼顾系列化发展,型号攻坚、管理提升、党建文化等各项工作取得了丰硕成果。
抓统筹 保重点 科研工作创佳绩。
型号研制取得新进展,一年来实现了一机立项,一机首飞,一机具备鉴定条件等重大成果。
技术研究扩展新领域,主动出击,瞄准无人机、舰载机两个方向,遵循基本型到系列化发展途径,开展了大量技术预研工作。
解读:一机立项是WS17岷山发动机,此发动机创造了22个月研制到样机试制成功的记录,于2014年点火试车成功, 正式立项。 一机首飞是指WS13E经过高原装机测试成功后2015年内正式试产并装备枭龙首飞成功。一机具备鉴定条件是WS13E衍生改的非加力型号发动机,用于长航程无人机、攻击无人机使用,到了鉴定时期。
WS13E性能大揭秘
回顾并梳理这么多信息,到底WS13E发动机的性能如何呢?我们不妨从以下可查证的信息来解读,以求达到最符合客观现实的性能估测。
如前所述,王永明624所出身,主导研究了9推比的S3-2(9800KG加力水平,9推比)。2011年5月被紧急调任到贵发所担任副所长兼总设计师,务必会把早先研究的S3-2验证机成果和经验应用于WS13E的改进工作中去。
下面简单列举一些WS13-WS13B发展中的新设备、新工艺及新材料的应用信息:
1)2006年1月航空报报道,红湖机械厂2005年全面启动WS13项目的核心机和整机研制任务,推动工厂由生产涡喷型发动机向生产涡扇型发动机的转变。
WS13核心机的关键部件之一环形火焰筒需要在内腔进行高温陶瓷加工,这种陶瓷是从未使用过的新材料。面对挑战,红湖厂6车间工艺室主任兼陶瓷主管工艺员成文卫勇挑重担,经过多方查阅资料和自行设计工艺参数,终于成功完成了高温火焰筒的陶瓷加工。结果表明,产品实物的各项技术指标和外观质量都达到了样机标准,个别指标还超过了样机标准。
解读:文中所提样机就是RD93发动机,可以解读出山寨的基准机WS13的燃烧室比RD93样机更先进,可以承受更高的燃烧温度, 这样利于提升涡轮前温度,WS13E从WS13改进,这个高温陶瓷会继续保留,燃烧室适当优化即可。
2)在介绍我国粉末合金的文献里有这样的文字出现:……FGH4095合金涡轮盘挡板已用于太行发动机并已批量生产,FGH4096合金涡轮盘、挡板已开始在推重比10发动机核心机上装机考 核试验,为WS13发动机研制了FGH4097合金高压涡轮盘和鼓筒轴等9种部件,性能达到了国外同类产品的水平,通过了超温超转试验。
解读:WS13基准山寨发动机一开始用的是FGH4095合金高压涡轮盘, WS13-WS13E改进中专门研制了FGH4097高温合金,这是一开始加工设备所限,夹杂物处理不好,后来采用了前文所述的秦川机床的VMT80数控机床设备后解决了这个困扰多年的问题。
3) 发动机粉末合金高压涡轮盘锻炼的科技文献摘录:……某型发动机在进行300h长试试车过程中,材料为FGH4097粉末高温合金的高压涡轮盘发生断裂,造成发动机烧毁,对涡轮盘掉块断口进行宏观、微观观察以及能谱分析,对故障原因进行了排查并对排查结果进行了模拟试验。结果表明:失效的高压涡轮盘为疲劳断裂,涡轮盘疲劳断裂的原因是其冷却孔边存在的夹杂物以及夹杂物周围的大面积原始颗粒边界(PPB),夹杂物主要为电弧焊的焊渣,PPB是焊渣与合金反应生成的伴生物。
解读:印证了上面2)的信息,WS13E采用FGH4097高温合金作为高压做粉末涡轮盘,
2014年发生疲劳断裂,问题是出在加工工艺上,纯度不够,不是材料问题,因为新的加工设备的出现,问题圆满解决。
4)WS13的单级低压涡轮采用定向凝固无余量精铸复合空心气冷叶片技术,高压涡轮盘改用了FGH4097粉末冶金盘,低压涡轮盘依然采用FGH4169合金。燃烧室采用环形燃烧室,有叶尖间隙控制的空气热交换器,综合数字式全权限控制系统
解读:4.1)“2001年12月20日,“昆仑”通过全部的考核试验。严成忠主持的定型攻坚战宣告胜利! “昆仑”发动机的研制成功,使我国在数十项先进技术、新材料和新工艺方面,取得了重大突破。其中,最突出的当属“昆仑”发动机采用的定向凝固无余量精铸复合冷却空心涡轮叶片技术”——说明WS13E还是考虑了费效比的问题,没有采用昂贵的单晶冷却叶片,但是我们在定向凝固无余量精铸方面已经做的很成熟可靠了,继续采用此技术,也可以降低风险。
4.2)高压粉末涡轮盘采用的FGH4097比较先进,寿命预计也会大大增加;而低压涡轮盘依然采用稳定可靠的FGH4169,也是成本和风控考虑为主,完全可以接受。
4.3)燃烧室在WS13基础上小幅优化改进了些,因为我国陶瓷用在火焰筒内腔上已经稳定,而且受温比RD93更高,也没必要大动干戈。
4.4)全权限数字控制系统(FADEC)应用顺理成章。俄罗斯三代RD-33 及出口我国的RD-93,都不带FADEC。而2012年突破技术升级的三代改进型RD-33MK加装了FADEC系统,我国的FADEC系统技术积累非常成熟可靠了, WS13E上FADEC系统顺理成章, 也会大大提升发动机的燃油效率和综合使用寿命。
5)2014年7月31日八股文节选:
贵州航空发动就研究所冀国锋动力研制展作为 创新超越勇登攀——记贵州航空发动机研究所青年技术创新能手冀国锋
凭借着过硬的基础理论功底,冀国锋在工作中不断崭露头角。2011年冀国锋同志取得了高级工程师任职资格,并开始担任压气机研究室的副主任职务。同年,冀国锋在贵发所某重点型号中等推力的涡扇发动机研制项目中承担主任设计师的职责。该发动机为推力增大型发动机,是在原准机的基础上,保持核心机不变,通过改进设计风扇来增大发动机的流量,同时提高涡轮前温度,来达到增大推力的目的
冀国锋亲自进行气动方案的设计,并带领压气机设计团队的成员们加班加点,通过一维计算、二维设计、准三维叶片造型,再进行三维计算和结构强度设计计算,反复迭代,不断优化,最终完成了四级风扇改进设计方案。
冀国锋反复与涡轮院、动力所、动控所、西航等单位协调和沟通风扇性能试验等技术问题,并配合风扇性能试验件和试验段的装配。他还全程参与了改进风扇试验件的性能试验,在试验过程中对数据进行分析和判断,并发现和解决了很多试验过程中出现的问题。试验结果表明,改进风扇的性能完全达到了设计指标的要求,风扇改进设计取得了阶段性成果。
解读:此篇八股文是在WS13B技术全面突破,即将试产后发布的,回顾了WS13E核心改进技术的研制历程, 信息量极大,也很直白。基本可以管窥WS13E的大致水平。
5.1)文中提及的“原准机”就是WS13基本型号,WS13E保持核心机基本不变情况下的针对性升级,最大的创新是全新研制的4级风扇。
5.2)核心机不变,并不意味着改进幅度不大,全新的4级风扇带来更大的进气流量。流量的增大必然要求压气机升级调整,做必要的适应性改进,压气机技术方面是冀国锋的本职强项。
5.3)加力燃烧室因为陶瓷材料的优异表现可以承受更高的温度,涡轮前温度也会有明显提升。而涡轮前温度提升的直接后果是这推力的增大。
综上所述, WS13E的技术数据跃然纸上,首先看WS13基准机的公开数据:
发动机长度:4.14米, 最大使用重量1135KG。 推重比7.6-7.8,加力推力8700KG上下,中间推力(军推)5200KG左右,涵道比0.57,涡轮前温度1650K,首翻800小时,总寿命2200小时,无FADEC。
为了便于类比,简单梳理下俄罗斯RD33MK的数据信息:
RD33MK从RD33-SEP3发展而来,于2012年才完成国家试验,装载在出售给印度的米格-29K舰载机上。
发动机长度:4.23米,通过长期的减重努力,最大使用重量降低到1062公斤,勉强达到改进目标。加力推力公开的观点是8805KN(最大应急推力折合9000KG),推重比8.5左右,中间推力(军推)5400KG。俄罗斯宣布的首翻寿命超过1200小时,总寿命大于4000小时(本人感觉有一定水分)。该发动机配置了FADEC。
值得一提的是,有消息说俄罗斯为了继续把枭龙战斗机当摇钱树,推出了RD93MA带FADEC计划,主要改下附件机匣位置、适配单发机,适当减寿增推到9300公斤左右,以适应枭龙改进型的增推要求。
结合以上类比,推测ws13E数据如下:
1) 中国也会走类似RD33-SEP3改进到RD33MK的路径,采取减重增推的模式,增重增推的模式基本可以否定。预计会在机匣上使用复合材料减重,同时因为FADEC的装配,也可以优化管线,适当减重。发动机最大使用重量从1135KG降低到1050KG左右,但是很难降低到1000KG之内。
2) 最大加力推力从8700KG上下增加到9000KG出头,虽然增幅只有300KGF左右,因为发动机自重降低,推比却可以大幅提升到8.5以上水平。而装配单发枭龙BLOCK2-3,可以再适当减寿增推,也可以轻松增加到9300KG左右水平,推比再度提升到8.8偏上水平。
3) 采取4-8-1-1架构模式,即4级全新风扇,8级气压(比RD93减少1级气压),1级低压涡轮,1级高压涡轮。因为全新风扇带来进气量的提升,涵道比小幅提升;因为环形火焰筒内腔高温陶瓷整体优于RD93水平,涡轮前温度也会有小幅提升。
4) 首翻寿命提高到1000小时左右,总使用期寿命大于3000小时。
5) WS13基准机本来就比RD93中间推力大了100-200公斤,改进型的WS13E预计中间推力会再度明显升级到5400-5600KG水平,明显优于RD33MK的5400KG水平。而中间推力的提升,在某些层面意义更大,可以使得战机有效载荷明显增加而不失机动性。
6) 贵发有3代中推改矢量喷嘴计划,预计会在后续衍生型号加快研制进度。
7)未来4代中推需要突破10吨级基本要求,改进型介于10-12吨之间,推比10-12。有理由相信随着WS15大推的成功,技术会反哺到真正意义的4代中推上。(壮哉中华)
不知道有没有人发过
http://mil.news.sina.com.cn/chin ... xrtztc3162477.shtml
歼31原型机2012年10月31日首飞成功至今3年已过,半载有余。如今鹘鹰2.0版本呼之欲出,WS13E中推大改已经装载枭龙战机上密集测试。
2016年4月22日,中航动力股份有限公司(股票代码:600893)发布公告称,中国正在建设三代中等推力航空发动机生产线建设项目 - 向黎阳动力投资961,238,447.62元人民币,计划2017年底前完成此项目建设。此次中航动力发布的公告中,三代中等推力航空发动机项目就是中国国产的涡扇-13系列发动机,包括非加力型WS13A,减重增推加力型号WS13E (也有大量军迷称之为WS13B)等,未来此生产线也可以整改成4代中推发动机生产线,这是后话了。2014年2月新加坡航展上,在回答媒体关于国产中推发动机何时才能装配在“枭龙”上出口时,中航技副总刘宇回答到:“很快,实际上国产发动机的整个试制、试验、试飞工作已经在紧锣密鼓的进行之中,那么应该说在1-2年之内就会得到满意的答案”。这与此次中航动力发布公告的时间点完全吻合。
回顾历史,枭龙虽然研制顺利,正式研制到服役时间上创造纪录,但是受困发动机进口,个中曲折不胜唏嘘! 2005年,中俄签署采购100台RD-93发动机时,合同条款中竟然明文规定“不得将RD-93出口给第三国”的条款,也就是说如果中国希望使用RD-93发动机,并用于出口到中国和巴基斯坦以外的其他地区,中方必须向俄方报备并得到俄方批准才可成行。而得到俄罗斯许可的前提是不能对俄罗斯自己的战斗机出口造成障碍!这也直接导致,本来在孟加拉国和缅甸战斗机出口交易中十拿九稳的情况下,最后被俄方以发动机问题掣肘所反转,最终两个国家在2005年之后都不得不改变初衷,选择了米格-29战斗机。而这也直接扼杀了枭龙趁热打铁 - 最佳的出口窗口期,本来那时候以点带面很容易打开销售缺口,而自此冷饭难炒。最近这些年枭龙积极参加各种航空展览,卖力试飞,甚至巴基斯坦受沙特邀请参加“北方雷霆”军演,巴方派出“枭龙”战机同沙特F-15战机进行了演习,并且在观礼台前进行了精彩的飞行表演,大量的亚非国家武官受邀观摩,对枭龙表现也是赞誉有加,但是碍于发动机障碍,叫好不叫座,出口努力成效甚微。中方显然不能坐等这种发动机卡脖子的恶劣效应继续影响“枭龙”战斗机的出口。
WS13-WS13E发展脉络梳理
1、让我们重温2010年4月份的一篇军事八股文片段: 2010年3月18日,中航工业自行立项研制的“泰山”发动机配装枭龙首次滑跑成功!首飞成功指日可待!现场欢声潮起。一位年轻人热泪盈眶,口撰一首小诗,抒发自己抑制不住的情感:“‘泰山’不畏攀登难,‘四共’研制整十年。配装枭龙首飞日,飞发全线尽欢颜。” 他就是这一项目的主管,中航工业发动机
科研三部副部长卢继斌。
泰山”发动机研制,是集团公司第一个自行立项的中等推力涡扇发动机研制项目。这一项目同样没有国家投入,没有现成的组织系统和管理模式。他针对自行研制的特点,一手抓现场管理,一手抓建章立制;他和同事们一道摸索,以“泰山”研制管理为平台,初步建立起了航空工业自行研制型号的管理模式。
2、另一篇采访报道也可以佐证上面的部分信息:
2013年《航空制造技术》记者采访王永明(“贵发所”副所长兼总设计师)问:枭龙战斗机采用的“泰山”发动机,是中航工业第一个自行立项的中等推力涡扇发动机研制项目,由中航工业涡轮院和贵发所共同研制。请您简要介绍一下这款发动机。
王永明:“泰山”发动机是一款性能优异的中等推力涡扇发动机,可以作为轻型多用途战斗机、高端无人作战飞机、中型舰载机以及歼击轰炸机等的动力装置。该发动机由集团公司立项,贵发所设计、黎阳公司总装总试,全行业共同参与研制,已前后经历10年时间, 目前已进入定型考核阶段,预计2014年可完成发动机定型。
问:30年来,从中航工业涡轮院到中航工业贵发所,您始终坚持在科研一线,亲自指导和参与关键技术难题的解决。请介绍一下您近年来的研究成果。
王永明:作为科工局专家组成员,在航空发动机设计体系建设、航空发动机设计技术研究与验证方面,提出了“关键技术—低压部件—高压部件—核心机/整机”的技术验证路线。在涡轮院任总工程师期间,在中等推力涡轮风扇发动机设计技术的研究、发展与验证等方面取得了突出的进步。重点开展了高压部件、系统和整机的技术验证,形成了内容基本完整、设计方法和技术配套的推重比为9的中等推力涡轮风扇发动机设计体系……其中“风扇低压涡轮部件在整机平台上的综合验证”和“高效壳型涡轮冷却叶片设计技术研究与研制”2个项目获得国防科技进步二等奖。在作为中发高压部件设计技术验证课题的具体技术负责人期间,主持完成了从发动机整机到核心机、部件的技术层级分解和详细规划,完成了三大高压部件的研制,并在部件和发动机真实环境下得到试验验证。从2011年5月以来,主要担任几型中小推力涡扇发动机的型号总设计师,总体来讲,研制工作稳步推进,进展正常。值得一提的是,自行设计的某型发动机四级风扇设计方案通过评审,这是贵发所自主创新、预研型号并重的具体表现。
插入解读:此前传言的WS12(S3-2验证机)和WS13B合并研制的传言并非空穴来风。 2008年-2011年王永明在涡轮院(624所)工作,主持研制9推比的WS12发动机(S3-2验证机)高压部件、系统和整机的技术验证,期间获得了风扇低压涡轮部件在整机平台上的综合验证”和“高效壳型涡轮冷却叶片设计技术研究与研制”2个项目国防科技进步二等奖---这个研究分支项目和2008-2011年S3-2的项目完全吻合,也是9推比项目,说明王永明确实是S3-2主操刀手,2011年5月王永明调任贵发所,那时候WS13E中推改进型正面对“技术质量问题频发的不利局面”,有官方媒体报道黎阳学习海尔砸废坯、不可靠配件的报道,誓言工艺质量革新。此时紧急把他从涡轮院(624所)调任贵发所,协调主管WS13E项目势在必行,也必然利用WS12(S3-2)的部分技术成果反哺WS13E的改进工程。 如此WS12和WS13E项目“合并之说”也是逻辑成立的!
另外:一些吵的沸沸扬扬的有关S3-2验证机为4代中推的说法可以洗洗睡了,当初国内连山寨的三代中推10多年都没整利索,去搞4代中推?S3-2充其量是涡轮院(624所)和黎明发动机厂分别按项目分配自筹资金的3代中推验证机而已,也不过9推比的目标,属于3代中推的分支体系科技预研,此项目基本在2011年终止,合并到WS13E项目中去了,其中低压涡轮和风扇研制的不错。而全新的4代机中推,一定是在WS15 四代大推成功基础上,通过技术反馈全新研制,应该已经立项,但是尚需时日。本人觉得真正意义的4代中推一定是10推比起步,10-11吨水平,后期改进型到12吨级别。
3、2013年11月29号八股文节选(印证上面采访):……2011年5月,王永明调任贵发所副所长兼总设计师……面对2011年型号研制任务繁重、技术质量问题频发的不利局面……值得一提的是,他们自行设计的某型发动机四级风扇设计方案通过评审,这是贵发所自主创新、预研型号并重的具体表现……“贵在坚持、发展创新、有所作为”是对贵发所发展历程的一个总结提炼……王永明根据贵发所的具体情况,在发动机研究院的统一框架下,提出了“加强型号研制、深入型号预研,预研和型号并重”的工作思路。在此基础上制定了高空长航时无人机和无人战斗机动力装置预研等七个预研方向,明确当前及“十二五”时期抓好在研中推涡扇发动机研制,根据飞机动力需求派生发展,积极开展参研型号研制的主要工作目标……
解读:通过以上信息,至少可以解读出以下几层关键点:
1)众所周知,涡扇13发动机是在测绘俄罗斯RD93发动机基础上仿制的,而且是多部门联合参与研制的项目,大部分配件可通用,是在2000年前后即开始测绘研制,距离装机枭龙滑跑测试,用了10年以上光景;
2)2010年只是装机枭龙滑跑测试,并没有完成起飞测试,而且2010年3月-2013年底并没有再续接八股文证实WS13原型机装机试飞,直到2014年新加坡航展中航技副总刘宇口头证实试制、试验、试飞紧锣密鼓进行。说明WS13原型机在那次装机枭龙滑跑测试中性能并不如意,回炉整改,并采用新的设备、工艺和材料来提升性能,这意味着许多试验、测试工作要重头再来,不亚于重新再造的过程,而这个过程可以认定为WS13向WS13E转变的过程。
3)WS13发动机一开始并没有获得国家立项,而是中航集团内部自行立项、贵发所和624所合作、黎阳公司总装的项目,获得全行业的参与支持。而通过最新消息中航动力投资近10亿元建设黎阳三代中推发动机生产线来看,WS13向WS13E升级改进期间重视程度大大提高。
2014年2月12日《中国航空报》消息片段摘录:
2010年,原黎阳公司所属5家独立法人单位重组整合,实施了一场涉及体制机制、管理、流程、制度、薪酬、文化等各项体系全面融合的根本性系统变革……营业收入连续3年上台阶,2013年营业收入突破50亿元,同比增长26%,荣获发动机公司经济规模贡献金奖和股东回报铜奖;发动机产销量创近30年来新高,新机研制取得突破性进展……
当前,国家对航空工业空前重视,发动机产业正处于重大战略机遇期。黎阳围绕集团公司2014“改革管理年”主题……实现两型新机重大突破……积极推进“新机、新区、新制”三新发展战略落地。
解读:2014年2月权威媒体《中国航空报》证实了新机研制取得突破性进展,此新机就是大功即将告成的WS13E中推改,此时离WS13E十二五规划期限也不远了。 实现两型新机重大突破再次强调了WS13E,另外一个就是岷山发动机-即WS17发动机,此发动机2012制出首台工程机,2014年点火试车成功。 此新闻和2014年新加坡航展中航技副总刘宇的话也是再次呼应的,说明WS13E的试制、试验、试飞并非平坦,期间也是经历了不小波折,终获突破。
关于WS13E的风扇和压气机部件改进,及其WS17岷山发动机工程机,点火试车等信息有意者可以查询2014年7月31日八股文“贵州航空发动就研究所冀国锋动力研制展作为创新超越勇登攀——记贵州航空发动机研究所青年技术创新能手冀国锋”,此处不再赘述。
再结合一篇重磅科技八股文验证以上时间段和相关重点突破:
2014年1月12日,由陕西秦川机床工具集团有限公司牵头承担的“立式铣车复合加工中心”课题在用户现场西安三航动力科技有限公司通过了验收。该课题完成了VMT80和VMT100两款4台样机的研制,其中一台采用国产数控系统及力矩电机,机床X/Y/Z轴快移速度60m/min,工作台承重1500Kg/1200Kg,转速500/600rpm,主轴转速12000rpm,实现了车铣复合、五轴联动加工功能。完成了整机试验台、高速进给试验台、车铣双功能转台试验台、摆头动力刀架试验台和高速电主轴试验台五个试验台的建设,开展了铣车复合加工中心整机设计、机床综合性能检测及补偿、机床热变形及热阻分析等技术研究和应用,设计并研制了双功能车铣复合转台、摆头动力刀架、力矩电机等关键设备,具备了向用户提供典型零件成套工艺解决方案的能力。经国家机床质量监督检验中心检测,课题研发产品的几何精度、位置精度、工作精度等指标都达到任务合同书的要求,机床MTBF超过900小时。
用户使用VMT80加工了包括离心叶轮、XX17涡扇航空发动机风扇整体叶盘、某型轴流风机多种型号叶轮、XX13E涡扇航空发动机整体叶盘、某型涡轴航空发动机离心叶轮等多种零件。加工零件均满足设计精度指标要求,通过了用户验收。用户表示,VMT80立式铣车复合加工中心使用效果可与国外同类机床相媲美,能够替代进口,实现整体叶盘类航空发动机复杂结构件的多坐标联动数控车铣复合加工。机床的成功研制及投入使用,可为我国航空发动机机匣、整体叶盘、鼓风机叶轮、叶片等复杂曲面零件加工提供装备。
解读:
1)此用户即贵州黎阳发动机公司,首次官方权威点出了WS13的改进型号编码“WS13E”,另一个WS17即JL10(L15战斗教练机)用国产发动机,推力4700-5000KG水平。
2)此八股文发布时间2014年1月12日,时间上刚好和黎阳发动机新型发动机获得突破性进展时间吻合。
3)中航动力向黎阳投资近10亿人民币建设三代中推发动机生产线,即从2014年开始投资,分三年完成,2017年底前完成项目, 秦川机床的VMT80成为此生产线核心加工设备之一。
承接2014年上半年密集信息,我们再来看2014年下半年-2016年初几篇关于WS13E发动机的相关信息:
1)央广网北京2014年9月21日消息(记者郭淼)据中国之声《央广新闻》报道,近日,中航工业试飞中心在青海省成功完成了国内首次歼击机高原起降性能试飞任务,此次试飞是两型发动机装机状态的首次高原试验。
解读:此简短战机发动机新闻,刚出来时候解读众说纷纭,莫衷一是。大部分人当时也是和欧美解读一样,觉得是WS10B-2/3 和歼20发动机WS15高原测试,而2016年2月24日《中国航空报》刘永泉事迹介绍也印证了WS10B-2/3的高原测试。但是另一款发动机就此断定是WS15,本人觉得过于牵强,众所周知发动机高原装机测试基本是最后一关适应性测试,一旦过关离量产定型不远。从WS13E在2013-2014年爆料不断的频率看,本人觉得这款发动机10拿9稳是WS13E的高原装机测试。因为时间点卡的非常到位,进度上和2014年新加坡航展中航技副总刘宇的讲话也比较吻合。
2)2015年6月,中国航空工业集团公司副总经理李玉海在巴黎航展上充满信心的宣布,JF-17枭龙战斗机的国产引擎已经进入飞行测试阶段。在中国与巴基斯坦的联合记者招待会上,李玉海还表示中国正在开发双座型枭龙战斗机。====解读:2016年4月27日,中国和巴基斯坦代表在成都飞机公司(CAC)共同举行了JF-17B“枭龙”双座战斗机第一架原型机的开铆仪式。此消息印证了李玉海的说法。同时也说明装载WS13E发动机的枭龙正在紧张有序的密集试飞测试中。
3)2016年1月29日消息节选:
2015年是中航工业贵发所稳步发展的一年,贵发所全面统筹,突出重点,以科研为中心,以产品为根本,聚焦三个基本型,兼顾系列化发展,型号攻坚、管理提升、党建文化等各项工作取得了丰硕成果。
抓统筹 保重点 科研工作创佳绩。
型号研制取得新进展,一年来实现了一机立项,一机首飞,一机具备鉴定条件等重大成果。
技术研究扩展新领域,主动出击,瞄准无人机、舰载机两个方向,遵循基本型到系列化发展途径,开展了大量技术预研工作。
解读:一机立项是WS17岷山发动机,此发动机创造了22个月研制到样机试制成功的记录,于2014年点火试车成功, 正式立项。 一机首飞是指WS13E经过高原装机测试成功后2015年内正式试产并装备枭龙首飞成功。一机具备鉴定条件是WS13E衍生改的非加力型号发动机,用于长航程无人机、攻击无人机使用,到了鉴定时期。
WS13E性能大揭秘
回顾并梳理这么多信息,到底WS13E发动机的性能如何呢?我们不妨从以下可查证的信息来解读,以求达到最符合客观现实的性能估测。
如前所述,王永明624所出身,主导研究了9推比的S3-2(9800KG加力水平,9推比)。2011年5月被紧急调任到贵发所担任副所长兼总设计师,务必会把早先研究的S3-2验证机成果和经验应用于WS13E的改进工作中去。
下面简单列举一些WS13-WS13B发展中的新设备、新工艺及新材料的应用信息:
1)2006年1月航空报报道,红湖机械厂2005年全面启动WS13项目的核心机和整机研制任务,推动工厂由生产涡喷型发动机向生产涡扇型发动机的转变。
WS13核心机的关键部件之一环形火焰筒需要在内腔进行高温陶瓷加工,这种陶瓷是从未使用过的新材料。面对挑战,红湖厂6车间工艺室主任兼陶瓷主管工艺员成文卫勇挑重担,经过多方查阅资料和自行设计工艺参数,终于成功完成了高温火焰筒的陶瓷加工。结果表明,产品实物的各项技术指标和外观质量都达到了样机标准,个别指标还超过了样机标准。
解读:文中所提样机就是RD93发动机,可以解读出山寨的基准机WS13的燃烧室比RD93样机更先进,可以承受更高的燃烧温度, 这样利于提升涡轮前温度,WS13E从WS13改进,这个高温陶瓷会继续保留,燃烧室适当优化即可。
2)在介绍我国粉末合金的文献里有这样的文字出现:……FGH4095合金涡轮盘挡板已用于太行发动机并已批量生产,FGH4096合金涡轮盘、挡板已开始在推重比10发动机核心机上装机考 核试验,为WS13发动机研制了FGH4097合金高压涡轮盘和鼓筒轴等9种部件,性能达到了国外同类产品的水平,通过了超温超转试验。
解读:WS13基准山寨发动机一开始用的是FGH4095合金高压涡轮盘, WS13-WS13E改进中专门研制了FGH4097高温合金,这是一开始加工设备所限,夹杂物处理不好,后来采用了前文所述的秦川机床的VMT80数控机床设备后解决了这个困扰多年的问题。
3) 发动机粉末合金高压涡轮盘锻炼的科技文献摘录:……某型发动机在进行300h长试试车过程中,材料为FGH4097粉末高温合金的高压涡轮盘发生断裂,造成发动机烧毁,对涡轮盘掉块断口进行宏观、微观观察以及能谱分析,对故障原因进行了排查并对排查结果进行了模拟试验。结果表明:失效的高压涡轮盘为疲劳断裂,涡轮盘疲劳断裂的原因是其冷却孔边存在的夹杂物以及夹杂物周围的大面积原始颗粒边界(PPB),夹杂物主要为电弧焊的焊渣,PPB是焊渣与合金反应生成的伴生物。
解读:印证了上面2)的信息,WS13E采用FGH4097高温合金作为高压做粉末涡轮盘,
2014年发生疲劳断裂,问题是出在加工工艺上,纯度不够,不是材料问题,因为新的加工设备的出现,问题圆满解决。
4)WS13的单级低压涡轮采用定向凝固无余量精铸复合空心气冷叶片技术,高压涡轮盘改用了FGH4097粉末冶金盘,低压涡轮盘依然采用FGH4169合金。燃烧室采用环形燃烧室,有叶尖间隙控制的空气热交换器,综合数字式全权限控制系统
解读:4.1)“2001年12月20日,“昆仑”通过全部的考核试验。严成忠主持的定型攻坚战宣告胜利! “昆仑”发动机的研制成功,使我国在数十项先进技术、新材料和新工艺方面,取得了重大突破。其中,最突出的当属“昆仑”发动机采用的定向凝固无余量精铸复合冷却空心涡轮叶片技术”——说明WS13E还是考虑了费效比的问题,没有采用昂贵的单晶冷却叶片,但是我们在定向凝固无余量精铸方面已经做的很成熟可靠了,继续采用此技术,也可以降低风险。
4.2)高压粉末涡轮盘采用的FGH4097比较先进,寿命预计也会大大增加;而低压涡轮盘依然采用稳定可靠的FGH4169,也是成本和风控考虑为主,完全可以接受。
4.3)燃烧室在WS13基础上小幅优化改进了些,因为我国陶瓷用在火焰筒内腔上已经稳定,而且受温比RD93更高,也没必要大动干戈。
4.4)全权限数字控制系统(FADEC)应用顺理成章。俄罗斯三代RD-33 及出口我国的RD-93,都不带FADEC。而2012年突破技术升级的三代改进型RD-33MK加装了FADEC系统,我国的FADEC系统技术积累非常成熟可靠了, WS13E上FADEC系统顺理成章, 也会大大提升发动机的燃油效率和综合使用寿命。
5)2014年7月31日八股文节选:
贵州航空发动就研究所冀国锋动力研制展作为 创新超越勇登攀——记贵州航空发动机研究所青年技术创新能手冀国锋
凭借着过硬的基础理论功底,冀国锋在工作中不断崭露头角。2011年冀国锋同志取得了高级工程师任职资格,并开始担任压气机研究室的副主任职务。同年,冀国锋在贵发所某重点型号中等推力的涡扇发动机研制项目中承担主任设计师的职责。该发动机为推力增大型发动机,是在原准机的基础上,保持核心机不变,通过改进设计风扇来增大发动机的流量,同时提高涡轮前温度,来达到增大推力的目的
冀国锋亲自进行气动方案的设计,并带领压气机设计团队的成员们加班加点,通过一维计算、二维设计、准三维叶片造型,再进行三维计算和结构强度设计计算,反复迭代,不断优化,最终完成了四级风扇改进设计方案。
冀国锋反复与涡轮院、动力所、动控所、西航等单位协调和沟通风扇性能试验等技术问题,并配合风扇性能试验件和试验段的装配。他还全程参与了改进风扇试验件的性能试验,在试验过程中对数据进行分析和判断,并发现和解决了很多试验过程中出现的问题。试验结果表明,改进风扇的性能完全达到了设计指标的要求,风扇改进设计取得了阶段性成果。
解读:此篇八股文是在WS13B技术全面突破,即将试产后发布的,回顾了WS13E核心改进技术的研制历程, 信息量极大,也很直白。基本可以管窥WS13E的大致水平。
5.1)文中提及的“原准机”就是WS13基本型号,WS13E保持核心机基本不变情况下的针对性升级,最大的创新是全新研制的4级风扇。
5.2)核心机不变,并不意味着改进幅度不大,全新的4级风扇带来更大的进气流量。流量的增大必然要求压气机升级调整,做必要的适应性改进,压气机技术方面是冀国锋的本职强项。
5.3)加力燃烧室因为陶瓷材料的优异表现可以承受更高的温度,涡轮前温度也会有明显提升。而涡轮前温度提升的直接后果是这推力的增大。
综上所述, WS13E的技术数据跃然纸上,首先看WS13基准机的公开数据:
发动机长度:4.14米, 最大使用重量1135KG。 推重比7.6-7.8,加力推力8700KG上下,中间推力(军推)5200KG左右,涵道比0.57,涡轮前温度1650K,首翻800小时,总寿命2200小时,无FADEC。
为了便于类比,简单梳理下俄罗斯RD33MK的数据信息:
RD33MK从RD33-SEP3发展而来,于2012年才完成国家试验,装载在出售给印度的米格-29K舰载机上。
发动机长度:4.23米,通过长期的减重努力,最大使用重量降低到1062公斤,勉强达到改进目标。加力推力公开的观点是8805KN(最大应急推力折合9000KG),推重比8.5左右,中间推力(军推)5400KG。俄罗斯宣布的首翻寿命超过1200小时,总寿命大于4000小时(本人感觉有一定水分)。该发动机配置了FADEC。
值得一提的是,有消息说俄罗斯为了继续把枭龙战斗机当摇钱树,推出了RD93MA带FADEC计划,主要改下附件机匣位置、适配单发机,适当减寿增推到9300公斤左右,以适应枭龙改进型的增推要求。
结合以上类比,推测ws13E数据如下:
1) 中国也会走类似RD33-SEP3改进到RD33MK的路径,采取减重增推的模式,增重增推的模式基本可以否定。预计会在机匣上使用复合材料减重,同时因为FADEC的装配,也可以优化管线,适当减重。发动机最大使用重量从1135KG降低到1050KG左右,但是很难降低到1000KG之内。
2) 最大加力推力从8700KG上下增加到9000KG出头,虽然增幅只有300KGF左右,因为发动机自重降低,推比却可以大幅提升到8.5以上水平。而装配单发枭龙BLOCK2-3,可以再适当减寿增推,也可以轻松增加到9300KG左右水平,推比再度提升到8.8偏上水平。
3) 采取4-8-1-1架构模式,即4级全新风扇,8级气压(比RD93减少1级气压),1级低压涡轮,1级高压涡轮。因为全新风扇带来进气量的提升,涵道比小幅提升;因为环形火焰筒内腔高温陶瓷整体优于RD93水平,涡轮前温度也会有小幅提升。
4) 首翻寿命提高到1000小时左右,总使用期寿命大于3000小时。
5) WS13基准机本来就比RD93中间推力大了100-200公斤,改进型的WS13E预计中间推力会再度明显升级到5400-5600KG水平,明显优于RD33MK的5400KG水平。而中间推力的提升,在某些层面意义更大,可以使得战机有效载荷明显增加而不失机动性。
6) 贵发有3代中推改矢量喷嘴计划,预计会在后续衍生型号加快研制进度。
7)未来4代中推需要突破10吨级基本要求,改进型介于10-12吨之间,推比10-12。有理由相信随着WS15大推的成功,技术会反哺到真正意义的4代中推上。(壮哉中华)
楼主辛苦了……点赞
来自: 手机APP客户端
来自: 手机APP客户端
能不能消停?
早发过了,建这条生产线更大可能是为了枭龙生产发动机,其次是为无人机。
鹘鹰即便型号立项,到定型量产还早着呢,根本不需要这么早就建生产线。
另外补充一下:
这条生产线完全是自筹资金建的,而没有国家拨款,这恐怕也能更进一步说明了建生产线的主要目的。
鹘鹰即便型号立项,到定型量产还早着呢,根本不需要这么早就建生产线。
另外补充一下:
这条生产线完全是自筹资金建的,而没有国家拨款,这恐怕也能更进一步说明了建生产线的主要目的。
分析的很有道理,希望国产新发动机真的能如文章所预判的那样就好了!
楼主真是用心了,辛苦
谁能告诉我 ws13在哪里 谁又能告诉我粽子2.0在哪 有图 有视频吗? 我等盼来盼去 结果却是一大堆文字
不是说已经出来晒太阳了么!
你还呼之欲出什么?
你还呼之欲出什么?
不错
卷发千金 发表于 2016-5-3 17:48
谁能告诉我 ws13在哪里 谁又能告诉我粽子2.0在哪 有图 有视频吗? 我等盼来盼去 结果却是一大堆文字
黎阳建三代中等推力航空发动机,项目在2013年年底批准,原计划今年年底前建成,现在推迟到明年年底以前建成。
黎阳能生产的三代中推就只有WS13系列。
达到设计最高生产能力时,年收入40亿RMB,也就是说年产量不低于100台。
谁能告诉我 ws13在哪里 谁又能告诉我粽子2.0在哪 有图 有视频吗? 我等盼来盼去 结果却是一大堆文字
黎阳建三代中等推力航空发动机,项目在2013年年底批准,原计划今年年底前建成,现在推迟到明年年底以前建成。
黎阳能生产的三代中推就只有WS13系列。
达到设计最高生产能力时,年收入40亿RMB,也就是说年产量不低于100台。
zxphony 发表于 2016-5-3 17:59
黎阳建三代中等推力航空发动机,项目在2013年年底批准,原计划今年年底前建成,现在推迟到明年年底以前 ...
我要看图 我要看视频 我不要看 文字内容 你懂了吗? 我不要文字 不要文字,我就是觉得 我军很多东西 特别是航发 这么多年了 就是文字 文字 文字
黎阳建三代中等推力航空发动机,项目在2013年年底批准,原计划今年年底前建成,现在推迟到明年年底以前 ...
我要看图 我要看视频 我不要看 文字内容 你懂了吗? 我不要文字 不要文字,我就是觉得 我军很多东西 特别是航发 这么多年了 就是文字 文字 文字
早日出成果。
卷发千金 发表于 2016-5-3 18:06
我要看图 我要看视频 我不要看 文字内容 你懂了吗? 我不要文字 不要文字,我就是觉得 我军很多东西 ...
谁给你去拍发动机照片?视频?
就是战机的很多照片都还是爬墙党拍的呢。。。
我要看图 我要看视频 我不要看 文字内容 你懂了吗? 我不要文字 不要文字,我就是觉得 我军很多东西 ...
谁给你去拍发动机照片?视频?
就是战机的很多照片都还是爬墙党拍的呢。。。
卷发千金 发表于 2016-5-3 18:06
我要看图 我要看视频 我不要看 文字内容 你懂了吗? 我不要文字 不要文字,我就是觉得 我军很多东西 ...
按现在流行的讲法 你一介屁民 又不姓赵 有图也不给看
我要看图 我要看视频 我不要看 文字内容 你懂了吗? 我不要文字 不要文字,我就是觉得 我军很多东西 ...
按现在流行的讲法 你一介屁民 又不姓赵 有图也不给看
卷发千金 发表于 2016-5-3 18:06
我要看图 我要看视频 我不要看 文字内容 你懂了吗? 我不要文字 不要文字,我就是觉得 我军很多东西 ...
你想想90年代到20世纪初的那帮军迷 有文都不一定靠谱 图?做梦呢?
我要看图 我要看视频 我不要看 文字内容 你懂了吗? 我不要文字 不要文字,我就是觉得 我军很多东西 ...
你想想90年代到20世纪初的那帮军迷 有文都不一定靠谱 图?做梦呢?
我们在等好消息,希望不要让我们失望
无盐者 发表于 2016-5-3 18:11
你想想90年代到20世纪初的那帮军迷 有文都不一定靠谱 图?做梦呢?
以前想了解中国武器装备发展的信息,就只能看杂志的一个栏目“海外谈中国”。。。
一两年的杂志中都未必能出现一型中国的新装备,哪怕这装备还不是重大装备。
无盐者 发表于 2016-5-3 18:11
你想想90年代到20世纪初的那帮军迷 有文都不一定靠谱 图?做梦呢?
以前想了解中国武器装备发展的信息,就只能看杂志的一个栏目“海外谈中国”。。。
一两年的杂志中都未必能出现一型中国的新装备,哪怕这装备还不是重大装备。
反正发动机这一块经常听见,,取得巨大突破,,。。耳朵有茧子了
等上天后再说吧
等上天后再说吧
黎阳建三代中等推力航空发动机,项目在2013年年底批准,原计划今年年底前建成,现在推迟到明年年底以前 ...
40亿~100台~~~这太贵了点吧,就算是200台呢……也贵啊
40亿~100台~~~这太贵了点吧,就算是200台呢……也贵啊
kenazi 发表于 2016-5-3 18:18
40亿~100台~~~这太贵了点吧,就算是200台呢……也贵啊
往保守算的,算的是最低的可能性。
200台的话,可不算贵了,算是相当便宜了,也就300多万美元一台而已。
印度为LCA MK1买的F404-GE-IN20,一台差不多600万美元呢。。。
40亿~100台~~~这太贵了点吧,就算是200台呢……也贵啊
往保守算的,算的是最低的可能性。
200台的话,可不算贵了,算是相当便宜了,也就300多万美元一台而已。
印度为LCA MK1买的F404-GE-IN20,一台差不多600万美元呢。。。
楼主有心人,辛苦了
在回答媒体关于国产中推发动机何时才能装配在“枭龙”上出口时,中航技副总刘宇回答到:“很快,实际上国产发动机的整个试制、试验、试飞工作已经在紧锣密鼓的进行之中,那么应该说在1-2年之内就会得到满意的答案”。这与此次中航动力发布公告的时间点完全吻合。
枭龙的发动机,符合四代机标准吗?无语
枭龙的发动机,符合四代机标准吗?无语
这个总结得不错,顶楼主
往保守算的,算的是最低的可能性。
200台的话,可不算贵了,算是相当便宜了,也就300多万美元一台而 ...
印度是土豪,不能用他的采购价来参照-_-||
200台的话,可不算贵了,算是相当便宜了,也就300多万美元一台而 ...
印度是土豪,不能用他的采购价来参照-_-||
悃愊无华 发表于 2016-5-3 18:33
在回答媒体关于国产中推发动机何时才能装配在“枭龙”上出口时,中航技副总刘宇回答到:“很快,实际上国产 ...
当然不符合。。。
四代中推连型号立项都还没消息呢。。。
刘宇所说的在研发动机,应该是WS13改进型,推力9吨,今年定型。
在回答媒体关于国产中推发动机何时才能装配在“枭龙”上出口时,中航技副总刘宇回答到:“很快,实际上国产 ...
当然不符合。。。
四代中推连型号立项都还没消息呢。。。
刘宇所说的在研发动机,应该是WS13改进型,推力9吨,今年定型。
当然不符合。。。
四代中推连型号立项都还没消息呢。。。
推重比上10,否则FC31没有竞争力。如果有好的发动机,出口赚钱不是问题。
四代中推连型号立项都还没消息呢。。。
推重比上10,否则FC31没有竞争力。如果有好的发动机,出口赚钱不是问题。
dulituan73 发表于 2016-5-3 17:21
就算被扣分,我也要骂,你是傻逼!
就算被扣分,我也要骂,你是傻逼!
dulituan73 发表于 2016-5-3 17:21
不知版主何在
不知版主何在
悃愊无华 发表于 2016-5-3 18:54
推重比上10,否则FC31没有竞争力。如果有好的发动机,出口赚钱不是问题。
四代中推型号立项的前提是,需要配装此型发动机的战机先型号立项,比如像鹘鹰。
现在的S3-2技术验证机推比就已经到9了,而且还是在带矢量喷管的情况下。
如果现在四代中推型号立项,那在S3-2的基础上发展出的型号发动机,推比上10完全不是问题。
推重比上10,否则FC31没有竞争力。如果有好的发动机,出口赚钱不是问题。
四代中推型号立项的前提是,需要配装此型发动机的战机先型号立项,比如像鹘鹰。
现在的S3-2技术验证机推比就已经到9了,而且还是在带矢量喷管的情况下。
如果现在四代中推型号立项,那在S3-2的基础上发展出的型号发动机,推比上10完全不是问题。
如今造谣都不打草稿了啊
新结构,新气动居然还要上新发动机?
2116年能首飞么?
新结构,新气动居然还要上新发动机?
2116年能首飞么?
按现在流行的讲法 你一介屁民 又不姓赵 有图也不给看
给了也看不懂
给了也看不懂
楼主辛苦了。
这个水平给31初始型号也可以将就,超巡就暂时不考虑吧,20的初始型号推重比估计比这个都差一点。
这个水平给31初始型号也可以将就,超巡就暂时不考虑吧,20的初始型号推重比估计比这个都差一点。
Novyi 发表于 2016-5-3 19:07
如今造谣都不打草稿了啊
新结构,新气动居然还要上新发动机?
2011年的时候J10B的1035号原型机,在首架原型机首飞2年多之后,J10B还未定型的情况下,配装了全新的太行改发动机进行了首飞。。。
相比首飞的太行改,WS13改可不算什么新发动机,WS13改早在2012年2月就进行了首飞,今年就要定型了。。。
如今造谣都不打草稿了啊
新结构,新气动居然还要上新发动机?
2011年的时候J10B的1035号原型机,在首架原型机首飞2年多之后,J10B还未定型的情况下,配装了全新的太行改发动机进行了首飞。。。
相比首飞的太行改,WS13改可不算什么新发动机,WS13改早在2012年2月就进行了首飞,今年就要定型了。。。
muskeetor 发表于 2016-5-3 17:42
分析的很有道理,希望国产新发动机真的能如文章所预判的那样就好了!
主贴中的这篇文章中,其实错误很多。
比如说,作者认为2010年3月18日首次滑跑后就没有什么八股信息了,其实并不是如此,相关的八股信息有很多。
WS13是2010年3月18日首次滑跑,在一个月之后的4月18日进行了首飞,2014年设计定型。
而WS13改是在2012年2月13日进行的首飞,今年就将要定型了。
WS13改的核心机并没有进行修改,依然9级高压压气机,所以WS13改依然是4-9-1-1的结构,跟RD33/RD93没有区别。只不过4级风扇是新设计的,比原来的性能有所改进,再加上涡轮前温度的提升,使得推力达到了9吨。
而新一代的中推,因为没有装机对象,不能型号立项,目前只有技术验证机。
S3-2技术验证机使用624自研系列核心机中的20kg流量级核心机,整机结构为3-7-1-1,带矢量喷管,最大推力为9.8吨,推重比为9。
2008年年初项目启动,2011年完成出图,2012年研制出首台验证机整机。
另外,按国标来说,RD33的推重比仅仅只有6.6,配装枭龙的RD93,因为减寿增推,才刚达到了7。
至于改进型不管是毛子的RD-33MK,还是中国的WS13改,能达到7.5就算不错的了。。。
带矢量喷管推重比达到9的S3-2技术验证机,和RD33/93、WS13,完全有一代的差距。
S3-2技术验证机基本上都应用的是2008年以前的技术积累,如果现在四代中推能够立项,在S3-2的基础上发展型号整机,推力上11吨、推比上10完全不是什么问题。
muskeetor 发表于 2016-5-3 17:42
分析的很有道理,希望国产新发动机真的能如文章所预判的那样就好了!
主贴中的这篇文章中,其实错误很多。
比如说,作者认为2010年3月18日首次滑跑后就没有什么八股信息了,其实并不是如此,相关的八股信息有很多。
WS13是2010年3月18日首次滑跑,在一个月之后的4月18日进行了首飞,2014年设计定型。
而WS13改是在2012年2月13日进行的首飞,今年就将要定型了。
WS13改的核心机并没有进行修改,依然9级高压压气机,所以WS13改依然是4-9-1-1的结构,跟RD33/RD93没有区别。只不过4级风扇是新设计的,比原来的性能有所改进,再加上涡轮前温度的提升,使得推力达到了9吨。
而新一代的中推,因为没有装机对象,不能型号立项,目前只有技术验证机。
S3-2技术验证机使用624自研系列核心机中的20kg流量级核心机,整机结构为3-7-1-1,带矢量喷管,最大推力为9.8吨,推重比为9。
2008年年初项目启动,2011年完成出图,2012年研制出首台验证机整机。
另外,按国标来说,RD33的推重比仅仅只有6.6,配装枭龙的RD93,因为减寿增推,才刚达到了7。
至于改进型不管是毛子的RD-33MK,还是中国的WS13改,能达到7.5就算不错的了。。。
带矢量喷管推重比达到9的S3-2技术验证机,和RD33/93、WS13,完全有一代的差距。
S3-2技术验证机基本上都应用的是2008年以前的技术积累,如果现在四代中推能够立项,在S3-2的基础上发展型号整机,推力上11吨、推比上10完全不是什么问题。
楼主有心了,具体细节咱们也无从考证,也无需争论,只需等待就是了
zxphony 发表于 2016-5-3 18:21
往保守算的,算的是最低的可能性。
200台的话,可不算贵了,算是相当便宜了,也就300多万美元一台而 ...
那要换成鸡血版的414,三哥还不得破产?话说鸡血版414的LCA,数据挺漂亮的
往保守算的,算的是最低的可能性。
200台的话,可不算贵了,算是相当便宜了,也就300多万美元一台而 ...
那要换成鸡血版的414,三哥还不得破产?话说鸡血版414的LCA,数据挺漂亮的
zxphony 发表于 2016-5-3 18:21
往保守算的,算的是最低的可能性。
200台的话,可不算贵了,算是相当便宜了,也就300多万美元一台而 ...
自三代战斗机以来,一般观点认为一架战斗机的机体、航电、发动机各占成本的三分之一。就算是400万美元看,总成本也就1200万美元。
往保守算的,算的是最低的可能性。
200台的话,可不算贵了,算是相当便宜了,也就300多万美元一台而 ...
自三代战斗机以来,一般观点认为一架战斗机的机体、航电、发动机各占成本的三分之一。就算是400万美元看,总成本也就1200万美元。
4级风扇的新型改进型发动机?新个屌啊?过时成啥样了?技术落后的一逼!
以前讨论WS15的时候,有人爆料最后定案采用的还是3级风扇,多数人直说失望为什么不用最新的2级风扇,现在这4级风扇拿的出手?
4级风扇的新型改进型发动机?新个屌啊?过时成啥样了?技术落后的一逼!
怕冒技术风险,不然,WS13E是3711的结构,话说,S2一3在研制,犯不着花大精力攻进RD93
怕冒技术风险,不然,WS13E是3711的结构,话说,S2一3在研制,犯不着花大精力攻进RD93