航展动力印象
2019-01-11吴逊眉
眼镜蛇机动、落叶飘机动、赫伯斯特机动,歼10B推力矢量验证机一气啊成地完成了多个经典的过失速机动飞行动作,我国第一款国产推力矢量发动机霸气亮相!惊艳流畅的表演技压群机,燃爆航展现场!这标志着我国推力矢量技术攻关取得了重大突破,中国航空发动机技术实现了跨越式发展。接下来请大家跟随我一起,掀开本届航展上发动机明星们的神秘面纱吧。
C位明星:歼10B推力矢量验证机
对于在航展上牢牢占据C位的航展明星——歼10B推力矢量验证机,带着航迷、军迷们的众多疑惑,我们请教了发动机专家、《航空学报》主编孙晓峰教授和飞机设计专家高正红教授,希望给读者朋友们一些初步认知。
专家视点一:加装了推力矢置发动机,使歼10B增强了战斗力。
对于安装推力矢量发动机的飞机而言,在总体设计上,主要是采用飞发一体化的设计方式。只有在操控面气动失效的情况下,才用推力矢量来控制飞机姿态。所谓气动失效,就是在大攻角、大机动的情况下,气动控制面会发生气流严重分离,从而丧失控制作用的现象。安装了推力矢量发动机的飞机,飞行包线有一个非常大的提升,特别是在它左边界上包线的改善,使得飞机的操控能力大幅增强,让飞机能够在原来不可能飞行的区域实现飞行,同时能很灵活地操控飞机,使飞机的转弯半径减小一个数量级。歼10B加装了推力矢量喷管以后最大的优势在于姿态控制更方便,飞机的转弯半径更小,飞行更机动灵活。对于战斗机来说,可以大幅提高飞机的机动能力,从而增强其战斗力。在歼10B单发飞机上加装矢量喷管,难度很大,且极具挑战。专家分析,之所以选择歼10B飞机试验推力矢量发动机,可能是因为歼10已经成为我国空军最大的主力机队,具有丰富的飞机资源。
专家视点二:单发和双发飞机都可以加装推力矢量发动机。
歼10B单发战斗机成功地使用了推力矢量发动机,那么推力矢量发动机是否可以在双发飞机上安装呢?答案是肯定的。专家介绍,美国的F-22飞机,安装的就是两台F119矢量发动机。有了矢量发动机以后,可以把隐身做得更好,且不用装鸭翼。飞机能在大迎角、做大姿态动作的时候,保持良好的机动特性,操控运行更加平稳。有了推力矢量,飞机的气动布局更加灵活,设计的空间更大,飞机和发动机能够更加有机地配合起来,从而突破采用普通发动机时,很多气动布局和结构设计方面的限制,让飞机飞得更漂亮更好!
专家视点三:提高成熟度是今后歼10B推力矢置验证机重要的任务。
歼10B加装推力矢量发动机,说明我国在这项技术上实现了重大突破。专家指出,验证机主要是验证一项技术,考察其成熟度,把一项实验技术工程化是极具开拓性和挑战性的过程。专家介绍,发动机尾喷管方向的变化是靠机械传动来实现的,这个机械装置的可靠性是所有航空发达国家研究矢量发动机的一个重点和难点。所以,在推力矢量发动机成功投入使用之前,大量的精力和金钱是花在热端部件的机械调控装置上面,并且需要对整个发动机做大量的可靠性验证。接下来就是可靠性和寿命问题,提高它的成熟度是今后的重要任务。歼10B加装推力矢量发动机初步取得成功后,后续还会有不同的推力矢量喷管的研究和应用。随着飞机先进性的不断提高,比如像已经投入使用的歼20,中国需要一种推力更大、性能更高的发动机。到那时,我们才可以骄傲地说,我们有了媲美F-22、F-35同样类型的第四代战斗机体系。
实习编辑:吴逊眉
Tips1
环保高手:齿轮传动式涡扇(GTF)发动机
本届航展,普嘉公司的齿轮传动式涡扇(GTF)发动机是随“大鲨鱼”涂装E190-E2飞机参展的。GTF发动机自2016年初投入服役以来,其环保高手的身份备受称赞一一显著减少受监管排放并缩小噪音轨迹。极大地减少了市区周边的噪音,同时也给飞机上的乘客带来更好的乘机体验。这对机场周边的居民来说,实在是个大好消息。再说燃油方面,节油的GTF发动机使燃油消耗降低了两位数!目前。全球30家运营商超过280架飞机由GTF发动机提供动力.运营商也因此取得了较好的经济效益。
Tips2
推力矢量发动机的基础:“太行”发动机
中国航发展台展出的另一个国产大件儿一一“太行”发动机,是我国第一台具有自主知识产权的大推力加力式涡轮风扇发动机,也是我国第三代主战飞机的配套动力装置。当然,众所周知,它是歼10B所用推力矢量发动机的前身,推力达到12000KGF-14000KGF(千克力9.8N/Kg)。推力越高,发动机涡轮叶片承载的空气负荷就会越大。因此,发动机寿命的最关键因素之一是发动机的涡轮叶片寿命。
应用在太行发动机上的第三代单晶材料涡轮叶片。采用了双层壁冷结构,提供更好的冷却效果,叶片寿命也大大增加。“太行”发动机目前主要应用于我国第三代高性能歼11B战斗机及歼16战斗机.凭借其先进的技术、精确的材料运用.为国产发动机及空军战斗机做出了杰出的贡献。不由得感叹一句,太行,你真的太行啦!
Tips3
巨无霸:AEF3500宽体客机发动机验证机
说完了大明星,咱们来看看本届航展航发方面的另一个关注点。本届珠海航展,中国航发展台近1300平方米。不瞒您说,我一走到中国航发的展台,就被这台“巨无霸”发动机一一AEF3500涡扇发动机吸了睛,中国制造的史上推力最大发动机名不虚传!首先让我们从外形上来看:亮眼的金属外壳、精密的构造……就从一众展品中脱颖而出。然后在来解读—下“巨无霸”的名字:AE表示航空发动机(Aero Englne),F表示风扇(Fan),后面的编号乘以10代表推力,所以,其推力竟達到35吨!再看内在,低燃油消耗、低排放、低噪音、高可靠性、长使用寿命、低维护成本!由此可见,这台“巨无霸”是一款十分环保、以配装双通道远程宽体客机为目标的大涵道比涡扇发动机。有了它,中国未来大型民机才有澎湃的心。