官宣！歼-20型战斗机用上了国产发动机，FWS-15“珠峰”发动机何时才能装机？

点击：  作者：我是大伊万    来源：航空制造网微信号  发布时间:2022-01-22 10:16:34

 

昨天，在新华社微博发布的“新青年”微博视频中，中国空军歼-20型战斗机的副总设计师龚峰首次出镜，向大家讲述歼-20型战斗机“换发”的故事。这既是航空工业首次“官宣”歼-20型战斗机换装国发，也是对歼-20型战斗机作为中国空军“空战之王”的一次充分肯定。

 

2011年1月11日下午1点11分，歼-20一飞冲天

 

 

那么，从龚峰设计师的演讲看，到底讲了哪些内容，歼-20型战斗机的换发工作，有哪些细节值得解读呢？大伊万认为，在经过了数年的争论后，歼-20型战斗机配备的航空发动机、包括歼-20的“换发路线”，目前已经基本清晰：即最早的俄制发动机，中期的国产“太行”发动机，当下正在试飞的“太行”某改进型，在未来则可能会换用最新的第四代航发。

 

最早的俄制发动机

 

歼-20型战斗机使用的第一种航空发动机，也就是2011年首飞的718工程验证机和2014年首飞的歼-20型战斗机真正的原型机，包括最早的一批、列装空军航空兵“王海大队”的那些歼-20战机。尽管这么多年来一直有传闻，说这些飞机使用的是国产“太行”和俄罗斯AL-31FN的“合体”，甚至传说这些飞机直接用上了所谓“早期版”的FWS-15发动机，但从龚峰副总师的讲述来看，这段公案可以告一段落：早期的歼-20用的正是“俄发”。

 

2001号原型机

 

 

平心而论，AL-31FN-M1（99M1）型发动机相比苏-27战机配备的AL-31F型发动机，在部分性能上有所提高：

 

俄制AL-31F型发动机

 

 

一是换用了发动机风扇叶片，将风扇直径从905毫米增加到了924毫米，提高了进气流量；

 

二是重新设计了4级低压段和9级高压段，改进了发动机燃气涡轮效率；

 

三是换用了全权限发动机数控模块，替换了AL-31F的机械+模拟电控模块；

 

四是换用了新型启动机，改善了发动机高高原机场启动性能；

 

五是引入了新的寿命计算方法，在热端部件上提高了AL-31FN-M1型发动机的使用寿命。

 

 

 

经过改进后，AL-31FN-M1的台架军推、台架加力推力和台架推重比相比AL-31F均有提升，而国内在引入AL-31FN-M1型发动机后，还专门进行了针对性的技术改进，使其整体性能有了一定程度的“再提高”，更能够适应歼-20型战斗机的技术需要。

 

 

 

但是，AL-31FN-M1型发动机的性能尽管已经超过了美F-100-PW220型发动机，可它在第三代大推力航空发动机中，并不是一款多先进的型号。从龚峰副总师的讲述中，可以看出歼-20型战斗机为了“适应”AL-31FN-M1型发动机，在战机的飞行性能上，是做了较大取舍的。

 

 

 

毕竟从设计的角度来看：

 

AL-31FN-M1型发动机的总体结构相比AL-31F型发动机并没有太大的改善（即使到了AL-41FS也是如此），4级低压段和9级高压段的设计，放在现在已经是个落后设计了。该型发动机每一级的级压比较低，有大量的潜力没有释放出来，13级高低压段结构复杂，导致高低压涡轮工况恶劣，给发动机的可靠性带来了比较大的影响，可能会极大地影响飞机的出动效率；

 

美制F-100-PW220型发动机

 

 

而从航发性能的角度上看，AL-31FN-M1型发动机的台架加力推力尽管到了13200千克，但实机实飞时，性能表现才刚刚超过美军八九十年代的F-100-PW220。该型航发主要的优势在于高空推力包线较好，但中低空推力包线有明显的不足，在很大程度上影响了歼-20型战机的中低空机动性。

 

 

 

而从伺服系统、辅助系统的角度来看，由于AL-31FN-M1型发动机的整体功率有限，配套的涡轮发电机功率也比较小。用在三代半战斗机上的时候，发电功率是够用的，但歼-20型战斗机作为一款第四代战斗机，不仅安装有大阵面有源相控阵火控雷达，还安装有综合化的电子对抗设备，分布式孔径设备等，单靠两台AL-31FN-M1上配套的发电机，在全机电能上是有缺陷的。电能上的缺陷，将让歼-20型战斗机在使用全机电抗设备时，受到一定的限制。记得几年前国外有军事分析人员分析歼-20型战斗机在电抗系统的性能上，可能相比F-35系列战斗机尚有差距，现在来看并非是空穴来风。

 

FWS-10“太行”发动机

 

为此，歼-20型战斗机在2014年完成“2011”号原型机的试飞后，为该机更换国产航发的工作已经展开，其成果就是龚峰总师明确提到、在2021年珠海航展上首次亮相、使用了黑色锯齿形发动机尾喷管的歼-20“国发版”。

 

换装国产“太行”发动机的歼-20（图源：冰熊雪鱼）

 

 

相比还在使用俄制AL-31FN-M1型发动机的早期歼-20型战斗机，龚峰副总师首次披露，歼-20“国发版”在总体设计上有了较大的改变，相比使用俄发的“老歼-20”，使用国产发动机的完全可以被称为“新歼-20”。

 

 

 

根据龚峰总师披露的信息，“新歼-20”在机体结构、全机油路电路上都进行了重大的技术状态改进。这很好理解：就拿机体结构来说，AL-31FN系列发动机的安装边和FWS-10系列发动机不尽相同，发动机的风扇叶片直径也不相同，仅仅是这两项，就需要对歼-20型战斗机的发动机短舱进行重新设计，重新设计安装边和紧固件，扩大或减少发动机短舱的直径；

 

 

 

又比如FWS-10航发的台架推力相比AL-31FN-M1有一定程度的提高，使得歼-20型战斗机的飞行性能有了一定程度上的提升，飞行时的机体动压与“老歼-20”不太一样，可能需要重新进行风洞吹风，甚至对机体结构进行加强。至于全机的油路、电路，那就更好理解了，毕竟是新发动机，对油路进行重新设计属于基操，而在配备新航发发电机的情况下，机体的电路当然也要重新排布。

 

FWS-10改进型

 

换用了FWS-10某改进型发动机后，按照龚峰副总师“官宣”的消息，歼-20型战斗机的潜能才得到了极大的释放。

 

 

 

毕竟首先，从航发本身的性能来看，咱们自己的FWS-10型发动机某改进型，在主要技术性能上，相比AL-31FN-M1是具备比较大的技术优势的：

 

一是台架军推、台架加力推力更大，推力包线设计也更为合理，有消息称相关数据已经能够和通用电气F-110-GE132相提并论；

 

二是发动机使用了国产某全权限电控模块，与歼-20型战斗机的飞控、航发一体化匹配要超过俄制发动机，使用效率更好；

 

三是发动机的可靠性、勤务性等相比俄制发动机、包括早期的FWS-10发动机都有了较大的提升，除了降低维护难度，更可以提升歼-20战斗机机队整体妥善率。

 

 

 

为此，换用了国产FWS-10某改进型的歼-20型战斗机，相比早期的那些数量比较有限、算是“迈进了四代机门槛”的歼-20型战斗机，才能被称得上是第四代战斗机的“完全体”：

 

 

 

首先是机动性得到了极大的提高，除了飞行包线右侧高空高速段的机动性得到了继续保持，在中低空、低速段的机动性还得到了进一步的拓展，这为歼-20成为我军的“空战之王”创造了条件；

 

其次是全机的能源尤其是电力分配更为合理，两台国产FWS-10发动机提供的充沛电能，为歼-20型战斗机在空战中“无忧虑”同时使用全机机载火控、航电设备创造了有利条件；

 

 

 

再次还可以在一定程度上保证战机的红外波段隐身性能，毕竟FWS-10的某改进型使用了复合材料尾喷管、锯齿形喷管末端结构和引射式喷管，有一定的可能性增加了气冷系统，虽然对航发的整体重量有一定的影响，却在更大程度上改善了战机的后半球红外隐身性能。

 

 

 

综上，按照龚峰副总师的说法，歼-20型战斗机在换用了国产新一代航空发动机之后，它的飞行性能、战术性能更强了，更能被称为是一架优秀的第四代重型战斗机了。

 

下一代发动机

 

当然，在目前的情况看，歼-20型战斗机在航发上的改进工作并未结束，既然龚峰副总师已经“官宣”了歼-20使用的FWS-10型航发的改进型，那么也就意味着下一代航发已经在路上了。至于该型航空发动机到底是什么，是可以“摇头”的某改进型，还是军迷们万众期待的另外一个全新的型号，还需要等官宣。

 

三元矢量发动机

 

 

总之，毋庸置疑的是，在“十四五”期间，歼-20型战斗机在航空发动机上，大概率还要迎来两次技术状态飞跃，在完成“第三次飞跃”后，估计歼-20型战斗机的性能将真正达到巅峰水平，真正做到在空战中力压F-22A型战斗机，让我们共同期待那一天早日到来。

 

 

 

 

文章来源于军武速递 ，作者我是大伊万