歼20搭载涡扇15发动机进行测试(歼20御用发动机涡扇15批产交付)(1)

近日,军迷们苦等为伊消得人憔悴的歼20御用发动机涡扇15批产交付,为歼20注入一针强心剂,亮眼的性能将助力歼20制霸蓝天,横扫Fxx等F开头的一系萌鸡小队,威龙在天,猛禽见了也得变萌鸡。

歼20搭载涡扇15发动机进行测试(歼20御用发动机涡扇15批产交付)(2)

一款世界顶流的发动机,造价早就突破千万级美元/台,工业皇冠上的明珠的称呼名副其实。如何降低战斗机使用期间的费效比就成为航空大国研制装备的思路之一。

歼20搭载涡扇15发动机进行测试(歼20御用发动机涡扇15批产交付)(3)

苏27

90年代我国引进的苏27,机体寿命3000小时,AL31F发动机300万美元一台,寿命900小时,首翻时间300小时,一架飞机寿命周期需消耗3-4台发动机,成本不菲。

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F15

在歼10大批量服役后,第一批苏27基本寿终正寝,逐步退役,只服役了25年左右的时间,而日本八十年代生产的F15,却使用至今,已有40余年,可以看出,苏系飞机相较美系虽然便宜,但是全寿命周期成本并不低,所以,我国在研制第三代战机时设计标准借鉴欧美标准。歼10机体寿命6000小时,后续改型歼10B、C系列据说已达8000小时,按每年200小时的训练时间来算,可以使用30-40年,基本达到换代时间。如果发动机设计寿命过短,一台飞机全寿命周期将消耗更多发动机,储备的备用发动机也将水涨船高,代价巨大。所以,发动机设计寿命和飞机机体保持一致,可以有效降低战斗机全寿命周期的费效比。

歼20搭载涡扇15发动机进行测试(歼20御用发动机涡扇15批产交付)(5)

航空发动机工作模拟

航空发动机的寿命主要取决于热端部件,比如高压涡轮叶片,不但要承受极高的温度,还要承受高压气流冲击和高速旋转带来的离心力,寿命是发动机各部件最短的。涡扇15使用了我国新研制的第三代单晶高温合金叶片和陶瓷基复合材料涂层,外加气膜冲击冷却技术,使涡轮可以在2000K的高温燃气中工作,这已经接近机械和材料的极限了,涡扇15带来高推力增益的同时可靠性和热端寿命也受到严峻考验。不过热端部件寿命和涡前温度有明显的对应关系,比如下图为某款航空发动机的寿命温度曲线,可以看出,当涡前温度为1420K时,寿命不足500小时,如果把温度将至1300K,寿命将突破8000小时,所以,发动机也不能一味只追求高涡轮前温度,高推力,在推力和寿命之间做出最佳平衡才是上策。

歼20搭载涡扇15发动机进行测试(歼20御用发动机涡扇15批产交付)(6)

某型发动机涡轮温度和寿命曲线

歼20是我国第一款四代机,1.4亿美元的造价堆积着我国机械、材料、电子各系统的顶级技术,由于3D打印、激光增材、超材料等尖端科技的加持,机体寿命将达8000小时以上,所以,涡扇15寿命也在同样级别,使四代机在全寿命费效比大大降低,可以大规模列装使用。

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