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警报响起!日本航空发动机正在超过中国

兵工科技 2018-07-03 15:59:58 阅读:

警报响起!日本航空发动机正在超过中国

图注:日本方面公布的XF9-1大推力发动机的资料

据日本防卫省防卫装备厅2018年6月29日消息,负责日本第五代战斗机F-3装机发动机研制的石川岛播磨重工于当天交付了第一台大推力涡扇发动机XF9-1的原型机。这不但意味着日本在大推力航空发动机领域迈出了关键性的一步,也使得日本自研第五代战斗机项目“露出曙光”。对比中国第一代大推力军用涡扇发动机“太行”,XF9-1从设计平、性能指标等方面实现全面赶超,日本航空发动机实力的迅速提升,值得警惕!

第五代发动机参数瞄准F119,纸面性能世界顶尖

从日本防卫省防卫装备厅陆续公布的XF9-1发动机的参数来看,其最大推力约为15吨,涡轮前燃温度约为1800摄氏度,高于F119-PW-100发动机的1960K(开尔文),发动机总长度约为4.8米,发动机入口处直径约为1米,军用推力(不开加力最大推力)约11吨。

可以看到,日本XF9-1发动机的各项性能指标,都瞄准了F-22的装机发动机,当今最强的F119发动机。值得注意的是,XF9-1虽然在最大推力上略逊于F119(F119最大推力15.9吨),但在尺寸和重量上也小于F119(F119直径1.2米,长度5.16米),因此XF9-1的推重比不低于F119,也达到了9以上,是不折不扣的第四代大推力发动机,比中国国产发动机“太行”、俄罗斯的AL-31F和美国F110等先进了一代。同时XF9-1的涵道比,也不比F119大,非常适于高速战斗机使用。

而且更值得注意的是,能够把发动机做得比F119还小还短,说明日本人在发动机设计上采取了很多新技术,譬如很可能采用了GE在F120发动机上的涡轮转子对转技术,以减少复杂的组件结构,缩短发动机长度,减轻发动机重量。从这点看,日本在航发总体设计和技术创新上,取得了突破性的进展,甚至有部分新技术和新结构已经超过了美国F119的水平,其结构,有可能比3611(三级风扇+六级压气机+单级高压涡轮+单级低压涡轮)还要先进。把航空发动机做得越短越轻性能还越强大,是所有航空发动机人的理想,但推力大、个头还小的发动机可不是那么容易就能做出来的。

以往日本在发动机领域以热端部件研发能力著称于世,现在看来,在其最为薄弱的航发总体设计研发领域,日本也开始补齐短板,进军世界第一梯队。

此外,值得注意的是XF9-1在涡轮前燃温度上超过了美国F119,这其实并不意外,因为在涡轮单晶叶片和热端部件研制上,日本本来就具备世界领先的水平。涡轮前燃温度是航空发动机的标志性性能参数,该温度越高,意味着发动机燃烧能量越大、推力能做得越高。

总体看,XF9-1纸面性能世界领先,不逊于美国F119发动机,完全达到了第五代发动机水平!

新发动机处于样机试验阶段

据公开资料显示,日本研制XF9-1核心机是在2013年,2015年开始样机的研制组装生产工作,2018年6月首台整机下线。

从发动机研制规律来看,一般都要经过1,核心机研发;2,样机研发生产;3,样机试验,包括地面试验、高空台试验、飞行试验平台试飞乃至于目标机装机试飞;4,定型列装等阶段。

这次XF9-1整机面世,表明XF9-1的样机研发生产完毕,即将进入地面试验的这一阶段。而传说中与XF9-1处于同一水平的中国“峨眉”WS-15第五代发动机,由于处于严格保密状态,进度尚不清楚。而俄罗斯的“产品30”,则已于2017年12月完成了安装在目标机苏-57上的首飞。可以看出,日本XF9-1的进度比俄罗斯落后,但可能已经不比中国落后。

此前日本在发动机材料、热端部件等核心零部件水平上处于世界顶尖水平,而在整机研发上水平欠缺。现在日本迅速弥补短板,在整机研制上迎头赶上。由于其在航空发动机基础研究领域,特别是材料、工艺和核心机零部件上本来积累就很雄厚,本就大大领先于中国,现在弥补了整机研发经验上的短板后,日本航空发动机的综合实力将要领先于中国。

结语

航空发动机作为战斗机的心脏,在军事航空领域占据最核心位置,这次日本成功研制XF9-1大推力涡扇发动机,等于是给正在进行的日本第五代重型隐身战斗机F-3项目注入的一针强心剂,XF9-1如果能在2025年左右进行装机试飞,那么F-3战斗机极有可能在2030年左右研制定型。日本航空发动机工业在基础研究领域“厚积薄发”、迅速实现对先进国家的赶超,其发展值得中国航空发动机工业学习和警醒。这告诉我们一个真理,航空发动机要搞好,只有夯实基础,打牢根基,才谈得上跨越式发展、弯道超车,才能实现技术赶超。

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