第5代变循环发动机,直接用了某15的核心机?

2023-07-01 23:14:22   

第4代大推力涡扇的成功装机首飞,可以算是军用推力平台首次达到了全球领先水平,毕竟在已经实际装机的全球所有战机发动机中,还没有任何一种让35吨级的重型隐身机可以用200米的距离就当即拉起,然后大仰角蹿升到上万米的高度。而这种巨大的成功,也为今后的系列化发展打开了超级战略窗口。因为第4代军用大涡扇的核心机非常先进。今后既可以用作大直径非加力涡扇发动机的核心机部分,也可以直接用来开发更先进的第5代自然变循环发动机。某15的核心机,被认为其涡轮前进气温度首次超过了2000K。比绝大多数第3代涡扇,甚至其升级版都高出了200K以上。行业内一般按照涡轮前温度每提高80K左右,那么发动机的最大推重比就会提高至少1个单位。这也是第4代涡扇;



由第3代大推推重比8到8.5,直接提高到10到11的核心原因之一。当然涡轮前温度敢提高200K以上,主要在于燃烧室与涡轮部分,不论是基本设计还是基础材料,都有了本质性的提高。否则到了一定的温度与压力极限,即使想再提高10K都是很困难的。毕竟2000K的高温,已经早就超过了大部分普通金属材料的固定熔点。在有极端耐高温高压,性能先进的第4代核心机的情况下,如果还能解决大直径主风扇的设计与材料问题,那么3.5米直径、35吨级推力以上的最大直径涡扇发动机的这个最后的航发高地也会被最终攻克,那么整个航空体系将进入全球一流的自由境界。至于下一代的自然变循环发动机,也可以直接采用15的核心机。根本原因在于第4代涡扇除了涡轮前温度到目前最高之外。还在于,



整个压气机系统与轴系都是大为简化。比如绝大多数普通第3代涡扇,都有5到6组压气机,而第4代涡扇只需要最多4组更高效的压气机就够了。压气层级的减少,不但提高了系统的整体可靠性;还为下一步的设计变形打好了基础。自然变循环发动机根本原理就是要把外涵道的冷气流,直接引入内涵道的燃烧室进行燃烧做功,而且也直接降低了经过多级涡轮之后的喷气温度,这样从热力学上,也有更好的燃烧热交换效率。而随着发动机推力的迅猛提高,作为装机型号的飞行速度也越来越快,最终很自然的就会普遍到2.5马赫以上,这样就会产生冲压燃烧现象。也就是原则上不需要任何多级压气机,就可以让外界的气流在燃烧室内猛烈燃烧做功。因此3代发动机的5到6组压气系统。




在高空高速下反倒风车阻力很大。最终5代变循环发动机可能只需要3组压气就够了,因为一旦超巡到2.2马赫以上,就有开始进入冲压燃烧的苗头。如果采用15的核心机,那么预计两者的研发成功时间差,最多也就是以月计算!