渦扇-10
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| FWS-10 渦扇-10 渦輪扇發動機 | |
|---|---|
 2021年珠海航展上展出的渦扇-10發動機 | |
| 類型 | 單軸低旁通比帶後燃器渦輪扇發動機 |
| 原產國 |  中國 |
| 設計 | 瀋陽發動機研究所（代號「606所」） |
| 生產 | 瀋陽黎明航空發動機有限公司 |
| 首次試驗 | 1989年 |
| 生產年份 | 2006年 |
| 主要應用 | 殲-10戰鬥機 殲-11戰鬥機 殲-15戰鬥機 殲-16戰鬥機 殲-20戰鬥機 |
| 產量 | 800具以上 |
| 衍生自 | CFM56 |
| 衍生型 | 渦扇-15 渦扇-20 |
| 技術數據 | |
| 長度 | 4950毫米 |
| 最大直徑 | 1160毫米（外部最大直徑） |
| 淨重 | 1794.7公斤 |
| 壓縮機 | 雙軸流式，採用9級軸流式高壓壓氣機（壓比12，絕熱效率85），高壓壓氣機0～3級靜葉可調，5級後放氣，燃燒室是短環形帶氣動霧化噴嘴，高壓渦輪是1級軸流式，低壓渦輪是2級軸流式，加力燃燒室是V形加徑向混合型火焰穩定器，尾噴管是收斂－擴張可調噴管控制系統 |
| 燃燒室 | 鎳合金環狀燃燒室 |
| 渦輪 | 一級高壓、二級低壓 |
| 性能數據 | |
| 最大推力 | 89.17千牛頓（20,050英磅力）（中間推力）、132千牛頓（30,000英磅力） （最大加力推力）[1] |
| 耗油率 | 0.695Kg/daN·h（中間狀態耗油率）2.02-2.08kg/daN/h（加力耗油率） |
| 壓縮比 | >30 |
| 推重比 | 7.5（後燃推力） |
| 渦輪前溫度 | 1474℃ |
| 空氣流量 | 124.7kg/s |
渦扇-10，正式編號FWS-10[2]，代號「太行」，是由中國航空發動機集團瀋陽發動機研究所設計的軍用渦輪風扇發動機，研究過程長達近20年。起初中國最先在殲-11B/BS上全面使用渦扇10，隨後逐漸地替代AL-31發動機。[3][4]目前已部分配備在殲-11B/BS，殲-16[5]，殲-10B/C、殲-20A和殲-15B上。
歷史
[編輯]研發
[編輯]太行發動機的研發計畫可回溯至三機部主導1964年到1984年與殲-9等配套，最終一同終止研發的渦扇六發動機。雖然研發終止，但瀋陽黎明航空發動機廠仍在這十數年間多少儲蓄了開發渦輪扇發動機的技術人員。1987年，瀋陽發動機設計研究所（代號「606所」）開始研發渦扇-10[6]，原定作為1985年開始研製的新殲（日後殲10）動力來源。太行發動機核心機由對CFM-56II渦輪扇發動機的逆向工程而來，CFM56的技術則是自美國通用動力F101渦輪扇發動機改良而來。[7]早期開發人員試圖移植AL-31發動機的發動機控制裝置到太行發動機上，但發動機操控性能上無法通過考核；最終，瀋陽發動機設計研究所花費了近20年的時間自主研發了全權數字發動機控制技術。[8][6]
渦扇-10在開發中如何將CFM56改造成戰鬥機用的渦輪段，目前尚無公開資料說明；渦扇-10在1987年10月進入驗證機研製階段，1989年驗證機首次試車，1993年完成。1992年10月驗證機在一架由轟-6改裝的086號飛行台上開始測試，但解放軍並不滿意初期的太行發動機性能，606所因此在1997年研製強化動力的FWS-10A（內部簡稱10A） ，考慮將其作為殲-11和殲-10兩種戰機的動力，並申請了一架蘇-27戰鬥機作為試飛平台。1997年渦扇-10A的開發開始進行。2000年10月，624所高空台具有了大推力發動機的試驗能力，隨後開始高空台試驗。
生產
[編輯]渦扇10A發動機在2001年6月裝上由瀋陽飛機公司生產的殲-11戰鬥機實施首飛，解放軍在FWS-10研發過程撥用2架生產批號0004、0013的殲11供瀋陽發動機研究所測試，這2架戰機後續變更代號稱殲-11WS；2004年10月，生產批號0013的殲11WS測試時左發動機熄火，測試駕駛員成功降落；2005年5月11日，FWS-10A開始定型持久試車，2005年11月10日通過長久初始壽命試車，2005年12月28日完成定型審查考核。2006年宣稱即將進入量產，隨後在新出廠的殲-11B戰鬥機上陸續看見採用渦扇-10A的機型。發動機本體則在2008年中國國際航空航天博覽會中正式對外亮相，西方觀察家認為該發動機有AL-31同級表現。[9]。
2005年強行通過考核進入量產階段的FWS-10A原先預定供殲11B使用，2006年3月，首架換裝10A發動機的殲11B開始試飛，多次發生發動機葉片斷裂等重大事件。由於原型機測試仍有大量問題，前幾批次生產的殲11B仍然只能採用AL-31發動機。由於殲11B前幾批次太多缺乏發動機的空機滯留在瀋陽廠，林左鳴在2009年4月承認發動機遇到嚴重的品質問題[10]。
FWS-10A的測試直到2007年殲11BS原型機試飛時才逐步完成。2008年，FWS-10A首次於珠海航展對外展示。[8]2010年殲-11BS定型服役，FWS-10A的技術問題大致解決。然而，FWS-10A的生產工藝可能仍有問題，2010年時西方國家認為翻修循環為30小時，遠低於AL-31的400小時；該參數是否為真雖未得到證實，但外界可知的是2011年起確實瀋陽黎明航空發動機廠需要進行品質改善計畫，在未來相關品管提升下，FWS-10A聲稱壽命可望大幅改善。[11]
入役
[編輯]從殲11B第二批開始，渦扇-10被投入服役使用。2011年7月，成都飛機公司研發的殲-10B戰機被外界拍攝到換用FWS-10A發動機測試，2016年量產的殲-10C戰機也有被外界追蹤到相關測試型號，因渦扇-10初期版本投入使用量仍然非常少，一直等到渦扇-10解決生產質量問題，才逐漸能裝備，隨後幾年開始出現在解放軍各機型中[12]。
2018年珠海航展上1034號的殲-10B原型機，首次裝上帶有推力矢量噴管的太行發動機[13]。
2021年使用渦扇-10B發動機的J-10C服役，標誌著已經可以大部分國產。[14]2021年，匿蹤版本也被發現安裝在殲-20使用[15]，即匿蹤型渦扇-10C。該發動機的推力增強至147kN[16][17]，具備鋸齒狀噴嘴以提升匿蹤性能，且推力、壽命和可靠性都相較於AL-31F M2更高。該發動機配備於2019年後生產的殲-20上[16]。戰機專家魯普瑞特（Andreas Rupprecht）認為如果渦扇-10C成功量產使用，可以有效減少中國對俄羅斯發動機的依賴。[18]
渦扇-10海軍版本預計使用在海基的彈射型殲15上[19]。
衍生型
[編輯]根據上市公司網上公開資料顯示，截至2009年底，該發動機共衍生出A、B、C、D、G、H、X七種型號，[20]其中G、H兩型的生產日期在該報告發表之後。
根據申銀萬國的報告，各型號的參數如下：
| 型號 | 後燃推力 | 生產日期 |
|---|---|---|
| FWS-10A | 132kN | 2005年 |
| FWS-10B | 144kN | 2008年 |
| FWS-10C | 100kN | 2008年 |
| FWS-10D | 120kN | 2008年（定型） |
| FWS-10G | 155kN | 2009年 |
| FWS-10H | 125kN | 2010-2012年 |
| FWS-10X | 137.2kN | 2017年 |
海外軍事觀察家和美國情報部門則不按照瀋陽內部的分類方法命名，而是根據發動機推力和功能來區分。
| 型號 | 後燃推力 | 備註 |
|---|---|---|
| FWS-10A | 132kN | 改進自原型版WS-10，使用全權數字發動機控制技術。 [6][8] |
| FWS-10B | 137-144kN | 改進自WS-10A，可靠性和推力增強。該發動機裝備於J-10C戰鬥機上。[21][22][23] |
| FWS-10B-3 | 142kN | 改進自WS-10B，配備推力矢量技術。 [16]推力矢量的噴口的機制類似於奇異的軸對稱矢量排氣噴嘴（AVEN）以及普惠公司的俯仰-偏航平衡梁噴嘴（PYBBN）。 [24] |
| FWS-10C | 142-147kN | 改進自WS-10B的增強型發動機[17]，該版本具備鋸齒狀噴嘴以提升匿蹤性能，且推力和可靠性都相較於AL-31M2更高。該發動機配備於2019年後生產的殲-20上。[16][18] |
| FWS-10G | 155kN | 具備推力矢量技術，但最終未使用。 [25][6][25] |
採用的飛機
[編輯]參見
[編輯]相關開發
[編輯]相似引擎
[編輯]參考資料
[編輯]- ^ 張恩和. 对我国军用航空发动机发展的思考. 航空發動機. 2001, 0 (3): 2 [2023-07-08]. （原始內容存檔於2023-04-01）.
- ^ 谁持长剑倚太行：FWS-10A“太行”涡扇发动机. [2017-09-15]. （原始內容存檔於2019-10-14）.
- ^ 汉和:海航已装备歼11B战机 发动机产能跟不上. [2013-01-29]. （原始內容存檔於2012-10-27）.
- ^ 騰訊網：太行发动机不可靠 中国进口千台AL-31. [2013-01-22]. （原始內容存檔於2019-12-10）.
- ^ 殲-16太行引擎升級 改良尾噴管. [2021-09-29]. （原始內容存檔於2021-09-29）.
- ^ 6.0 6.1 6.2 6.3 Fisher, Richard, Jr. October Surprises In Chinese Aerospace. International Assessment and Strategy Center. 30 December 2009 [25 May 2015]. （原始內容存檔於2015年8月13日）.
- ^ Liming WS10A Taihang Engine. GlobalSecurity.org. 28 September 2014 [25 May 2015]. （原始內容存檔於2013-01-22）.
- ^ 8.0 8.1 8.2 Fisher, Richard. ANALYSIS: Can China break the military aircraft engine bottleneck?. FlightGlobal. 27 May 2015 [5 August 2015]. （原始內容存檔於10 June 2015）.
- ^ Saunders et. al: p.37
- ^ Saunders et. al: p.44
- ^ Jet Engine Development in China: Indigenous high-performance turbofans are a final step toward fully independent fighter production. [2017-09-15]. （原始內容存檔於2020-12-05）.
- ^ 国产“太行”发动机40年心路历程——从不太行到终于还行. [2021-09-29]. （原始內容存檔於2021-10-26）.
- ^ 太行發動機終於行了？ 半隱形殲-10C裝上渦扇-10開始量產. [2021-09-29]. （原始內容存檔於2021-09-29）.
- ^ 安裝本土製發動機的殲-10 正式進入陸空軍服役. [2021-09-29]. （原始內容存檔於2021-09-29）.
- ^ 全新鋸齒尾噴管增強後向隱身 首架裝陸產心臟殲-20服役. [2021-09-29]. （原始內容存檔於2021-09-29）.
- ^ 16.0 16.1 16.2 16.3 Hunter, Jamie. China's Enhanced J-20B Stealth Fighter May Arrive Soon, Here's What It Could Include. The Drive. 20 July 2020 [25 September 2020]. （原始內容存檔於2020-09-14）.
- ^ 17.0 17.1 Waldron, Greg. Chinese airpower reaches for the big leagues in 2021. FlightGlobal. 17 December 2020 [14 January 2021]. （原始內容存檔於2021-10-11）.
- ^ 18.0 18.1 Rupprecht, Andreas; Giovanzanti, Alessandra. Airshow China 2021: Chinese air force displays J-20A powered by domestic engines. Janes. 29 September 2021 [2021-10-25]. （原始內容存檔於2021-12-20）.
- ^ 弹射型歼15再次公开露面 换装国产太行发动机(图). [2021-09-29]. （原始內容存檔於2021-09-29）.
- ^ 李曉光. 航空动力（600893）：航空发动机整合平台登陆A股，合理价格6.3-7.6元 (PDF). 申銀萬國: 8. 2008年11月18日 [2011年1月11日]. （原始內容 (PDF)存檔於2009年7月4日）.
- ^ Chan, Minnie. Why China’s first stealth fighter was rushed into service with inferior engines. South China Morning Post. 10 February 2018 [2019-07-03]. （原始內容存檔於2021-04-19）.
- ^ China’s J-10 comes of age with indigenous engine. flight global. 21 May 2021 [2021-10-25]. （原始內容存檔於2021-05-25）.
- ^ China's J-10C Fighter jet with Domestic WS-10 Taihang Engine Enters Air Force Service. defenseworld. 14 May 2021 [2021-10-25]. （原始內容存檔於2021-12-30）.
- ^ Tate, Andrew. Image suggests China may be testing thrust-vectoring engine on J-10 fighter. Jane's Defence Weekly. 5 January 2018 [2019-07-03]. （原始內容存檔於2018-11-11）.
- ^ 25.0 25.1 Saunders et al.，第45頁
參考書目
[編輯]- Phillip C. Saunders 與 Joshua K. Wiseman. Buy, Build, or Steal: China’s Quest for Advanced Military Aviation Technologies (PDF). Chinese Strategic Perspectives (Institute for National Strategic Studies, 美國國防大學). 2011年12月, (4) [2021年8月24日]. （原始內容存檔 (PDF)於2021年5月12日）.