涡扇-10
涡扇-10，正式编号FWS-10[2]，代号“太行”，是由中国一航沈阳发动机设计研究所设计的军用涡轮风扇发动机，研究过程长达近20年。起初中国最先在歼-11B/BS上全面使用涡扇10，随后逐渐地替代AL-31发动机。[3][4]目前已部分配备在歼-11B/BS，歼-16[5]，歼-10B/C、歼-20A和歼-15B上。
| FWS-10 涡扇-10 涡轮扇发动机 | |
|---|---|
| |
| 2021年珠海航展上展出的涡扇-10发动机 | |
| 类型 | 单轴低旁通比带后燃器涡轮扇发动机 |
| 原产国 |  中国
|
| 设计 | 中国一航沈阳发动机设计研究所 |
| 生产 | 中国航发沈阳黎明航空发动机 |
| 首次试验 | 1989年 |
| 生产年份 | 2006年 |
| 主要应用 | 歼-10战斗机 歼-11战斗机 歼-15战斗机 歼-16战斗机 歼-20战斗机 |
| 产量 | 800具以上 |
| 衍生自 | CFM56 |
| 衍生型 | 涡扇-15 涡扇-20 |
| 技术数据 | |
| 长度 | 4950毫米 |
| 最大直径 | 1160毫米（外部最大直径） |
| 净重 | 1794.7公斤 |
| 压缩机 | 双轴流式，采用9级轴流式高压压气机（压比12，绝热效率85），高压压气机0～3级静叶可调，5级后放气，燃烧室是短环形带气动雾化喷嘴，高压涡轮是1级轴流式，低压涡轮是2级轴流式，加力燃烧室是V形加径向混合型火焰稳定器，尾喷管是收敛－扩张可调喷管控制系统 |
| 燃烧室 | 镍合金环状燃烧室 |
| 涡轮 | 一级高压、二级低压 |
| 性能数据 | |
| 最大推力 | 89.17千牛顿（20,050英磅力）（中间推力）、132千牛顿（30,000英磅力） （最大加力推力）[1] |
| 耗油率 | 0.695Kg/daN·h（中间状态耗油率）2.02-2.08kg/daN/h（加力耗油率） |
| 压缩比 | >30 |
| 推重比 | 7.5（后燃推力） |
| 涡轮前温度 | 1474℃ |
| 空气流量 | 124.7kg/s |
历史 编辑
漫长开发 编辑
太行发动机的研发计划可回溯至三机部主导1964年到1984年与歼-9等配套，最终一同终止研发的涡扇六发动机。虽然最终没有成功，但沈阳黎明航空发动机厂仍在这数十年间多少储蓄了开发涡轮扇发动机的技术人员。1987年，涡扇-10由沈阳发动机设计研究所（后改称606所）负责启动研发计划[6]，原定作为1985年开始研制的新歼（日后歼10）动力来源。太行发动机核心机由对CFM-56II涡轮扇发动机的逆向工程而来，CFM56的技术则是自美国通用动力F101涡轮扇发动机改良而来。[7]早期开发人员试图移植AL-31发动机的发动机控制装置到太行发动机上，但发动机操控性能上无法通过考核；最终，沈阳发动机设计研究所花费了近20年的时间自主研发了全权数字发动机控制技术。[8][6]
涡扇-10在开发中如何将CFM56改造成战斗机用的涡轮段，目前尚无公开资料说明；涡扇-10在1987年10月进入验证机研制阶段，1989年验证机首次试车，1993年完成。1992年10月验证机在一架由轰-6改装的086号飞行台上开始测试，但解放军并不满意初期的太行发动机性能，606所因此在1997年研制强化动力的FWS-10A（内部简称10A） ，考虑将其作为歼-11和歼-10两种战机的动力，并申请了一架苏-27战斗机作为试飞平台。1997年涡扇-10A的开发开始进行。2000年10月，624所高空台具有了大推力发动机的试验能力，随后开始高空台试验。
生产延宕 编辑
涡扇10A发动机在2001年6月装上由沈阳飞机公司组装的歼-11战斗机实施首飞，解放军在FWS-10研发过程拨用2架生产批号0004、0013的歼11供606所测试，这2架战机后续变更代号称歼-11WS；2004年10月，生产批号0013的歼11WS测试时左发动机熄火，测试驾驶员成功降落；2005年5月11日，FWS-10A开始定型持久试车，2005年11月10日通过长久初始寿命试车，2005年12月28日完成定型审查考核。2006年宣称即将进入量产，随后在新出厂的歼-11B战斗机上陆续看见采用涡扇-10A的机型。发动机本体则在2008年中国国际航空航天博览会中正式对外亮相，西方观察家认为该发动机有AL-31同级表现。[9]。
2005年强行通过考核进入量产阶段的FWS-10A原先预定供歼11B使用，2006年3月，首架换装10A发动机的歼11B开始试飞，多次发生发动机叶片断裂等重大事件。由于原型机测试仍有大量问题，前几批次生产的歼11B仍然只能采用AL-31发动机。由于歼11B前几批次太多缺乏发动机的空机滞留在沈阳厂，林左鸣在2009年4月承认发动机遇到严重的品质问题[10]。
FWS-10A的测试直到2007年歼11BS原型机试飞时才逐步完成。2008年，FWS-10A首次于珠海航展对外展示。[8]2010年歼-11BS定型服役，FWS-10A的技术问题才大致解决。然而，FWS-10A的生产品质仍有问题，2010年时西方国家认为翻修循环为30小时，远低于AL-31的400小时；该参数是否为真虽未得到证实，但外界可知的是2011年起确实沈阳黎明航空发动机厂需要进行品质改善计划，在未来相关品管提升下，FWS-10A声称寿命可望大幅改善。[11]
渐次入役 编辑
从歼11B第二批开始，涡扇-10被投入服役使用。2011年7月，成都飞机公司研发的歼-10B战机被外界拍摄到换用FWS-10A发动机测试，2016年量产的歼-10C战机也有被外界追踪到相关测试型号，因涡扇-10初期版本投入使用量仍然非常少，一直等到涡扇-10解决生产质量问题，才逐渐能装备，随后几年开始出现在解放军各机型中[12]。
2018年珠海航展上1034号的歼-10B原型机，首次装上带有推力矢量喷管的太行发动机[13]。
2021年使用涡扇-10B发动机的J-10C服役，标志着已经可以大部分国产。[14]2021年，匿踪版本也被发现安装在歼-20使用[15]，即匿踪型涡扇-10C。该发动机的推力增强至147kN[16][17]，具备锯齿状喷嘴以提升匿踪性能，且推力、寿命和可靠性都相较于AL-31F M2更高。该发动机配备于2019年后生产的歼-20上[16]。战机专家鲁普瑞特（Andreas Rupprecht）认为如果涡扇-10C成功量产使用，可以有效减少中国对俄罗斯发动机的依赖。[18]
涡扇-10海军版本预计使用在海基的弹射型歼15上[19]。
衍生型 编辑
根据上市公司网上公开资料显示，截至2009年底，该发动机共衍生出A、B、C、D、G、H、X七种型号，[20]其中G、H两型的生产日期在该报告发表之后。
根据申银万国的报告，各型号的参数如下：
| 型号 | 后燃推力 | 生产日期 |
|---|---|---|
| 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 |
海外军事观察家和美国情报部门则不按照沈阳内部的分类方法命名，而是根据发动机推力和功能来区分。
| 型号 | 后燃推力 | 备注 |
|---|---|---|
| FWS-10A | 132kN | 改进自原型版WS-10，使用全权数字发动机控制技术。 [6][8] |
| FWS-10B | 137-144kN | 改进自WS-10A，可靠性和推力增强。该发动机装备于J-10C战斗机上。[21][22][23] |
| FWS-10B-3 | 142kN | 改进自WS-10B，配备推力矢量技术。 [16]推力矢量的喷口的机制类似于通用电气的轴对称矢量排气喷嘴（AVEN）以及普惠公司的俯仰-偏航平衡梁喷嘴（PYBBN）。 [24] |
| FWS-10C | 142-147kN | 改进自WS-10B的增强型发动机[17]，该版本具备锯齿状喷嘴以提升匿踪性能，且推力和可靠性都相较于AL-31M2更高。该发动机配备于2019年后生产的歼-20上。[16][18] |
| FWS-10G | 155kN | 具备推力矢量技术，但最终未使用。 [25][6][25] |
采用的飞机 编辑
参见 编辑
相关开发 编辑
相似引擎 编辑
参考资料 编辑
- ^ 张恩和. 对我国军用航空发动机发展的思考. 航空发动机. 2001, 0 (3): 2 [2023-07-08]. （原始内容存档于2023-04-01）.
- ^ 谁持长剑倚太行：FWS-10A“太行”涡扇发动机. [2017-09-15]. （原始内容存档于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]. （原始内容存档于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]. （原始内容存档于2019-12-10）.
- ^ 殲-16太行引擎升級 改良尾噴管. [2021-09-29]. （原始内容存档于2021-09-29）.
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- ^ 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]. （原始内容存档于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]. （原始内容存档于2021-09-29）.
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- ^ 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]. （原始内容存档于2021-04-19）.
- ^ China’s J-10 comes of age with indigenous engine. flight global. 21 May 2021 [2021-10-25]. （原始内容存档于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]. （原始内容存档于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]. （原始内容存档于2018-11-11）.
- ^ 25.0 25.1 Saunders et al.，第45页
参考书目 编辑
- Phillip C. Saunders 与 Joshua K. Wiseman. Buy, Build, or Steal: China’s Quest for Advanced Military Aviation Technologies (PDF). Chinese Strategic Perspectives (Institute for National Strategic Studies, 美国国防大学). 2011年12月, (4) [2021年8月24日]. （原始内容存档 (PDF)于2021年5月12日）.