【长知识】军用航空发动机如何划代?四代论VS五代论
导读:
航空发动机被称为战机的“心脏”。发展战机,必须同步发展相应的发动机,因此航空发动机的划代也基本与战机划代同步。目前美、俄等国在发展第六代战机的同时已经着手研发第六代航空发动机。与国际上对战机的代际划分有着相对一致的标准不同,航空发动机的代际区分并没有公认标准,那么航空发动机是如何划代的?
燃气涡轮航空发动机以涡轮喷气发动机为起点,开启了航空发动机的喷气时代。随着技术的发展和进步,涡轮喷气发动机衍生出涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机和桨扇发动机等。其中涡轮风扇发动机(简称涡扇发动机)在军用战斗机配置的发动机领域内占主导地位。
涡扇发动机的特征参数有推力、耗油率、涵道比和推重比等,其中推重比为发动机推力和重量的比值,被作为军用涡扇发动机技术划代的标准。
关于战斗机的划代,目前有“四代”和“五代”两种方法。“四代”法以世界上第一批实用的超声速战斗机(典型机型是美国的F-100和苏联的米格-19)为第一代,即“超声速战斗机”划代法,也是除俄罗斯以外各国普遍采用的划代法。俄罗斯把战斗机划为 “五代”,区别在于把“四代”法中的第二代分成了两代,即把变后掠翼战斗机米格-23单独列为一代。
不过在2006年,美国洛克希德•马丁公司又提出“新五代”的概念,后经美国军事史专家、航空航天博物馆前馆长沃尔特•博伊恩的系统阐述(2008年发表于美国《空军》杂志),成为一种新划代法。这种划代法把最早出现的喷气式战斗机列为第一代,把高亚声速后掠翼战斗机列为第二代,把低超声速战斗机和Ma2一级的战斗机都列入第三代。这种划代法可以说是“喷气式战斗机”划代法。
因此,从2008年以来,美、俄都采用了“五代说”。形式上,美国和西方向俄罗斯“五代说”趋同,实际上各自的划代仍有较大差异。差异主要出现在对早期机型的“代”的认定上,而对现役先进机型的“代”的认定基本一致。
我国目前在正式场合和官方文件中,继续使用“四代说”。但在科技界和媒体上,已经越来越多地使用“五代说”,特别是在描述当今先进机型和未来更新一代时,频繁出现第五代,第六代的字眼。
下面先简要介绍下欧美的“五代”划分方法:
军用涡扇发动机的涵道比较小,第一代涡扇发动机出现在20世纪50年代,以英国的康维发动机、美国的JT3D发动机为代表,推重比在2左右;
第二代涡扇发动机出现在20世纪60年代,以英国的斯贝MK202和美国的TF30发动机为代表,推重比在5左右。
第三代涡扇发动机出现在20世纪70~80年代,以美国的F100、F110、F404,欧洲的RBl99,苏联的RD-33和AL-31F发动机为代表,推重比在8左右。其中美国的F100装备了F-15战斗机,F110装备了F-16战斗机,F404装备了F-18战斗机,RBl99装备了“狂风”战斗机,苏联的RD---33装备了米格29战斗机,AL-31F装备了苏-27战斗机。
20世纪90年代出现的第四代涡扇发动机是以美国的F119和欧洲的EJ200发动机为代表,推重比在10以上,其中F119装备了F-22战斗机,EJ200装备了“台风”战斗机。
到了21世纪初,第五代涡扇发动机出现,以美国的F135发动机和英、美联合研制的F136发动机为代表,推重比为12~13,其中F135发动机装备在F-35 战斗机上。2010年以后,依靠其强大的技术研发能力,美国已经开展第六代涡扇发动机的研发,预计推重比将达到15以上,目前已取得了阶段性成果。
我国的航空发动机划代方法见下图:
总之,涡轮风扇发动机体现了一个国家机械工业的最高水平,被誉为是机械工业“皇冠上的明珠”,其技术难度高、研发周期长、资金投入大,是高壁垒的尖端技术行业,一直以来被欧美国家所引领,并实施严格的保密政策。我国在发动机领域与国际先进水平差距较大,而且该行业没有捷径,只能通过长期、踏实的探索和积累,才能实现从量变到质变的过程。
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