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日本XF9-1军用发动机是否已达到世界领先水准?

来源:www.taobaoyi.com   时间:2022-05-25 03:01   点击:259  编辑:通瑞   手机版

从数据来看,XF9-1小涵道比航空发动机的性能的确强悍,其军用推力为11吨,加力推力为15吨,涡前温度为1800℃。

已经达到了第四代航空发动机的水准。比涡扇-10系列,AL-31F系列,117S,F110系列,F100系列要强。

当然了,以上只是XF9-1航空发动机在测试时的数据,真正在装机使用时的数据如何,还有待观察。

在研发XF9-1航空发动机之前,日本还研发了一款安装在“心神”四代验证机上面的XF5-1推力矢量航空发动机。

该发动机的最大加力推力仅有5吨而已,但是整体制造工艺还是相当不错的,毕竟日本的工业制造工艺还真没什么可黑的。

在高端机床,复合材料,特种金属,这三大领域的独特优势,使得日本制造航空发动机时,有了不错的基础。当然,有了这些还是不够的,没有设计,制造,航空发动机的经验,也无法在短时间内,制造出发动机。

不过日本日本石川岛播磨重工有着组装F100-IHI-200航空发动机的经验,该发动机也就是供F-15DJ战斗机使用的。目前来说,石川岛播磨重工仿制F100-IHI-200航空发动机时的,国产化率已经达到了70%,像涡轮叶片也可以制造出来。

经过了组装F100-IHI-200航空发动机,以及自产70%的部件,日本也具备了相当的制造航空发动机的经验。

如果说,组装F100-IHI-200航空发动机,让日本获得了相关的经验。那么,拿F119四代大推作为蓝本,的自研XF5-1小推力航空发动机,就让日本初步掌握了独立制造航空的一套流程。

也就是说,通过组装F100-IHI-200航空发动机,自研XF5-1航空发动机这两步走,日本已经具备了自主研发航空发动机的能力。

而最新的成果也就是如今的XF9-1大推力航空发动机,无论是15的加力推力,还是1800℃的涡前温度,都是测试出来的,而不是设计的指标。

甭管XF9-1的寿命,故障率,可靠性如何,能够一举制造出准四代大推力航空发动机,就足以证明,日本的航空发动机研发制造能力,并没有想象的那么弱,甚至比一些国家还要强。

而关乎于航空发动机推力的因素,也就是涡前温度,涵道比,进气流量。既然XF9-1是小涵道比航空发动机,那么提升推力的方法最容易的就是提高涡前温度。

要提高涡前温度,也只能使用性能更加强悍的耐高温合金材料。上文提到了,日本在材料领域的发展上是相当先进的。已经研发了至少5代可供航空发动机使用的高压涡轮叶片,如第三代TMS-75,第四代 TMS-138,第五代“TMS-162”,“TMS-192”,整体性能是越来越强。

而XF9-1航空发动机的高压涡轮叶片选择了第四代或者第五代单晶耐高温合金,亦或是新研发的材料,才会使得XF9-1的涡前温度达到1800℃。不过根据日本披露的信息的来看,XF9-1航空发动机的涡轮叶片选择了TMS-138单晶耐高温合金,而XF9-1航空发动机的涡轮盘是TMW-24行钴镍超合金。

不过,XF9-1航空发动机的涵道比尚不清楚,在涡前温度高于F119航空发动机时,其推力还不如F119,不用想,日本的航空发动机技术是肯定比不上美国的。

毕竟XF9-1航空发动机才刚到验证机阶段,离装机使用还有很长的一段路要走。15吨的加力推力是不如涡扇-15,产品30这2个的。产品30已经装上苏-57开始试飞了,那么,在航发领域日本是不如俄罗斯的。涡扇-15的进度到了哪种程度,还未可知。不过以涡扇-10C航空发动机14吨上下的推力,也不差XF9-1多少。

由此可见,日本得航空发动机技术是不如中俄美三国的,而欧洲也有顶尖的EJ200和较强的M88航空发动机,且科技实力完全不差日本。综合来看,日本还是无法迈入先进的航发国家行列,也只有等到XF9-1装机使用后才行。

不过就XF9-1航空发动机的技术水平而言,部分性能比较先进,如高压涡轮叶片的材料,复合材料的应用。不过,整体性能不够强悍,毕竟1800℃的涡前温度,加力推力仅15吨。

(1)涡扇19发动机2022最新进展:

深入的理解日本XF9-1发动机,我们需要了解一下日本开发这个发动机的背景。XF9系列,是日本防卫装备厅与日本公司IHI,作为未来战机开发计划的一个环节,来推动的项目,这款发动机是机用涡扇引擎(turbofan engine),是根据XF5的开发成果,来继续研究的。想要评价这款引擎,还是需要与现在的一些发动机做对比的。

从现行的构造图可以看出,XF9-1属于大型引擎,和F15战机搭载的F100引擎是同一个级别的。从推力上来讲,比F2战机上搭载的F110相比提升了30%左右。但是与F119还是差了一个档次。另外,从最大推力的演示实验当中,可以看到,XF9-1发动机到达最大推力的时间,比初期的XF3-1减少了90%以上。

从涡轮入口温度上来说,这款发动机已经达到了世界领先的水平,因为这Ni系合金熔点是1400℃,但是日本这款发动机已经达到1800℃,采用的是日本第五代Ni单结晶超合金的制造技术,并且采用CMC、耐环境镀膜以及空气孔保护层等多种技术。从这一点来看,自然是领先世界的。这点充分发挥了日本的材料工业,却是做到不错。

对于这款引擎的介绍,很多人也都发过,我这里就不再赘言了。整体来看一下这款引擎吧,它的最大的定位就是“未来战机”,从电力消耗以及动力的设计,都考虑到未来电子化的趋势。但是,要知道日本发动机原本就落后于欧美。日本现在对标国外先进发动机,不代表国外发动机技术就是停滞的。

目前从实验性能来讲,基本上是达到了世界领先的水平,可是会面临几个问题点。这款引擎最多属于“实验引擎”,并非是“实用引擎”,目前还找不到可以使用的飞机或者战机。想要评价一个战机发动机,不仅仅要看其性能,还需要从适应性来考虑。

我曾经看过一个XF9-1发动机研发者的采访视频,他认为现在从实验机到实用机,还有着很长的路要走,技术的验证是一个过程,他们也无法预测在实验中会发生哪些事情!

不过,这个事情也是需要注意的,毕竟日本战败以后,在航天技术上的积累被全部抹去,相当于航天技术断代。通过几十年的努力,在有人挟持的情况下,依旧自主开发出了能够接近世界当天领先技术的战机发动机,并非是一朝一夕之功!这点还是值得肯定的。

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