第416章 抉擇，渦扇的10技術路線

  “GE9這個核心機哪裡都好，但總壓比實在太高，而且低展弦比的壓氣機葉片對於我們來說，無論設計還是製造都是個全新的課題，既然有了渦噴14的成功經驗，那就完全沒必要在這種地方另起爐灶……”

  常浩南一邊介紹一邊在紙上飛速寫下了幾串數字：

  “目前世界上幾種主流的第三代大推力渦扇發動機，F100和AL31F的壓比都在24-25范圍內，而F110的壓比一枝獨秀，應該有將近31。我看你們這個設計，甚至還給壓氣機用了效率更高的彎掠葉片設計，恐怕壓比要奔著32-33去，這樣對於我們渦扇10的兩個裝機對象來說，適裝性就會非常差……”

  航發畢竟不可能一直呆在地面測試台架上，而是要裝到飛機上面，真正升空飛行的。

  所以哪怕未來航空動力系統真的獨立出來、發動機項目不再作為飛機項目的配套而存在了，設計航發也不可能不考慮裝機對象的實際情況。

  壓比高，確實是好事，但絕對不是無腦越高越好。

  材料學這種東西，很難有什麽投機取巧的機會。

  氣輪機的透平式壓氣機根據原理可以簡單分為離心式和軸流式，一般來說，除了早期群魔亂舞的階段之外，絕大多數渦噴/渦扇發動機都已經統一使用軸流式，只有一部分渦槳/渦軸發動機會采用離心式的設計。

  不過遲疑了一會之後他還是開口道：

  而常浩南的規劃是盡可能讓安裝了渦扇10的至少原型機有機會參加兩年多以後的50周年國慶閱兵。

  殲10則乾脆已經確定采用不可調的DSI進氣道，同樣也不可能因小失大，把進氣道狀態固定在一個低效率低升壓比的狀態下。

  常浩南用手指輕輕點了點筆記本上的標題部分：

  航空發動機總體設計是一個極其複雜的系統工程，這在真正意義上的“設計”工作開始之前就已經體現出來了。

  AL31FN終究也是AL31F，只是稍微改了一些配件盒位置之類的細枝末節而已，發動機還是那個發動機。

  當然，盡管不可能從根本上解決問題，但還是有辦法改善的——

  第三代戰鬥機主要的性能優化區間，肯定還是在高亞音速到跨音速這一段。

  笑死，中型機要什麽超音速性能，老實一邊呆著去。

  差距大到什麽程度呢。

  裝在殲10上之後，不帶副油箱狀態下的航程實在是沒眼看。
    不過常浩南果斷地搖了搖頭：

  “常總，我們第三代大推的渦輪前溫度現在就設定在1200℃附近，對於咱們的材料學水平來說這已經是個不低的門檻了，要是再往上加……”

  如果放棄目前手裡已經有一定配套研究成果和工業實踐經驗的第二代合金材料，直接往第三代跳，那這裡面的風險可就很很難說了。

  這是個被基本物理原理限制住的問題。

  紙面上的總壓比雖然還是很高，但實際可用的有效壓比反而低了。

  他說著從隨身攜帶的提包裡面拿出一個本子，翻開到其中一頁。

  “不用這種結構……難道用離心式壓氣機？”

  F110和F404/414都有這個毛病。

  再退一步講，就算有系統幫忙，中間過程一切順利，靠他一個人要想解決中間的無數問題少說也得幾年時間。

  “再往上加的話，我擔心整個項目的風險程度和進度失控啊。”

  乾等材料肯定來不及。

  “油耗的問題，可以通過再提高50-100℃的渦輪前溫度來解決。”

  只不過計劃趕不上變化，等到2005年F22服役的時候，發現自己竟然要到廣袤的太平洋地區去發揮余熱，結果就顯得性能跟需求脫節了。

  對於預計可能要在遠離機場的地方進行高強度作戰的華夏空軍來說，這確實是個比較關鍵的問題。

  海誼德上次沒去開會，但劉永全是去了的。

  常浩南有些無奈：
  “我的意思是，采用更高效率的單級負荷來降低壓縮機的級數，把三級風扇壓縮成1級或者2級風扇，9級高壓壓氣機變成6級或者7級，考慮到整個壓縮系統在一台發動機裡面的重量佔比在60%左右，如果能在這部分減少20%的重量，那整個發動機的推重比少說能提高10%左右。”

  “伱們還記著上次開會的時候，我拿出來做算例的那個‘超高負荷吸附式彎掠聯合前緣邊條葉片’麽？”

  “那就好。”

  ATF項目誕生於冷戰高峰期，當時的作戰想定就是在歐洲上空進行短促的高強度戰鬥，然後要麽被擊落要麽返航，並不需要多大航程。

  無論F100、AL31F還是RD93，它們都犧牲了一定程度的亞音速性能，尤其是RD93，低速下的巨大油耗（還是雙發）加上本就不多的內油直接給米格29帶來了機場保衛者的名號。

  說完之後，他沒有管旁邊目瞪口呆的幾個人，而是重新拿過面前那張畫了簡單示意圖的圖紙：
  “至於你們剛剛說的推重比問題，我們直接放棄3-9-1-2這個結構，或者說是這種結構。”

  這是相當簡單粗暴的辦法，但也是最有效的。

  五四.二五零.一五八.二零零

  旁邊的海誼德也表達了相同的顧慮。

  反應在實際性能上就是這個發動機中低速狀態一條龍，速度高了就變成一條蟲。

  “是啊常總，殲11有9噸內油，倒是不在乎一點油耗高低，但我看殲10那個身板，內油量應該不是很樂觀吧……”

  後來的新型號F15就采用了這種思路。

  “這個東西，就是咱們壓氣機設計部分的核心技術。”

  所以渦扇10在具體技術層面雖然可以自由發揮，但在性能風格的取舍上，還是得走F100/AL31F的路線，把升壓比確定在25附近為宜。

  這兩台技術水平明明更先進的發動機，在超音速狀態下不僅推力曲線不如AL31F和RD93，甚至連油耗表現都不如後兩者。

  “哦……”

  常浩南的一番解釋結束，海誼德和劉永全幾個人大眼瞪小眼地對視了幾下。

  至於F16和F18麽……

  而眼下的情況是，殲11的總體設計是蘇27的，那個機身+進氣道的基礎設計就已經有很逆天的升壓能力，真想要調低還不太容易。

  “啊？”

  1200℃，已經是國際第三代渦扇發動機的主流水平。

  F22上面的F119發動機為了超音速性能就選擇了和F110完全相反的設計，結果就是不開加力即可超音速巡航，但軍推狀態下的油耗奇高無比，導致整個飛機在內油量巨大的情況下反而變成了個小短腿。

  大家都是專業技術人員，盡管之前經驗不足沒想到這一層，但現在別人都已經說出來了那肯定還是能聽懂的。

  華夏如今已經可以拿出跟ReneN5性能類似的鎳基高溫合金原材，但還是那個老問題，你要造東西，光有一塊原材是沒什麽用的，對於每一種材料都還需要有後續加工處理等一系列配套研究，這些東西同樣相當耗費時間和資源。

  “當然不是……”

  過高壓比的發動機，尤其是渦扇發動機在超過聲速之後，壓氣機耗功會飛快增加，導致等熵壓縮線右移，壓氣機效率降低，循環功減少。

  給飛機重新設計個匹配更好、升壓能力調節范圍更廣一些的可調進氣道就行了。

  劉永全作為航發設計人員，自然也通盤考慮過這些問題，但看看旁邊拿著筆頭都沒抬的常浩南，再想想渦噴14那邊的事情，好像也沒有那麽不可思議。

  還聽得很認真。

  會議室裡面的另外幾人隻覺得自己的大腦因為在短時間內接收了太多信息，已經瀕臨死機了：

  “所以我準備在渦輪結構上采用新的主動冷卻方案，目前的氣膜孔冷卻還有很大潛力可挖，在不換基體材料的情況下，把渦前溫度提高50-100℃問題不大。”

  要在短時間內造出耐熱水平反超美利堅的渦輪盤和渦輪葉片，確實還是小有難度。

  並不是普惠的設計師能力不行。

  因此他第一個從剛剛的茫然中反應過來，點了點頭：
  “記得，我還記了筆記……”

  在直接用系統積分把TORCH Multiphysics給砸出來之後，常浩南目前已經處在“破產”邊緣，沒那麽多積分用來全方位拉高整個材料學領域的水平。

  “直接換材料當然還是太激進了……”

  從這個略顯破舊的痕跡上，可以看出他這段時間恐怕沒少翻閱。

  取舍而已。

  常浩南在渦噴14上面就采用了相同的做法，保證了殲8C不同高度和速度段下的性能兼顧。

  實際上這也是最開始611所在設計殲10的時候，直接把內側的兩個掛架綁定了副油箱的主要原因之一。

  除非搞出可變循環發動機，否則無法從根源上實現各種工況下性能的兼顧。

  “但是常總，如果把升壓比限制住的話，那這個發動機在亞音速狀態下的整體表現，尤其是油耗和推重比肯定就要受到影響了啊……”

  “之前你已經學到的葉形設計，不管是端彎端掠、端壁造型也好、邊條也好，都還是被動控制流動分離的手段。”

  “我之所以要提到吸附式葉片，就是要在此基礎上，利用主動控制手段，進一步提高單級壓比，讓每一級發揮過去一級半到兩級的壓縮作用！”

  (本章完)