WS-15发动机,全称涡扇-15“峨眉”,是中国自主研发的一款高性能军用涡扇发动机,主要用于双发重型隐身战斗机歼-20。这款发动机由中国燃气涡轮研究院等单位专家组织研制,并在2006年5月首次台架运转试车成功。
结构特点
进气口:
采用全钛结构环形进气机匣,配备18个可变弯度的进口导流叶片,前部为径向支板,后部为可调部分,前缘配备有来自高压压气机的空气防冰系统。
风扇:
采用3级轴流式宽弦实心钛合金风扇叶片,第1级风扇叶片采用宽弦设计,可拆换,带有中间凸台。第2和第3级风扇为整体叶盘结构,采用线性摩擦焊技术焊接。
高压压气机:
采用6级轴流式,增压比7.16。前3级转子为整体叶盘结构,后3级转子叶片通过燕尾形榫头与盘连接。定子部分进口导流叶片和第1、2级静子叶片为可调,前3级盘用高温钛合金制成,第2级盘前后均带鼓环,分别与第1、3级盘连接。第4至6级盘由镍基高温合金粉末冶金制成,用电子束焊焊为一体。
性能指标
最大加力推力:19到21吨
中间推力:11吨
加力耗油率:1.98kg/N/h-2.02kg/N/h
中间耗油率:0.665kg/N/h-0.67kg/N/h
推重比:9.5-10.5(保守估计大于9.5)
空气流量:138kg/s
涵道比:0.25-0.382
总增压比:28.71-30.5
涡轮进口温度:1750K-1850K
最大直径:1.02-1.04m
长度:5.09m
质量:1633.7kg-1862.3kg
技术突破
WS-15发动机在技术上实现了多项突破,包括高推力、高推重比、低空右边界包线优化等,使得歼-20战斗机在性能上达到了世界先进水平。特别是其推重比达到10.8,最大加力推力达到18.5吨,使得歼-20能够实现超音速巡航,即在不开启加力燃烧室的情况下维持超音速飞行。
研制历程
WS-15发动机的研制历程漫长而曲折,涉及多个研究所和工厂的协作。2006年5月,发动机首次台架运转试车成功,2009年6月完成FRET试验,2013年3月完成设计定型试验。这一历程标志着中国在自主研制航空发动机方面取得了历史性跨越。
总结
WS-15发动机是中国航空工业的一大里程碑,其高性能和先进技术使得歼-20战斗机成为全球最先进的第五代战斗机之一。随着技术的不断进步和优化,WS-15发动机将继续为中国空军提供强大的动力支持。