近日据俄罗斯科学院院士叶甫盖尼·卡布罗夫在接受《俄罗斯报》专访时表示,当前全球能够生产现代航空发动机的国家比拥有核武器的国家还要少。叶甫盖尼表示,这就是飞机发动机的研制技术被确定为最重要的国家机密的原因,因为这不仅涉及军用飞机,同时也关系民用飞机研制。
苏-57战斗机的第一阶段发动机AL-41F-1目前已投入批量生产,第二阶段发动机研制正在进行。第二阶段发动机的特点是能够在不使用加力燃烧室的情况下提供超声速巡航飞行能力以及数字式全权式控制系统,配装第二阶段发动机的苏-57已于2017年12月首飞。留里卡设计局研制的AL-41F-1发动机使苏-57战斗机具有超机动性、大推重比、高隐身性等技术特性。与前代产品相比,AL-41F-1发动机的主要优点:推力提高;隐身性提高;主燃烧室和加力燃烧室的等离子无氧点火系统;基本上全新数字式全权式控制系统,可提供产品及其主要元件的控制、监控和自动诊断能力;多余度发动机控制系统,能够各种破坏性因素影响下保持工作能力。
AL-41F-1发动机于2004年开始研制,目前已成功通过国家一架试验,现已转入批量生产。该机是“5-”代发动机,也是俄罗斯国内第一型在国产化部件基础上研制的具有隐身性和全权式数字式控制系统的战斗机发动机。AL-41F-1发动机是留里卡设计局开发的AL-41F-1S发动机的升级版,在2014年成功通过了国家台架试验。与AL-41F-1S发动机的主要区别在于最新的电子控制系统,可在各种运行条件下对苏-57飞机的发动机进行自适应控制。
AL-41F-1 发动机
据报道,苏-57战斗机第一阶段发动机AL-41F-1已经投入批量生产。2018年11月开始,留里卡设计局开始向厂商发送设计图纸文件,开辟生产线,进行批量生产,这表明AL-41F-1发动机已经设计定型,苏-57的瓶颈问题解决,即将大批量装备。去年11月,苏-57“第一阶段”AL-41F-1喷气发动机(Izdělije117)的研究,开发和测试结束。该发动机是Su-35S战斗机的AL-41F-1S(Izdělije117S)改进型,专为第一批新型俄罗斯多用途战斗机Su-57而设计。
AL-41F-1 发动机喷嘴喷尾头(放大)
在开发过程中(自2004年起),AL-41F-1已经生产了38台发动机,其中30台直接用于飞行试验Su-57。AL-41F-1的主要优点是首次使用俄罗斯军用喷气发动机的数字控制单元(俄罗斯生产)。 AL-41F-1的“第一级”发动机旨在使Su-57在“推重,机动性和低检测性”之间实现出色的平衡。
苏-57
数字控制单元也可用于开发苏-57的“第二阶段”Izdelie-30发动机。这些发动机可获得完全的数字控制,尤其是超音速,无需加力燃烧。根据目前的计划,Izdelie-30发动机的开发将持续到2025年 - 但是第一次发动机安装和试飞计划在今年11月初进行。
根据俄罗斯报纸报道,开发人员和技术人员三班倒工作以满足商定的最后期限。但据称分包商存在无法履行其义务的问题。俄罗斯网站指出,如果出现持续性问题,可能会将Su-57的Izdelie-30发动机试验推迟到11月。
AL-41F-1 发动机测试
根据俄官方的说法,Izdelie-30发动机与AL-41F-1发动机明显不同,特别是新型涡轮机和完整的数字控制系统。Izdelie-30在没有加力燃烧室的情况下提供107kN的推力,在加力燃烧室时提供176kN的推力。这些发动机将使Su-57最高速度为2500至2600公里/小时,没有加力燃烧也能达2000公里/小时的速度,而且发动机机是全向推力矢量。
AL-41F-1 发动机测试
俄罗斯航空材料研究所首席执行官卡布洛夫表达了喷气发动机开发的复杂性。 “世界上能够生产喷气发动机的国家比拥有核武器的国家或那些将卫星发射到太空的国家更少。只有四个国家 - 英国,俄罗斯,美国和法国 - 拥有现代喷气发动机全面开发和生产周期的技术。
AL-41F-1 发动机测试
美国人在21世纪初为F-22A猛禽完成了第五代 F119-PW-100发动机的开发。但是开发始于80年代,这个概念于1991年获得批准,飞行测试于1997年开始,F-22A于2005年投入使用。可见研发五代机发动机有困难,确实比核武器困难。F119-PW-100采用双轴布置,带有平面后喷嘴,带有双平面推力矢量。发动机长小于5.2米,直径1.2米。发动机重1800千克,涡轮前方的温度为1647℃(温度越高,发动机效率越高)。最大发动机推力为155 kN(根据某些来源,最高可达164 kN)。
F119-PW-100发动机
配备F119-PW-100发动机的F-22A最高时速可达2410公里/小时,无需加力燃烧即可以高达1960公里/小时的速度飞行。 F-22A作战半径为760公里。总的来说,F119发动机已经飞行了500000小时,自2005年(自F-22A装备以来)已经飞行了20万小时。目前,共生产了195架F-22A飞机,共生产了500台F119发动机,其中187架是连续生产型飞机。
AL-41F-1 发动机测试
F-35的 F135 发动机基于F119推进装置,其开发于2007年完成。F135-PW-100发动机(用于F-35A)长5.6米,最大直径1.17米,重1.7吨,最大推力(加力燃烧室)达到191 kN。F-35A的最高速度为1930公里/小时,没有加力燃烧时可达1470公里/小时的速度。战斗半径为1400公里。
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