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第172章 研製新的發動機

看到李怡炫似乎還有話跟保羅.威爾森商談,倪文峰就識趣的告辭離開了,反正要說的都已經說完了。

看到倪文峰離開了,保羅.威爾森帶路帶到一間小型的會議室。

剛進門還沒來得及坐下,李怡炫就直接說道:“你知道,我那31世紀的倉庫裡有三架蘇式戰機,我問你,能不能給他換個動力系統,比如……F-119。”

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保羅.威爾森臉上做了個非常誇張的表情,“不可能,這是兩個完全不同工業體系下的產物,蘇式戰鬥機安裝的是AL-31渦扇發動機,它的升級改進型AL-41,也就我們所說的117S發動機,無論是在尺寸還是在重量上跟美製的F-119相差太遠,而且兩者的技術介面也不一樣,兩方根本沒相容裝不上去。”

“BOSS,你怎麼突然想搞這個?”

“呃……這個……我也不知道為什麼,只是突然間就有了這個想法,知道嘛,當我第一次看到那三款飛機的時候,我當時就想,飛機是不錯,但發動機太垃圾了,如果換成美製的F-119會怎麼樣?”

保羅.威爾森哈哈大笑起來,“BOSS,你是蘇氏戰機粉啊!”

“算是吧。”李怡炫沒有否認。

“BOSS,你知不知道,你的倉庫裡的三架蘇氏飛機並不是真機,而是1:1的工程驗證模型。”

李怡炫驚訝了,“什麼,只是模型!!!我還以為是真的呢!”

保羅.威爾森回答道:“怎麼可能會是真的,我看到他們的第一眼就知道那是模型,不是真飛機。”

雖然不知道保羅.威爾森是怎麼看出來了,但李怡炫已是百分百的相信保羅.威爾森說的話。媽/蛋,居然是模型,害得老子白高興了幾年。想到這,李怡炫是一臉不爽的表情。

見李怡炫心情不是那麼好,保羅.威爾森安慰道:“別灰心BOSS,雖然是模型,但不是一般的模型,而是工程驗證模型,我看過了,那三架模型機的機體且是非常成熟的平臺,我們可以根據這個,設計出你所希望的戰機——把F-119給裝上去。”

“真得?”見自己的想法還有希望,李怡炫又高興了起來。

保羅.威爾森點點頭道:“其實也沒什麼稀奇的,就是以那三架模型機為參考,圍繞著F-119發動機進行重新設計而已。不過BOSS,模型平臺我們有,F-119的全套設計和工藝圖紙我們也有,樣機31世紀的博物館裡也有,雖然是個複製品,要把F-119給完全複製出來也沒問題,我想知道是你搞這樣東西想幹啥?”

“啥也不想幹,就是好奇行嗎?”李怡炫用手比劃了下,“我想知道裝上了F-119的蘇-35,在機動性能上會不會更上一層樓。”

“不一定,SU-35的117S發動機用的軸向向量噴口,噴口可以365°偏轉,最大偏轉角度超過23°,而F-119用的二元向量噴口,只能縱向的進行上下偏轉,偏轉的角度也不高,不到20°,並不能提高它的機動性。”

李怡炫聽了後,不置可否的說道:“你可真笨,換噴口不就行了嗎!”

“換噴口?也行,不過BOSS,軸向向量噴口無論是結構上還是工藝的複雜度上都要比二元向量噴口要複雜的多,尺寸和重量也要大上不少,這樣一來發動機會變的很重。”

“會有多重?”李怡炫問道。

“會超過1400公斤。”還沒等李怡炫說話,保羅.威爾森又說道:“F-119沒有安裝齒輪傳動系統,如果再把這套系統算上去,最終發動機的重量會接近1460公斤。”

呼!李怡炫松了口氣,他還以為多重呢,沒想到才增加這麼一點,要知道117S發動機重量可是接近1600公斤,而F-119只有1360公斤,只增加100公斤的重量對於SU-35這樣的重型戰機來說,重量不但沒有增加反倒是減輕了。

蘇-35是雙發重型戰鬥機,不算別的僅發動機而言,一臺發動機的重量被減輕了一百多公斤,兩臺就是接近三百公斤的重量,對於戰機來說,特別是重型戰機來說這意味著什麼?更高的機動性和更大的載彈量以及更遠的作戰航程。而且F-119無論是最大加力推力還是最大中間推力,都遠高於117S。

李怡炫記得117S的最大加力推力是150KN,出口給中國的只有145KN,中間推力只有100KN多一點;而F-119的推力是多少?F-119-100型也就是早期的基礎型號,最大加力推力就超過了155KN,最大中間推力是111.8KN,後期改進後加力推力提到了168KN,中間最大最大推力是128.6KN。

總之,有了這麼一套動力系統,SU-35可真就是神機中的神機了。

正當李怡炫滿腦子YY的時候,保羅.威爾森的話響了起來,“BOSS,我想知道你搞這東西幹什麼?它可不是民用機。”

李怡炫看著他,過了一會兒用手指了指北方,“現在已經1978年了,北方馬上就要改革開放了,緊接著就是中英談判,想我這樣的人肯定是他們的重點統戰物件。迴歸以前我是大爺,可迴歸以後呢?想要不被他們過河拆橋,手裡必須要有足夠分量的東西作為與他們討價還價的本錢。”

保羅.威爾森笑了,“看來BOSS根本就不相信他們那!”

李怡炫冷笑道:“信有用嗎?在另一個時空雖然我是是個窮/**絲,跟他們沒打過交道,但看到的和聽到的,讓我怎麼相信他們,說翻臉就翻臉,凡事都得留一手!”

“明白了,可用F-119,這本是不是下得太大了,我擔心弄不好會適得其反。”

李怡炫想了想,“你說的也有道理,那就多準備一手,F-100或者是F-110你看怎樣?”

保羅.威爾森想都沒想說道:“用F-110吧,F-100的核心機JT22相比GT-101來說,在最大輸出功率上總是差了那麼一點,他唯一的優勢就是加速性比F—110好一點,其他方面無論是油耗還是在可靠耐用性上,以及可維護性上,都比不上F-110。而且F-110的抗腐蝕性超強,否則美海軍也不會選擇它作為F-14E/F的標準動力系統。”

“F-110除了加速性不如F-100外,其他方面的確要比F-100強上不少,可你別忘了,F-100和F-110雖然都是美製發動機,但兩家的技術體系是完全不同,GE偏歐洲,PW偏蘇聯,而我們正在研製的DG-200發動機,他的核心機可是來自PW啊!從這一點來說,德瑪吉的技術偏向PW更多一點,把F-110引進來,我擔心會不適應我們的技術體系啊,最終會導致推翻重做。”

“那就改,改核心機!”保羅.威爾森的光子大腦仔細分析了兩種核心機的優劣後,提出改核心機的方案,“無論是PW還是GE的發動機,說實話都不能完全符合德瑪吉的技術體系,不說別的,光是葉片盤就與我們完全不相符,我們的是粉末冶金盤,GE和PW都是靜電液壓盤,葉片上他們用的精鑄無餘量,材料是鎳鈦鋁單晶合金,我們用的是溼蠟工藝,高鈮錸鈦鋁單晶合金,僅葉片合金一項,我們就要比他們輕了一半有餘,更不用說葉片盤了,用JD-22來改。”

JT-22是F-100的核心機,而GT101則是F-101和F-110的核心機。

“為什麼不用GT-101來改呢?你剛才不是說用F-110嗎?”李怡炫疑惑道。

保羅.威爾森解釋道:“GT-101核心機雖然在效能上各方面都要比JT-22優秀不少,但是它也太成熟了,幾乎沒有改進的餘地;相反JT-22就要好得多,雖然在效能上它比GT-101要差一些,但也差不了很多,而且PW在設計的時候,就考慮到了未來的升級和一旦不合適就能修改的冗餘設計。因此,JT-22更適合我們。我們對它來一個徹底的大改,把JT-22的不足的地方都給他補齊,別忘了他的後續機型JD-66可是F-119的核心機,兩者之間有很大的技術延續性。”

保羅.威爾森說了這麼多,都沒有引起李怡炫的興趣,但最後一句就不得不讓他重視了,一個技術性企業最重要的是什麼?不是你掌握了多少高新技術,而是你的這些技術具不具備連續性,如果的技術不具備連續性,那麼再高的科技都沒用,因為你用不上。

相反,如果你在研發一項新技術之前,就考慮到未來技術的連續性,那麼,就算開始你的技術不是很強大,產品也不是特別好,但未來進行升級迭代的時候,你就知道哪些新技術適合你,哪些不適合你,這樣你就能很針對性的選擇符合你自己的新技術,否則你就會在眾多的高新技術前面迷失自己。

因為,先進的高新技術太多了,所謂條條大路通羅馬,通往科學的彼岸遠不止一條路,就看你如何去運用它。

“為什麼是JT-66,不是JT-44?PW給他們的核心機取名都是跳著來嗎?”

保羅.威爾森大笑道:“那倒不是,因為JT-44是PT-12的核心機。”

李怡炫驚訝了,“燃氣輪機啊!”

“不錯,而且不是一般的燃氣輪機,PT-12比GE的LM-2500在技術上整整高出了一代半,但由於他的功率實在太大,所以並沒有作為美海軍的動力系統,而是繼續選擇了L-2500,PT-12只是作為發電站使用。”

保羅.威爾森伸出一根手指比劃道:“LM-2500系列功率最大的型號是32.6兆瓦,美國的DDG-1000的最大排水量是15000噸,用的就是這臺燃氣輪機,而PT-12基礎型號起步就是45兆瓦,而它的零配件比LM-2500少了一半,體積小三分之一,重量更是只有L-2500的五分之三。PT-12也是21世紀初期,哪怕是到了21世紀中頁,它也是世界上功率最大同時也是最先進的燃氣輪機之一。”

媽呀,光是基礎型號就有45兆瓦的功率,那它的後期型又該是多大的功率啊!!!,這麼大的功率不要說DDG-1000了,哪怕是前蘇聯的基洛夫巡洋艦對它來說都是小KISS,30節以上的航速滿世界跑。

要知道福特級航母上兩臺核動力反應堆,加起來也不過才186兆瓦,軍艦一般都是採用兩組4機並聯驅動,這加起來就是180兆瓦,這哪裡是推軍艦,分明是推航母好吧!

李怡炫被這臺超級燃機輪機給驚倒了,好一會才回過神來繼續問道:“核心機改造完了以後,發動機的結構設計上你也採用F-100的方案嗎?”

“不,不採用F-100的結構設計,採用F-110的結構。”保羅.威爾森說道。

PW的所有型號的發動機在高壓轉子的設計上一貫採用的是1-1-0支承方式,即高壓壓氣機前為滾珠軸承,後支點設在高壓渦輪前,也就是說F-100的高壓渦輪是懸臂支承的,該軸承的負荷是透過燃燒室機匣傳出。這種設計不僅使發動機承力框架數多,而且高壓渦輪由於要裝軸承使軸徑小、且渦輪盤是懸臂支承的,給轉子動力學設計帶來困難。

GE公司的發動機(軍用的有F101,F110、F404,民用的有CFM56)中,高壓轉子則採用了1-0-1支承方式,即轉子的後支點設在高壓渦輪後,且採用了中介軸承,即該軸承的外環固定於高壓轉子上,內環固定於低壓轉子上。這種佈局不僅可減少承力框架,而且高壓渦輪軸軸徑可做得很大,增加了轉子剛性,它的缺點是中介軸承的潤滑與封嚴較為複雜些。

1-0-1支承方式經過多年的實踐,被證明是渦扇發動機最優的設計方案,後來PW也一改以前的設計方案,也採用1-0-1支承方式,像F-119、F135,以及後來的PW-8000也是這種設計方案,可以說F-100在總體效能上始終要比F-110要差那麼一點,就是因為他的1-1-0支承方式在一定程度上被拖了後腿。

值得一提是,原先PW的發動機採用的都是雙級高壓渦輪設計,但GE始終不渝的堅持單級高壓渦輪方案。

雙極高壓渦輪設計方案有點是,每級渦輪的負荷小,渦輪效率要大些,但帶來零件多,重量大的缺點。而單級高壓渦輪雖然渦輪效率稍低,但收到了使發動機的結構簡單,零件教少,重量輕等好處。後來在F-119的設計中,普惠公司也一改以往的做法,採用了單級高壓渦輪的設計,從而提高了發動機的推重比。

保羅.威爾森很快就畫了一張設計草圖,跟李怡炫預想的一樣,發動機採用的是1-0-1支承方式,但燃燒室沒有採用F-110的方案。原F-110的燃燒室採用的是HastelloyX合金經機加工而成的短環形燃燒室。燃油經20個雙錐噴嘴和20個小渦流杯噴出並霧化,實現無煙燃燒。

而保羅.威爾森的燃燒室設計方案採用的是F-100方案,即全環形分級單循環燃燒室(歐洲EJ-200的燃燒室),雙層浮壁式火焰筒,外層為整體環形殼體,在殼體與燃氣接觸的壁面上鉚焊有薄板,薄板與殼體間留有一定的縫隙,使冷卻兩者的空氣由縫中流過。臨界氣膜冷卻,並採用大直徑的雙路氣動霧化燃油噴嘴,使用電容放電點火。

這種火焰筒又稱瓦塊式火焰簡,F-119包括它競爭發動機F-120也是採用的這種火焰筒,該火焰筒最大的優點是能有效改善火焰筒的工作條件,不僅可提高火焰筒的壽命,與燃氣接觸的瓦片燒壞後還可更換,而且還可使排氣汙染物減少。

而的雙路氣動霧化燃油噴嘴,是氣動式噴嘴的一種,它最大的優點是能改善燃油霧化質量提高燃燒完全度,減少排汙,同時還能消除一般離心式噴嘴易生積炭的問題。

加力燃燒室是不變,依然採用F-110的躲根徑向火焰穩定器結構,也就是讓迴旋式混合器使內的空氣和外涵氣流有效混合。內涵氣流中90%的空氣在燃油噴入外涵氣流前燃燒完,使整個工作範圍內溫升平穩。這種加力燃燒室的優點是結構簡單,加工工藝相對簡單,火焰燃燒穩定可靠不容易熄滅,而且相對省油。

這種加力燃燒室甚至比F-119的加力燃燒室都要好很多,唯一的缺點是該加力燃燒室的重量相對較大,很影響發動機的整體推重比。

不過保羅.威爾森早就有此準備,他決定在材料上下工夫,F-110的加力燃燒室用的是IN625合金,而他準備採用高鈮鈦鋁阻燃合金,內襯氮化矽基二氧化釷金屬陶瓷,具有極強的耐高溫和抗腐蝕能力,而且它的單位重量比鋁合金輕了30%,結構強度高、鋼性大、彈性強、加工效能也教好,缺點就是價格昂貴。

李怡炫大概估算了一下,與IN625合金比起來,兩者在成本上相差不大,但保羅.威爾森的方案在價效比上更具優勢。

發動機的噴口採用EJ-200的全程可調收斂-擴張式,噴口面積由液壓作動筒和作動環控制,主、副噴管的調節板分三段鉸接,在凸輪和滾柱上移動,以調節噴口面積,噴管外殼材料為焊接的鈦合金。該噴口的最大優點是,能把發動機噴出的高溫火焰氣流,能最大程度的發揮出來,在一定程度上能間接提高發動機的推進效率。缺點就是對工藝要求很高,價格也較貴。

除了西方發達國家,像俄羅斯和中國這樣的發展中國家,一般不會採用這樣的噴口,他們一般喜歡使用魚鱗結構的氣動噴射式收斂-擴張噴口,該噴口的優點是結構相對簡單、容易加工、成本低廉;但缺點也很明顯,噴口重量偏重,火焰的推進效率不高。比如AL-31和渦扇-10發動機就是這樣的噴口。