摘要:虽然WS-15发动机并未完全跟上歼-20的研发和装备进度,但这并不妨碍其成为中国航空发动机”争气机”的地位。预计最晚2020年,实用状态的下的WS-15发动机也会批量装备。怎么维持这个推力达16吨的”巨型喷子”的良好运行状态,已经是中国油品工程师们数年前就已经考虑到的问题。这个问题的结论便是4011/4011A合成航空润滑油
珠海航展上的新型发动机
规则的制定者
提到四代大推力发动机,就不得不提及F-22A”猛禽”的心脏:普拉特·惠特尼F119涡扇发动机。这台于1991年便在YF-22A战斗机上的首装的四代大推,时至今日也有不俗的性能:推力16吨,推重比达到9。与此对应,其涡轮前温度高达1900K(F-15所用的F-110仅为1785K)。强大的动力使”猛禽”具备了超音速巡航能力与超机动性能,也树立了新一代战斗机性能标杆。随着发动机前涡轮温度的提升,发动机整体运行的环境温度也随之升高。因此美国空军便研制了与之相匹配的4厘斯油,其规范为:MIL-PRF-7808L,使用温度-51°C~220°C。完全满足了F-119发动机的”胃口”,优异的性能还降低了发动机的维护成本。
F-119是“猛禽”的强大动力之源
歼-20早期的发动机选型
歼-20最初测试时用的发动机为俄制AL-31FN涡扇发动机,其最大推力约为12.5吨,涡轮前温度为1700K;第一批量产型歼-20A使用的则为国产的WS-10B型涡扇发动机,其最大推力约13吨,涡轮前温度约为1750K。总体而言,AL-31FN和WS-10B都属于典型的第三代大推力涡扇发动机,润滑部位的工作温度都在200°C以下。在这个标准范围内,AL-31FN发动机仍然使用俄罗斯进口的系列航空润滑油,如50-1-4f/y航空润滑油系列;WS-10则使用国产性能相近的航空润滑油,如某厂4010合成航空润滑油和928航空润滑油等。这些润滑油的工作温度都在-60°C~200°C的范围内。但已经不适用于新一代WS-15发动机的要求。
J-20测试时装备的仍是AL-31F发动机,J-10也在用
WS-15对新一代航空液压油的指标要求
WS-15发动机,代号”峨眉”,是歼-20战斗机的配套发动机。由于我国涡扇发动机研究起步较晚,导致指标要求高的”峨眉”至今仍未达到作战实用状态。但是随着歼-20战斗机的成熟,WS-15也必将在2020年前后实机装备。以达到歼-20作战能力的”全状态”化,来应对周边新一代战斗机迅速增多的严峻形势。WS-15发动机具体数据并未公布,但有消息称09年的早起测试中就已经达到16吨的推力,与之对应的前涡轮温度则为1850K。我们暂不讨论这些数据的真实性,仅就歼-20的超机动性和超音速巡航能力而言,发动机达到这样的指标就是十分必要的,这就要求新一代航空润滑油的高温上限需要接近或者达到220°C。为了适应新一代发动机的高温工作指标,数年前相关单位就已经完成了新一点4011/4011A合成航空润滑油的研究。
量产型J-20装备国产发动机
4011/4011A合成航空润滑油主要特点
更加宽泛的温度使用范围:-51°C~220°C。相对于4010航空润滑油而言,继承了其优异的低温性,以满足东北严寒地区、高原地区的适应能力。同时,高温上限提升至220°C。这已完全达到了美军MIL-PRF-7808L中4厘斯油的标准,完全适应新一代发动机的高温润滑环境。
热氧化安定性能优良:可以保障轴承更长的使用寿命。
存储安定性:具有优良的材料适应性,适应各种环境下发动机的使用。
泡沫倾向低:提供各种条件下充足的润滑性能。
某品牌4011/4011A合成航空润滑油,性能满足新一代发动机
4011/4011A合成航空润滑油参数指标(典型数据):
4011/4011A合成航空润滑油参数
应用现状
4011/4011A合成航空润滑油满足的规范为:Q/SH303 417—2007,对应美军的MIL-L-7808L中的4厘斯油规范。由于WS-15发动机暂未装备,目前4011系列主要是用作4010系列、928系列和俄制50-1-4系列航空润滑油等可替代油品的使用装备序列中,用量较少。随着21世纪第三个十年的到来,WS-15的大量装备必将指日可待,到时候就是4011/4011A合成航空润滑油的天下了,加油吧,中国空军!
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