重要新闻 :

前沿课题

您现在的位置:首页 > 大国战略 > 前沿课题
攻克难关,助中国飞翔
作者:西陆军事网 发布于:2018/1/3 9:50:07 点击量:


攻克难关,助中国飞翔

航空发动机一直被誉为航天飞行器的“心脏”,无论是客机还是战机都离不开航空发动机,可以说航空发动机的好坏在一定程度上决定了飞行器性能的强弱。

别看全球战机多如牛毛,可是能够自主研制和生产发动机却是只有联合国五常,其中以技术层面来说美俄为首,次之是英法两国,中国要稍稍落后一些。

航天发动机是一个国家航空工业实力的标杆,能够反映出一个国家航空工业实力的强弱,在这五常中中国排在最后,这也成了中国在发展航天事业的一大短板。

所以在早期中国研制国产战机的时候发动机基本上是寻求国外帮助,也因此限制了中国航天事业的发展。

歼轰7是中国20世纪80年代开始自行设计研制的超音速歼击轰炸机,发动机采用的却是英国贝斯发动机,还有歼-10A的发动机使用的是俄罗斯AL-31FN发动机。中国一直也有自主研制发动机,但是同期国产“太行”发动机因为性能问题一直无法装备部队。

这使得中国现役的主力战机基本上都是装备的俄罗斯AL-31F发动机,这也大大增加了研制和生产战机的费用。

不过中国并没有让世人失望,中国自主研制的国产涡扇-10B装备到歼-20隐形战斗机上在世界亮相,并取得了预期的效果,中国在发动机的技术层次也上升到了一个高度。

中国涡扇-10B装备的歼-20已经得到了世界各国的认可,让其他国家嗅到了向中国出口发动机的危机,这时候就积极向中国提供先进发动机。此前,中国向俄罗斯进口苏35战机的时候,俄罗斯认为中国是冲着117S发动机去,拖拖拉拉不肯卖给中国。

但是自从中国的涡扇-10B成功研制出来之后,一改常态表示愿意和中国合作。还有就是乌克兰,一直以来都是中国很好的合作伙伴,在出口发动机上也不会小气。

最意想不到的是英国,英国最大的发动机制造商罗.罗公司表示愿意向中国提供大涵道发动机技术来帮助中国大型客机的研发工作。中国就在发动机技术得到了快速发展,那么这一短板也没了,美国站出来了,呼吁不要各国破坏平衡。

稀有金属铼是航空发动机的核心材料。近一段时间,中国在这一材料领域取得突破的消息不断传出:中国安徽首次探明含铼矿藏,中国企业实现金属铼提纯……中国国产发动机能否就此出现“质的飞跃”,成为外界关注的话题。

中国安徽省地矿局宣布,《安徽省泾县湛岭钼矿床勘探地质报告》日前获该省矿产资源储量评审中心评审通过,已探明湛岭钼矿中伴生稀有“超级金属”铼,这也是该省首次发现和探明铼资源。

据官媒12月25日报道,湛岭钼矿床位于安徽省泾县境内,现已探明钼金属量11万余吨、伴生铜金属量8万余吨以及铼金属量30吨。 据悉,该矿床产于稍晚期花岗斑岩中,主矿体埋深150米至160米,矿化体连续,矿床开发条件较好。

据介绍,铼是人类发现最晚的天然元素,它在地壳中的含量比所有的稀土元素都小,据称“比钻石更难以获取”。铼主要伴生于斑岩型钼(铜)矿床中,从钼精矿中提取。 据了解,全球铼探明资源储量约为1,100吨,中国探明储量不足200吨。

铼镍合金强度极高且塑性很好,是现代喷气引擎叶片、涡轮盘等重要结构件必不可少的核心材料。 中国安徽省地矿局相关负责人表示,中国铼储量极为稀少,由于中国国内航空业的高速发展,其需求量呈逐年大幅上升,目前高度依赖进口。

湛岭钼矿中探明的铼矿易采、易选,若获开发,将具有重要意义。缺了它,航空发动机的性能和寿命都要大打折扣。此外,航天和导弹也离不开它。

直到上世纪末,中国并没有发现铼,一度被认为是“贫铼国”,对含铼高温合金和单晶叶片铸造技术的相关研究也很少。进入21世纪,中国才发现铼资源,但储量并不丰富,产量在每年2吨左右,无法满足需求。

为了维持在航空工业的优势地位,欧美国家常年针对中国进行材料和技术封锁,对铼的相关技术盯得很紧。

2010年,中国企业在陕西省洛南县黄龙铺钼矿区矿山中勘探到铼,储量达到176吨,约占全球储量的7%,引起国际极关注。

据《山东商报》9月4日报道,中国企业已实现金属铼的提纯。 新华社旗下的瞭望智库10月5日曾刊文披露,目前,依托对铼的勘探发掘和含铼高温合金技术的使用,中国企业已经能够生产出航天发动机中最关键的部位——铼镍合金单晶叶片。

据了解,涡轮叶片为现代航空发动机中一个关键部件,在发动机工作时不仅需同时承受约1,600摄氏度高温、数十个大气压和以每分钟数万的转速,还要承受强大离心力的持续作用。

业内专家介绍,比起上一代航空发动机采用的定向结晶的普通叶片,新一代则普遍采用单晶叶片,这可增加200摄氏度左右的涡轮燃烧温度,有铼加入单晶叶片,可以增强材料各方面的性能。

西方分析人士认为,如果中国把铼运用到航空发动机领域,并取得技术突破,会打破美欧对该领域技术的垄断。

中国航空专家王光秋表示,航空发动机研制是一个系统工程,不会单靠超级金属铼就有大的突破,其仅是增加发动机材料性能的因素之一。

报道显示,中国铼镍合金单晶叶片投产的时间刚刚满一年。 有持乐观态度的观察家表示,虽然航空发动机的研制不单单是一个单晶叶片成功量产就能解决的,可单晶叶片作为发动机最为核心的组件,其成功量产对中国航空业的重要性毋庸置疑。XLW

中国歼-20隐身战斗机自列装以来,除了发动机没达到理想状态,其他各项性能都近乎完美,歼-20飞行员盛赞这是解放军“一根针破一张网”的利器。

据12月5日报道,中国已攻克新型发动机叶片研制难关,解决了发动机难以量产的关键性难题,打通了国产航空发动机的最后一个关卡。

报道称,中国涡扇-15研制成功,意味着中国先进发动机将彻底国产化,俄罗斯将会丧失中国这个最大的发动机购买客户大部分订单。涡扇-15是为歼-20定向研制的大推力发动机,根据公开数据分析。

涡扇-15发动机推力高达18吨,拥有三维矢量喷口,性能超过美国F-22A隐形战斗机装配的F119型大推力涡扇发动机,也超过了现在苏-57装配的117s发动机,歼-20装配该发动机后,将会成为现役最为先进的战斗机。

中国近几十年长期受西方技术封锁,技术积累相对薄弱,航空发动机一直受制于人,即便研制出最先进的歼-20五代战机,也无法大量生产。

 

近年投入数千亿研发资金,该领域得以接连取得突破,在前不久歼-20装配涡扇-10B发动机公开曝光,这也让所有人都期待涡扇-15的正式亮相。

除歼-20外,有媒体分析报道,中国涡扇-15大推力发动机还可以装在其他机型上。

例如歼-10D,歼-10D据分析是在现有歼-10C基础上进行大幅度升级,将具备一定的隐身性能,如果换装新型发动机,载重以及机动性将大幅提升,将会同歼-20形成完美的高低搭配。

中科院西安光机所日前展示了新的激光加工设备,该设备用于制造航空发动机涡轮叶片的气膜孔冷加工。

这被认为是中国航发研究中最为艰难的科技,种基础层面的技术突破,对中国在研的涡扇-15、涡扇-20来说都是极为重要的,这也证实了俄罗斯媒体的报道。

 

中国航发为何难达国际一流?关于这个问题,大家有不同的想法,其实涉及到太多的地东西,仅从最低层讲,多项材料被他国垄断。

人们常说中国地大物博,为资源大国,实为总量上的说法,论单个品种却有缺乏,尤其是一些稀有矿产非常缺少。尤其是涉及到军工所需的,比如:金属铼,这种航空发动机必用的金属,曾经困扰过我们。

如今我们正在逐一打破这种制限,这也是在走出云的过程中,非常注意收购各类矿产的主要原因,例如,在2016年5月,中国企业以26.5亿美元的价格收购刚果(金)最大的铜钴矿TenkeFungurume,又称“Tenke铜钴矿”56%的股权。

这一交易的意义不小,谁都知道,中国为一个缺少铜的国家,国内储量仅占全球的3.8%,与铜伴用的钴资源价值更大,钴是银白色的金属,含有金属钴的合金材料为相当重要,尤其是涉及军工领域。

据统计,现代涡扇航空发动机30%以上的材料都是金属钴合金,金属钴是磁性材料行业重要的原材料添加剂,由此可见金属钴的重要地位。

这次收购意味着,中国航发又一关键材料获得了解决,再次证明西方封堵无效,以后不可能再从矿石供应的源头卡中国的脖子了。

 

中国冶炼金属钴的能力相当高,占到全球产量的4成,只是手中缺少资源,国内的钴资源仅占全球的1.1%,每年都需要大量进口,为此不得不在世界范围内探寻这种资源。

也许有人认为,我们的收购价不便宜,其实应仔细算一下帐。这次收获的Tenke铜钴矿拥有超过2800万吨铜和300万吨钴的资源量,收获前一年的2015年,一共生产铜金属20.4万吨铜、1.6万吨钴,价值超过10亿美元。

同时,按协议,中方还机会收购其他涉及钴的项目。从某种意义上说,经过类似的收购等,中国已在国外获得了少钴矿资源,金属钴资源供应问题基本解决了!

更重要的是,提高我们在国际市场上金属钴定价权的比重,如今日愈存在的问题是,中国做为世界上主要的进口国,甚至许多东西进口量占到全球一半以上,却没有定价权利。

这次收购也会让日本伤感吧,据说这个大型铜钴矿实际最早由日本人探测到的,结果现在它属于中国了,这次成功竟因日本帮了大忙?不管是否真实,这都属于一个无关紧要的事情,反正它已经属于我们了。

中国掌握大量的铜钴矿资源对稳定原料供应,避免受制于人方面价值巨大,为争夺定价权创造了条件,也为中国军工的发展提供了保证,对中国航空发动机制造有着不小的意义。

 

可以说,中国航空工业发展历程,是一部与心脏病作斗争的血泪史。放眼世界,欧美当年是如何跨过这道门槛的?我们能从发达国家那里获得哪些经验?

我们来举个例子,苏27的AL-31涡扇发动机是第三代战斗机的代表型号,其最大加力推力是12.5吨,2台AL-31可推动苏27以超过2倍音速飞行。

但是,AL-31的风扇直径不到900毫米,涡轮直径不到300毫米。这幺小尺寸的风扇和涡轮,要时刻承受着12.5吨的力。这强度相当于一个人用喉咙顶着钢枪推动汽车。

航空发动机是一个技术精深得使新手难以进入的领域,它需要国家充分开发、保护并充分利用该领域的成果,需要长期的数据和经验积累,以及国家大量的投入。

确实,航空发动机作为尖端技术,仅凭行业部门的研发是远远不够的如果没有国家的战略规划、大量投入、长期的数据和经验积累、以及核心技术保护和充分利用其成果,要想一蹴而就是不可能的。

回首中国,航空发动机也一直是困扰中国飞机的心脏病,我们的问题主要在于:

 

第一,缺乏战略规划布局。建国初期,国家将有限的资金用于研发两弹一星,以在总体上解决国家最紧迫的安全问题。在航空领域的投入总体上来看缺口较大,只能用有限的资源解决最急迫的问题,缺乏战略规划布局。

因此,在很长一段时间内,我国航空发动机都是应急之作,长期处于测绘仿制和改进改型阶段。

第二,受研发生产的机制限制。发达国家的普遍做法是:根据未来航空动力的需求,预研相应的航空发动机。他们设计飞机时,通常是以已有的航空发动机作为动力依据。

而我国在飞机研制过程中,因没有现成的航空发动机与之匹配,所以,一般都是新飞机和航空发动机同时立项。航空发动机技术极为复杂,研制周期往往长于飞机。这样一来,我们的飞机设计完成了,却没有相应的发动机。

为了保证飞机的研制进度,通常采取引进国外同类发动机以解燃眉之急。当新机有了替代品之后,原立项的发动机便终止研制或下马,形成了立项-下马-再立项-再下马的怪圈。

第三,缺乏技术储备。航空发动机是一个国家综合国力、工业基础和技术水平的集中体现。建国初期,我们的工业基础可谓一穷二白,更谈不上任何技术储备。

 

我国在航空工业起步阶段,走的测绘仿制道路,照葫芦画瓢,许多关键问题只知其然不知其所以然。在具体研制过程中,头痛医头,脚痛医脚,未能形成系统研究机制。

第四,未能集中力量在关键问题上实现突破。上世纪七八十年代,为了解决长期困扰的飞机动力问题,我国曾先后投入仿制和研制涡喷-15、涡扇-6、涡扇-8、等多型号航空发动机。

应该说,在当时,无论是投资还是立项,我们都是尽了最大努力的。为什么这些项目都没有搞成呢?就是因为当时虽然整体投入相当可观,但多项目同时开展,不仅造成研制资源分散,而且也严重影响了整个发动机研制的进程。

在很长一段时间,我们都没有能够把有限的资源形成合力去解决关键问题。航空发动机是当今世界上最复杂、多学科集成的工程机械系统,它的发展不可能一蹴而就。

从现有的经济规模来看,中国具备了持续研发航空发动机的实力和条件。但是,面对军航和民航不断扩大的强劲需求,我们也面临着巨大的挑战。如何让有限的投入产生最大的投资效果?这是决策者必须要慎重考虑的问题。

在投资规模上和项目管理上,要多项目并行,更要注意多项目管控上的先后顺序问题。我们要集中力量在重点型号及核心技术上实现率先突破,进而不断增加技术积累,并延续发展到其它项目,实现累进式高效发展。

 

不过,近日疑似换装国产航发的歼-20首飞在网络引发轰动。新型飞机在研制过程中更换发动机并不罕见,歼-20战机“换心”却格外引人关注,究竟有哪些内情?

北京时间9月19日,编号2021的歼-20战机试飞的影像在网络曝光。中国军事专家傅前哨分析,新一架歼-20原型机验证的很可能是新的中国国产动力装置。

外界猜测,这架黄色涂装歼-20装备的是涡扇-10“太行”发动机的最新改进版。网络曝光的照片显示,新“太行”尾喷管采用锯齿状设计。据推测,这是在采用锯齿状收敛调节片设计,对歼-20后半球的隐形性能有不小的提升。

有观察指出,新型涡扇-10B发动机新采用更宽的后燃烧室和可变矢量喷口,并可提供14吨至15吨的推力,足以保证歼-20新机以1马赫至1.2马赫的速度巡航。

除了使用到中国最先进战机上传闻之外,近日在北京航展上公开亮相的产品,似乎预示着“太行”系列已经接近或到达重要的技术成熟节点。

此次歼-20换装“中国心”的消息尚未获得军方证实,不过,由于中国国产航空发动机的发展一直备受关注,包括官媒在内的各界媒体仍对此事给予特别关注。

 

新华社旗下的瞭望智库微信公号9月27日刊文报道此事,文章将航空发动机相关技术形容为“仅次于核武器的第二大军事敏感技术”,将“自主研发航空发动机”的行动形容为“大国才能玩的起的游戏”。

文章称,航空发动机是飞机的“心脏”,是航空产业和飞行器的源动力,对国防和工业体系意义巨大。而中国航空工业发展历程,是一部与“心脏病”作斗争的血泪史。

文章指出,中国与西方发达国家的合作已证明,世界先进技术,特别是核心技术是买不来的,彻底根治中国飞机的“心脏病”必须“要立足于自力更生”。

文章提到2016年8月成立的中国航空发动机集团公司,称中国“把创新发展航空发动机上升为国家意志”,但中国在相关领域推行得变革“仅仅是迈出了第一步”,要达到目标,仍面临艰巨挑战。

文章认为,中国航空发动机应拿出当年“两弹一星”的精神,集中力量对有决定性影响的核心技术进行攻坚,才有望实现技术突破。

文章最后指出,航空发动机是当今世界上最复杂、多学科集成的工程机械系统,其发展不可能一蹴而就。歼-20换发,只是中国航空工业追赶世界最先进水平的一个开始。

 

另一官方消息显示,中巴空军“雄鹰-VI”联合训练已经结束,媒体9月25日在报道时披露,在联训结训仪式上,中共高级将领向巴基斯坦军方赠送了歼-20隐形战机的模型。

战厚顺向巴基斯坦军方称,歼-20已经实现了“中国心”。这表明,歼-20至少目前已经更换了国产发动机。

9月19日,中国空军一架黄皮歼-20在四川成都成功首飞,该机被指安装了国产“太行”发动机。战厚顺的言论证实了歼-20安装国产发动机试飞一事真实性。

 

9月19日当天试飞的国产发动机版本的歼-20。

编号为2021的歼-20被指使用了“太行”发动机。

歼-20使用“太行”发动机将会增加产量,毕竟中国周边国家的隐形战机不断增多。

 

太行版歼-20首飞成功引发国际舆论关注。有观察指出,中国已掌握超级合金铼相关技术,国产发动机能为歼-20可提供超过14吨的推力,使中国隐身战机实现超音速巡航。

2021号歼-20战机试飞的照片在网络曝光。从发动机尾喷管外形来看,细节特征明显区别于歼-20先前使用的俄制发动机。

外界分析,这是首架换装中国国产“太行”系列大推力涡扇发动机的歼-20原型机。 据称,北京时间9月19日12时50分,这架歼-20在成都飞机制造厂首飞成功,并于13时8分第一次通场,13时13分第二次通场,13时17分降落,总共飞行27分钟。

这架疑似换装“太行”改进型发动机的歼-20原型机为黄色防锈底漆涂装,编号为红色。 网络曝光的照片显示,新“太行”尾喷管采用锯齿状设计。

据推测,这是在采用锯齿状收敛调节片设计,对歼-20后半球的隐形性能有不小的提升。 大众科学网站9月20日的报道称,中国最新制造的歼-20战机配备了涡扇-10X航空发动机,新发动机采用更宽的后燃烧室和可变矢量喷口。

 

文章认为,新型涡扇-10X发动机可提供14吨至15吨的推力,足以保证歼-20新机以1马赫至1.2马赫的速度巡航。

文章推测,歼-20新机发动机的进步得益于新材料技术的突破,证明中国掌握了超级合金铼的相关技术,这不仅有助于大批量制造现役战机发动机,还可以加快研究性能更好、科技含量更高的下一代战机。

除了使用到中国最先进战机上传闻之外,近日在北京航展上公开亮相的产品,似乎预示着“太行”系列已经接近或到达重要的技术成熟节点。

在近日举行的北京航展上,中国航发展出了一个名为QD70的燃气轮机,根据现场的文字介绍,它是以“太行”为基础研制的小档功率轻型燃气轮机,可以用在舰艇上。

根据展台上的介绍,近年来,中国航发在“太行”航空发动机的基础上,研制出7MW、18MW、40MW级的舰用燃气轮机。

将航空发动机改为舰用燃气轮机是西方很成熟的技术发展模式,而将某型航空发动机改为舰用型号,从侧面说明该发动机本身应该已具有一定技术实力。

 

北京时间9月19日,四川成都,安装国产WS-10系列(代号“太行”)发动机的歼-20隐形战斗机成功进行首次试飞。图为黄皮歼-20升空瞬间。

9月18日,最新一架黄皮歼-20现身四川成都试飞基地,机首编号为2021,进行了首飞前的高速滑行试验。

这架编号为2021的歼-20与此前曝光的歼-20最大的不同是,该机安装了国产WS-10系列发动机。图为安装WS-10发动机的歼-20。

 

此前中国已经服役了数架歼-20战斗机。图为中国空军公开的3架歼-20。这批次歼-20使用的发动机被指是俄罗斯研制的99M2发动机。该发动机由中国独立出资,俄罗斯生产。

此前中国公开展出的WS-10系列改进型发动机。该发动机性能较为成熟,目前适用于中国海空军多型战斗机。

观察家认为,歼-20换装国产发动机的原因在于,便于快速大批量装备隐形战机,以应对可能面对的危险局势。此外,WS-10系列发动机的成熟也使得歼-20能够使用这种发动机。

 

实际上,一直以来,关于歼-20战机动力装置的争论与质疑总是能够吸引很多人的关注:到底是俄制发动机还是国产发动机?

如果装备国产发动机,那么是“太行”还是新一代WS-15“峨眉”?随着新的歼-20战机图片的出现,答案开始变得清晰:之前各架歼-20装备的还是俄制AL-31F改进型发动机,而新的歼-20开始换装国产发动机。

另外,从发动机尾喷管调节片的外形结构来看,符合“太行”系列发动机的设计特征。

换“心脏”的前车之鉴

事实上,为一架已经实现设计定型并批量装备部队的战斗机更换另一种完全不同的发动机,没有想象中的那么简单。在国内外战斗机的发展历程中,就有过不少成功与失败的例子,这里笔者举两个例予以说明。

说到喷气式战斗机换装发动机的成功案例,笔者首先想到的就是曾经称霸海空的一代天骄——美国海军F-14“雄猫”重型变后掠翼舰载战斗机。该机在研制和试飞过程中装备的是世界上第一种加力涡扇发动机——普惠公司的TF30-P412。

 

但是,美国海军对于该型发动机的性能并不满意,其最为理想的型号是普惠公司全新研制的F401发动机。不过,由于F401发动机的研制进度远远赶不上F-14战斗机,而美国海军又极为迫切的需要后者尽快服役,最终不得不同意继续使用TF30-P412。

于是,从1974年服役开始,F-14战斗机就是一只患有“先天性心脏病”的“雄猫”,TF30-P412发动机在结构设计和可靠性上的诸多缺陷严重限制了该机作战性能的发挥。

发动机故障导致的F-14坠机事故占所有事故的四分之一以上。以至于时任美国海军部长为此愤愤然的说:“TF30搭配F-14,可以称得上是最烂发动机与最好战斗机的组合。”后来,普惠公司多次对TF30-P412发动机进行改进,但依然未能彻底解决问题。

直到1986年GE公司研发的F110-GE-400发动机开始装备F-14B,才真正治好了“雄猫”的“心脏病”,不仅推力大幅增加,而且战机的留空时间和作战半径都提升了25%以上。

不过,由于F110-GE-400发动机要比TF30-P412发动机短得多,为了适应较长的发动机舱,特别进行了改进设计,比如在加力燃烧室后部加装延长筒,并且改变了与机身固定的安装节位置。

 

而战斗机换发失败最为典型的案例当属英国F-4K/M。美国研制的F-4“鬼怪”Ⅱ战斗机各型号装备的都是J79系列涡喷发动机,唯有为英国海军和空军研制的F-4K/M换装了罗·罗公司研发的“斯贝”Mk202涡扇发动机。

单从主要性能指标上看,“斯贝”Mk202要全面优于J79,尤其是在加力推力、耗油率等方面。但是,前者的最大直径和进气流量远远超过后者,导致F-4K/M对机身进行了重新设计,包括加宽进气口、增加侧面进气门,而且后机身也相应加粗。

这一系列改进导致了F-4K/M的飞行阻力大大增加,即便是“斯贝”Mk202发动机的推力有所提升也未能予以弥补。

因此,最后的测试结果显示,除了得益于耗油率降低而使得起飞性能和转场航程有所改善外,F-4K/M的最大平飞速度、加速性、爬升率以及稳定盘旋性能等指标都大大低于装备J79发动机的其他F-4改进型号。

英国人对此大失所望,但是骑虎难下,最终只订购了170架F-4K/M,仅为最初计划采购总数的40%,而且很快就被英、德、意三国联合研制的“狂风”战机所取代。

 

以上这一正一反两个事例提醒我们,为已经服役的战斗机换装性能更好的新型发动机固然是好事,但是也要经过科学严谨的论证,否则可能适得其反。

F-14战斗机换装F110-GE-400发动机,不仅重量减轻、长度减小,而且完全没有增加额外的飞行阻力,因此得以成功。而F-4K/M换装“斯贝”Mk202发动机导致主要性能下降,英国人已经看的很清楚,却出于必须使用国产发动机的“傲娇”,依然决定批量采购和装备。

结果,F-4K/M在英国海军和空军中高不成低不就,尤其是无法胜任当时最为重要的高空高速截击任务,仅服役20年就全部退役。

对于歼-20这样的第四代战斗机来说,更换发动机远比第三代和第二代战斗机复杂得多,不仅包括进气道、发动机舱以及后机身结构设计的调整,以适应新发动机进气流量以及外形尺寸的变化,还要使得新发动机的FADEC控制系统与原有的飞控系统相融合,相应的飞控软件也要进行改写。

 

同时,换发后对于战机后部RCS的影响也要进行测试并加以改进,以便保证全机的隐身效能。因此,中航工业全新生产了一架歼-20样机用于换装国产“太行”发动机的试验。从目前状态看,发动机舱与发动机之间的尺寸匹配可能还未做到最佳的优化设计。

对于歼-20这样的第四代战斗机来说,更换发动机远比第三代和第二代战斗机复杂得多。

歼-20战机为何换“心脏”?

既然为先进战机更换发动机有一定的风险且难度不小,为何中航工业会在歼-20已经定型并交付之后还要走这一步,而且换装的还是“太行”发动机,并非为歼-20配套研制的WS-15“峨眉”。笔者认为,根源很可能出在了俄方AL-31F发动机的供应问题上。

从上世纪90年代到本世纪前十年,俄空军订购的苏霍伊战机数量少得可怜,进而导致俄罗斯航空发动机企业产能严重过剩,可以充分满足包括中国在内的所有国外用户对于AL-31F发动机的订单需求。然而,随着近年来俄空天军采购苏霍伊战机数量的猛增,再加上国外订单依然不断,使得俄罗斯AL-31F发动机的三大主要生产企业——土星、乌法和礼炮的产能已经接近饱和。

 

目前,歼-20即将进入到全速量产阶段,如果完全依靠从俄方采购AL-31F改进型发动机,恐怕难以满足需求。此外,AL-31F发动机的采购价格也水涨船高,从最初的300万美元已经升至最高500万美元以上,接近翻倍。在这两方面因素的综合作用下,为歼-20换装国产发动机以缓解量产需求的压力,自然就是唯一可供选择的办法。

从中航工业专门生产一架歼-20样机,并且换装的还是相对成熟的“太行”系列发动机来看,还是力求在最短的时间内完成该机的换发改进设计,以便把对当前歼-20量产工作的影响降低到最小。当然,歼-20装备的一定是“太行”系列发动机的改进型号,其可靠性和性能指标应该不逊于AL-31F改进型发动机,甚至可能还有所超越。

事实上,美国空军的现役主力战机——F-15和F-16也是同时装备有普惠公司的F100系列以及GE公司的F110系列发动机。而且,如果不是美国空军后来决定停止研制罗·罗与GE联合开发的F136发动机,如今的F-35“闪电”Ⅱ各型战斗机也会同时装备两种发动机。因此,同时装备俄制AL-31F改进型发动机和国产“太行”改进型发动机的歼-20在服役后,对于中国空军后勤保障来说并没有太大的影响。

 

第二次换“心脏”值得期待

歼-20换装国产“太行”改进型发动机后,应该会在编号上与之前的歼-20有所区分。笔者推测,如果把已经服役、装备俄制AL-31F改进型发动机的歼-20称为歼-20A的话,那么换装国产“太行”改进型发动机的歼-20就可以称为歼-20B。由于“太行”系列发动机在最初装机试飞时就提出了与AL-31F系列发动机方便换装的通用化要求,包括与机身固定的安装节位置和间距都基本相同,歼-20B应该不必对机身内部结构进行较大的改动,对生产工序和工装夹具的影响也可以相应降低到最小。以中航工业的科研生产实力来看,歼-20B经过相关的优化改进设计后,1~2年就内有望实现定型并投入量产。

此外,从歼-20A和歼-20B的关系上来看,后者即便是达到了量产服役阶段,也不太可能完全代替前者。前文提到,俄罗斯同时有三家发动机企业生产AL-31F系列发动机,相比之下,国内能够生产“太行”系列发动机的只有中航工业黎明公司。

而且,黎明公司生产的“太行”系列发动机还要同时供给沈飞公司,用于配装已经量产的歼-11B和歼-16等中国空军和海军急需的第三代改进型战斗机。

再加上为现役歼战斗机生产备用发动机,以及未来歼-15舰载战斗机可能的换发需求,事实上中航工业黎明公司的产能也是相当饱和的。因此,目前歼-20只能以同时研制生产A、B两个型号来进行互补,而且会并存相当长的一段时间。

未来,歼-20还将面临着第二次换发,也就是正在研制中的WS-15“峨眉”发动机。由于该型发动机的全重以及外形尺寸变化更大,而且很可能配备推力矢量喷口,歼-20至少还会再进行一次大改,从而达到最佳状态。




上一篇:我炸弹之母震慑宵小

下一篇:没有了!