珠海航展上展出的涡扇-10“太行”发动机
近日,《中国航空 》以《铸国防空疆之重器——记中航工业发动机研究院、动力所总设计师刘永泉》为题刊文, 道了中航工业动力所研制成功“某型发动机”。外界据此文内容普遍断定,这“某型发动机”正是“太行”涡轮风扇发动机的最新改型。
对于困扰中国军机数十年的“心脏病”,军迷们可谓“魂牵梦绕,怨念深重”,而涡扇-10“太行”发动机,则是这“心脏病”最集中的缩影。
“不太行”、“菊花残”,苦涩的戏谑之语犹在耳畔,近三四年来,解放军多款新型战机搭载“太行”的图片却悄悄传遍 络。而中国航空界官方媒体此文似乎是在大声宣布:“太行真行了!”
中航工业发动机研究院、动力所总设计师刘永泉
浙江新闻客户端特邀军事专家来解读“太行”:涡扇-10B“太行”改的澎湃动力不仅极大缓解了中国几乎所有战斗机的“心脏病”,更能解决困扰我们多时的战机产能问题,让中国先进战机不再被“卡脖子”。
高性能军用涡扇发动机是一国工业科技实力真正的试金石,决不是随随便便可以山寨出来的
中国人打造出了
航空发动机的“最强大脑”
《中国航空 》的这篇 道提到:“某发动机为提高发动机高空推力性能,采用了优化的混合加力燃烧室……2013年中,国内首次航空发动机风扇叶片旋转状态下鸟撞试验成功完成……某型发动机数控系统赶超了国外第三代战斗机控制系统水平,打造出了航空发动机的‘最强大脑’……”
这里点明了“太行”改型的几大技术创新,而最关键的新技术就是“数控系统”——全权限数字电子控制系统(FADEC)。
歼-10B、歼-11BS终于都用上了“太行”发动机
据独立军事评论员胡乐其介绍,FADEC是指挥发动机的数字化大脑(对应文中的“最强大脑”),它可以从发动机内的传感器中获取数据,对发动机进行一系列复杂控制,如改变喷口面积、监控发动机状态、诊断故障等等,可以做到收放自如。FADEC不仅能大大提高飞机飞行性能,还减轻了发动机的重量,是目前欧美军民用航空发动机的标配。
只有具备了FADEC技术,才可能做到飞(飞控)火(火控)推(发动机控制)一体化的航电系统。而实现了飞火推一体化,飞行员对战机的掌控可以随心所欲、收放自如,战机做各种战术动作的协调性将获得质的提升,让战机的各项性能获得最大程度的发挥,就像一位武林高手,武功修为臻于化境。
美军F-22“猛禽”正是运用其CIP主计算机实现飞火推一体化,才获得了强大的超机动性能。
据胡乐其透露,我国自行研发的飞火一体化在歼轰-7A上就已实现,但是要与发动机控制系统联动,难度更上一个台阶。
中美航空发动机发展对比图
在铺天盖地的嘲笑和冷眼中
“不太行”渐渐地真的“行了”
“某型发动机采用大量新结构、新材料、新工艺等,国内技术基础薄弱,工程研制经验不足……单个型号的试车时数超过动力所历年所有型号累计试车时数。”
《中国航空 》 道的这段文字,令人联想起流传数年的“太行行不行”的故事。它一直是无数中国军工人和军迷心底的痛。
据独立军事评论员胡乐其透露,“太行”是1980年代为歼-10战斗机配套而研发的,其技术源头为美法合研的CFM-56民用发动机(大量装备空客A320)的核心机,而后者也是美国F110发动机(装备F-14)的技术源头。
但是,中国航空发动机的技术基础实在薄弱,工艺水平更是要命的瓶颈,研制非常不顺,一度处于停滞状态。新材料的性能不稳定造成发动机状态不稳定,当时配套的FADEC系统在高温环境下老是出毛病,达不到装机条件。
解决方案是借鉴随苏-27引进国内的俄制AL-31F发动机,由于苏联电子技术的落后,其采用了机械液压+模拟电子的混合控制系统。为救急,中航把AL-31F的控制系统移植到“太行”上面凑合。这样,降级版的“太行”才在本世纪初设计定型。
航空发动机不愧是“现代工业皇冠上的明珠”。纸面上看,“太行”是媲美F110的先进发动机,但事实却是“心脏病”让国产战机多等了10多年,“太行”被恨铁不成钢的人们叫做“不太行”。
据胡乐其介绍,2001年“太行”装机试飞,但试飞机曾经在空中喷零件、空中停车。一番修修补补后,2005年12月28日“太行”通过了定型审查。然而,又出现了叶片断裂等严重事故,2008年起,歼-11B战机排队等着“太行”,因为发动机不靠谱而被迫“趴窝”。逐步排除故障后,2010年1月,“太行”涡扇-10A大批装备歼-11B,并荣获国家科技进步特等奖。
在各种嘲笑、冷眼中,“不太行”渐渐地“行了”。
“太行”在成飞总装厂等待着装配到歼-10上
“太行”改可以满足我军
新锐三代半战机的需求
“战斗机有所谓的‘日重一磅’的规律,就是战机服役后,会面对不断出现的新威胁,因此需要提高性能,就不可避免地增加设备,这些都会让飞机变得越来越重,从降低推重比,影响性能。这就必须增加发动机推力。”
军事科普作家张明表示,中国近年来露面的一系列新型战机都是非常先进的三代半战机,普遍装备了有源相控阵雷达、增加了光电传感器、拖曳诱饵等设备,歼-15、歼-16都增加了重载挂架,而航母上的歼-15更是加固机身、增加鸭翼,这使得战机的体重大为增加。原有的AL-31F和“太行”已经不堪重负,“太行”改的出现正如雪中送炭。
张明从相关资料分析认为,“太行”改采用新风扇、新设计低压段、提高了燃烧室性能等手段,把推力提高12%,达到14-14.5吨,这可以满足我军新锐三代半战机的需求,甚至可以装备于歼-20上,使歼-20在涡扇-15研发成功前,就拥有可以接受的飞行性能,而无需仰仗从俄罗斯进口发动机。
八一飞行表演队歼-10的“三姨夫”
【论剑+】
“三姨夫”依赖症让中国人痛了10多年
国产“心脏”靠谱才是真的独立自主
歼-10(左一)和歼-11B(左二)的“菊花”都是“三姨夫”
与印度甚至日本对比时,总是能让军迷们自豪,因为今天中国拥有全球罕见的独立自主、门类齐全的国防工业。可一旦说到“心脏病”,不禁令人黯然。
因为“太行不太行”而从俄罗斯引进的替代品“三姨夫”(军迷对AL-31F的昵称),让我们尝尽了被“卡脖子”的痛苦。
据军事科普作家张明介绍,当初“太行”进度缓慢,无法跟上歼-10的研制步伐,为此在1990年代初空军决定歼-10换装苏-27上的AL-31F。由于“三姨夫”比“太行”更长更重,所以成飞重新设计了歼-10的后机身。
歼-10于1998年首飞、2002年开始服役。而苏-27的国产版本歼-11也配备AL-31F,两款主力战机都用同一款发动机,而且自己还不能生产必须从俄罗斯进口。不得已,中国空海军患上了“三姨夫依赖症”。
尾喷口对比图,上图为AL-31F,下图为涡扇-10“太行”
“三姨夫”是专为双发的苏-27研制的,其可靠性相对于美国普惠F100发动机(同时装备双座的F-15和单座F-16)有明显差距。军事评论员候知健认为,中国出于无奈,将其安装到单发的歼-10身上,偏偏歼-10以敏捷性见长,鼓励飞行员做剧烈、粗暴的极限机动动作。近两年来,歼-10连续发生了数次坠机事故,其事故率远超双发的歼-11,不能不说与“三姨夫”的先天不足有关。
美国普惠公司的F100发动机同时装备双发F-15和单发F-16,但是即便以美国那么强的技术实力,在装备之初也和“太行”一样故障频出导致F-15长时间趴窝
另外,由于中国无法生产“三姨夫”,国产歼-10和歼-11的生产其实都受到从俄罗斯进口AL-31F数量和节奏。这些年,坊间不少人认为我国先进战机“产能不足”,航空兵换装速度让很多军迷感到缓慢,甚至强-5这样落后的老旧战机都还在服役,其实产能不足的是发动机而不是飞机,因为“菊花残”被人“卡脖子”,着实尴尬不已。
也是因为依赖进口发动机,国产战机想出口就得看人脸色,受到极大限制。
了解了上述事实,或许你才能体会到,“太行”改这颗成熟、强劲而先进的国产“心脏”,一旦装备歼-10B/C、歼-11B/D、歼-15、歼-16等大批战机后,将给中国空军、海军和航空工业带来何等宝贵的自由发展空间。
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国虽大,好战必亡;天下虽平,忘战必危。——《司马法》
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