【簡介:】我國戰(zhàn)斗機(jī)曾有一個不好的特點(diǎn),那就是發(fā)動機(jī)國產(chǎn)率低、有“心臟病”問題?,F(xiàn)在,這個“心臟病”基本不存在了,即便在少部分型號上存在,也不是多嚴(yán)重。就說戰(zhàn)斗機(jī)這塊,我國的渦扇-1
我國戰(zhàn)斗機(jī)曾有一個不好的特點(diǎn),那就是發(fā)動機(jī)國產(chǎn)率低、有“心臟病”問題。現(xiàn)在,這個“心臟病”基本不存在了,即便在少部分型號上存在,也不是多嚴(yán)重。就說戰(zhàn)斗機(jī)這塊,我國的渦扇-10已經(jīng)大量裝備殲-11B、殲-16、殲-10C、殲-20等戰(zhàn)斗機(jī),渦扇-15也快要研發(fā)成功了。只不過,未來一段時間內(nèi)還需要繼續(xù)從俄羅斯進(jìn)口發(fā)動機(jī),原因主要是兩點(diǎn),一個是我們自己的發(fā)動機(jī)產(chǎn)量不夠,另外一個就是發(fā)動機(jī)這塊我們還有一些短板。
圖為使用渦扇-10B發(fā)動機(jī)的殲-16戰(zhàn)斗機(jī)。
渦扇-10是我國研發(fā)的第一種第三代大推力小涵道比渦扇發(fā)動機(jī),其最新的渦扇-10B、渦扇-10C,最大推力達(dá)到了14噸級,全壽命超過了3500小時,無故障間隔時間超過了1000小時,首翻壽命達(dá)到了2000多小時,而且具備FADEC全權(quán)限數(shù)字化操作能力。這樣一來,該發(fā)動機(jī)就和我國的第三代戰(zhàn)斗機(jī)實(shí)現(xiàn)了適配,一開始以“一發(fā)拖兩機(jī)”為目標(biāo)研發(fā)的渦扇-10,現(xiàn)在扛起了最少5個型號的裝備。
圖為使用太行發(fā)動機(jī)的殲-16戰(zhàn)斗機(jī),是我國最先進(jìn)的第四代重型戰(zhàn)斗機(jī)。
渦扇-10發(fā)動機(jī)的立項(xiàng)開始于我國進(jìn)口俄羅斯蘇-27SK戰(zhàn)斗機(jī)之后,當(dāng)時我國的自己的四代機(jī)項(xiàng)目殲-10研發(fā)也進(jìn)入了關(guān)鍵階段,為了仿制蘇-27SK,發(fā)展殲-11這個型號,也為了給殲-10提供隨時可以替換俄羅斯AL-31FN發(fā)動機(jī)的國產(chǎn)動力,我國開始了渦扇-10的研發(fā),號稱“一發(fā)拖兩機(jī)”。不過,其實(shí)一開始的渦扇-10發(fā)動機(jī)并不是那么可靠。
圖為太行發(fā)動機(jī)。
一開始,渦扇-10“太行”發(fā)動機(jī)故障很多,甚至出現(xiàn)過多次渦輪葉片斷裂的故障,有部隊(duì)甚至反映:渦扇-10可以說是邊飛邊噴零件。據(jù)統(tǒng)計(jì),2010年左右生產(chǎn)的渦扇-10發(fā)動機(jī),全壽命只有2000多小時,無故障間隔只有300小時,平均首翻時間只有600小時,一年有半年都在維修,最尷尬的是,據(jù)空軍后勤部門反映,該發(fā)動機(jī)出故障的位置還不是固定的,簡直就是障障不一樣,充分體現(xiàn)了該發(fā)動機(jī)制造工藝存在問題。這就很讓人不放心了,于是所有搭載渦扇-10發(fā)動機(jī)的戰(zhàn)斗機(jī)在2010年被停飛了。
圖為殲-11B戰(zhàn)斗機(jī),是我國空軍最早大規(guī)模使用太行發(fā)動機(jī)的戰(zhàn)斗機(jī)。
在就地解決問題兩年之后,2012年,搭載渦扇-10發(fā)動機(jī)的殲-11B戰(zhàn)斗機(jī)才恢復(fù)了訓(xùn)練和演習(xí),此后,誕生了渦扇-10至今性能最可靠、最穩(wěn)定的型號,也就是渦扇-10A發(fā)動機(jī)。該發(fā)動機(jī)剛出現(xiàn)的時候,報紙、媒體都驚呼:“太行”終于行了!太行WS-10A發(fā)動機(jī)很堪用,這個評價就是當(dāng)時出來的,而可靠性提升的關(guān)鍵就在于制造發(fā)動機(jī)和渦輪葉片的單晶材料取得了升級。
渦扇-10A發(fā)動機(jī)制造量很大,起碼超過了500臺,畢竟所有的殲-11B和一部分殲-10C、殲-15都使用該發(fā)動機(jī),根據(jù)后來的統(tǒng)計(jì),該發(fā)動機(jī)的全壽命達(dá)到了4000多小時,平均無故障間隔達(dá)到了900小時,首翻壽命超過2000小時,在全球范圍也算是比較可靠的發(fā)動機(jī)。2016年,在珠海航展上,我國又展示了殲-20和殲-16都大量使用的渦扇-10B發(fā)動機(jī),他在渦扇-10A的基礎(chǔ)上提高了渦輪前溫度,把推力提高到了14噸級,戰(zhàn)斗機(jī)的機(jī)動性大大提高,飛行性能取得了提升。
圖為太行WS-10A發(fā)動機(jī)。
但是相應(yīng)的,渦扇-10B的壽命又有所縮減,全壽命為3000小時。但是不論如何,渦扇-10系列發(fā)動機(jī)很好的解決了我國重型、中型戰(zhàn)斗機(jī)的動力所需,即便是我國繼續(xù)采購俄羅斯發(fā)動機(jī),也不能否認(rèn)渦扇-10系列的成功,因?yàn)闇u扇-10系列之所以沒有完全占領(lǐng)我國空軍動力市場,還是因?yàn)楫a(chǎn)能不夠大,而我國空軍換裝壓力又大,于是就出現(xiàn)了殲-10C、殲-20中有一部分是太行發(fā)動機(jī),還有一部分是俄羅斯99M2發(fā)動機(jī)的現(xiàn)狀。
圖為使用太行發(fā)動機(jī)的殲-11B戰(zhàn)斗機(jī)。
渦扇-10是一個很好的開始。從第五代戰(zhàn)斗機(jī)開始,美俄戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動機(jī)的推力大大提升,美國為F-22A配備的F-119發(fā)動機(jī),推力達(dá)到了15.5噸,而俄羅斯為蘇-57配備的117S發(fā)動機(jī)推力達(dá)到了14.5噸。更厲害的是,美國為F-35配備的F-135發(fā)動機(jī),推力達(dá)到了18噸,俄羅斯為蘇-57研發(fā)的下一代發(fā)動機(jī)產(chǎn)品-30,推力也是18噸。
美俄五代機(jī)還都使用了推力矢量系統(tǒng)。美國的F-22A是二維矢量,偏流板式矢量方式,俄羅斯的117S是軸對稱三維矢量。在這一局面下,使用無矢量能力、推力14噸發(fā)動機(jī)的殲-20就略顯尷尬。于是,我國開始了渦扇-15發(fā)動機(jī)的研發(fā),其推力預(yù)計(jì)可以達(dá)到18噸級,使用隱身軸對稱三維矢量發(fā)動機(jī),性能可以和美俄發(fā)動機(jī)持平。
圖為殲-20戰(zhàn)斗機(jī),有一部分也是太行發(fā)動機(jī)。
不過,2012年就宣布核心機(jī)研發(fā)成功的渦扇-15,迄今都還沒有進(jìn)入戰(zhàn)斗機(jī)搭載測試的階段,還處于臺架測試階段,究其原因,還在于壽命的提升和無故障間隔時間的提升。不把問題解決在研發(fā)階段,就不能服役,這是曾經(jīng)的渦扇-10發(fā)動機(jī)的教訓(xùn),畢竟發(fā)動機(jī)一旦交付,以后一些根里的毛病就不好改了,必須要在測試階段就取得大量數(shù)據(jù),找出問題的癥結(jié),才能研發(fā)制造出大推力、高壽命的先進(jìn)發(fā)動機(jī)。
圖為太行發(fā)動機(jī)。
至于是否繼續(xù)進(jìn)口俄羅斯發(fā)動機(jī),那是肯定的。畢竟我們自己的發(fā)動機(jī)產(chǎn)能有限,我國空軍換裝壓力很大,既要生產(chǎn)五代機(jī)擴(kuò)大隱身戰(zhàn)機(jī)規(guī)模,還要持續(xù)生產(chǎn)四代機(jī)來換裝老舊的二代機(jī),同時,一些服役較早的四代機(jī)也開始退役,比如進(jìn)入我國空軍時間較早的蘇-27SK戰(zhàn)斗機(jī)等,以每一架重型戰(zhàn)斗機(jī)2臺發(fā)動機(jī)、1臺備用發(fā)動機(jī)來看,光是動力的缺口,就超過了1000臺,因此在自己產(chǎn)量不能滿足需求下,進(jìn)口一些發(fā)動機(jī)并無不妥。
至于運(yùn)輸機(jī)、轟炸機(jī)等所需要的中等涵道比發(fā)動機(jī)、大涵道比發(fā)動機(jī),我國在渦扇-18和渦扇-20研發(fā)成功之前,還需要繼續(xù)進(jìn)口,確保運(yùn)-20和轟-6K/N/J轟炸機(jī)的生產(chǎn)不斷檔,他們都使用了俄制的D-30KP-2發(fā)動機(jī),這個局面短期內(nèi)不會有改變。所以,雖然我們?nèi)〉昧艘恍┏删?,但還是要繼續(xù)努力,進(jìn)一步提高空軍發(fā)動機(jī)的國產(chǎn)化水平。
(1)航空零部件制造產(chǎn)業(yè)化發(fā)展:
時至今日我國不光依然在定期進(jìn)口俄制發(fā)動機(jī),而且烏克蘭的發(fā)動機(jī)也在批量進(jìn)口之中,比如跨入2021年伊始,我國就和烏克蘭的進(jìn)步設(shè)計(jì)局簽署了200臺教練10高教機(jī)裝備的AI-222-25F渦扇發(fā)動機(jī)采購訂單,所以現(xiàn)階段我國已經(jīng)在多款航空發(fā)動機(jī)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)了自主量產(chǎn),但是依然存在型號不足、產(chǎn)量過低等缺點(diǎn),所以短時間內(nèi)想要擺脫外購發(fā)動機(jī)還為時過早。而且現(xiàn)階段我軍依然裝備了不少依然裝備俄制發(fā)動機(jī)的各種戰(zhàn)機(jī),這些戰(zhàn)機(jī)距離退役至少還有幾十年之久,也就是說這些裝備俄制發(fā)動機(jī)的戰(zhàn)機(jī)只要依然裝備服役,那么我國依然需要定期進(jìn)口一定數(shù)量的俄制發(fā)動機(jī)來保障各型武器裝備正常運(yùn)行,只是進(jìn)口數(shù)量大幅降低罷了。
首先從戰(zhàn)機(jī)方面來說,當(dāng)前我國裝備的包括早期的殲10A/C、殲11B、殲15等多款主力戰(zhàn)機(jī)依然大量存在裝備俄制AL-31F系列渦扇發(fā)動機(jī)的現(xiàn)象,而這些戰(zhàn)機(jī)距離退役還有幾十年的時間,特別是像殲15和最近幾年才裝備服役的殲10C戰(zhàn)機(jī),少說數(shù)量也上百架了,那么對于這上百架戰(zhàn)機(jī)而言,距離退役至少還有近20年時間,后期所需更換的發(fā)動機(jī)至少還需要不低于500臺以上,而后續(xù)這些發(fā)動機(jī)的更換來源依然全部需要從俄羅斯進(jìn)口解決。
包括2016年開始交付的24架蘇35S戰(zhàn)機(jī),裝備的俄制117S改進(jìn)型矢量發(fā)動機(jī),這款發(fā)動機(jī)雖然是基于AL-31FN基礎(chǔ)上升級改進(jìn)而來的,但是整體性能提升還是比較明顯的,而且蘇35S本身作為一架雙發(fā)重型空優(yōu)戰(zhàn)機(jī),根本不可能用性能落后的AL-31FN充樣子,所以這24架蘇35S戰(zhàn)機(jī)裝備的117S矢量發(fā)動機(jī)在此后至少20年時間里依然需要進(jìn)口解決。
其次包括空軍此前大量裝備的二三十架伊爾76、三架伊爾78M、包括早期生產(chǎn)的運(yùn)20大型運(yùn)輸機(jī)、轟-6N/K裝備的D30KP2渦扇發(fā)動機(jī)依然需要進(jìn)口解決。當(dāng)然網(wǎng)上一直由傳聞成都航發(fā)此前仿制的渦扇18發(fā)動機(jī)已經(jīng)在運(yùn)20身上試飛定型,或許隨著渦扇18發(fā)動機(jī)的產(chǎn)量和可靠性提升后,D30KP2渦扇發(fā)動機(jī)也就不需要進(jìn)口了,不過關(guān)于渦扇18發(fā)動機(jī)的量產(chǎn)的新聞官方一直沒有官宣,所以后期是否需要進(jìn)口還得看情況決定。不過在2016年我國進(jìn)口了170臺D30KP2渦扇發(fā)動機(jī)后的幾年時間里,再也沒有看到追加訂單的新聞,那么想來是國內(nèi)仿制的渦扇18發(fā)動機(jī)應(yīng)該是堪用了,看來國內(nèi)裝備的伊爾76、伊爾78M、轟6K、運(yùn)20早期型號后續(xù)換裝發(fā)動機(jī)再也不用進(jìn)口來解決了。
當(dāng)然除了空軍海軍裝備的固定翼主力戰(zhàn)機(jī)發(fā)動機(jī)部分仍需進(jìn)口解決外,陸軍大量裝備的米171直升機(jī)、海軍裝備的卡28、卡31直升機(jī)裝備的TV3-117系列渦軸發(fā)動機(jī)仍然需要盡進(jìn)口解決。而且光是進(jìn)口裝備的米171數(shù)量就達(dá)到幾百架之多,按照一架直升機(jī)裝備兩臺發(fā)動機(jī)計(jì)算的話,光是這近300架直升機(jī)所需要的的發(fā)動機(jī)就達(dá)到了上千臺以上。
再包括文章開頭說過的現(xiàn)階段洪都公司正在量產(chǎn)的教練10高教機(jī)裝備的烏克蘭AI-222-225F渦扇發(fā)動機(jī)每次采購就是上百臺,而且國內(nèi)現(xiàn)階段還沒有同級別型號可以替代,所以這款發(fā)動機(jī)后面進(jìn)口的數(shù)量也不少。
可能很多人不明白如果我們有自己的同級別發(fā)動機(jī)的話,完全可以用國產(chǎn)型號直接替換啊?這件事如果只是一顆同直徑、絲徑的螺栓的話完全沒有問題,但是現(xiàn)代戰(zhàn)機(jī)的發(fā)動機(jī)也有自己相應(yīng)的軟件控制系統(tǒng),而這個軟件控制系統(tǒng)是直接和戰(zhàn)機(jī)自身的飛控系統(tǒng)結(jié)合在一起的,所以硬件就算能夠完全替代,也是達(dá)不到原來該有的作戰(zhàn)力的,所以就算我們現(xiàn)階段已經(jīng)能夠批量生產(chǎn)渦扇10B發(fā)動機(jī)了,渦扇10B發(fā)動機(jī)依然不能直接換裝造早期裝備俄制AL-31FN發(fā)動機(jī)的戰(zhàn)機(jī)身上。
特別是直20通用直升機(jī)批量裝備服役后,其搭載的大功率渦軸發(fā)動機(jī)也實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn),但是依然無法為現(xiàn)役的二百多架米171直升機(jī)換發(fā),同樣是發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣方式、軸輸出方向、控制系統(tǒng)都和原裝有很大不同之處,所以陸軍裝備的米171直升機(jī)所需的發(fā)動機(jī)依然需要進(jìn)口解決,除非我們能夠基于現(xiàn)有的TV3-117系列渦軸發(fā)動機(jī)基礎(chǔ)上改進(jìn)生產(chǎn)出國產(chǎn)版本或許能夠解決繼續(xù)進(jìn)口的問題。