【簡介:】我國戰(zhàn)斗機曾有一個不好的特點,那就是發(fā)動機國產(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,也不是多嚴重。就說戰(zhàn)斗機這塊,我國的渦扇-1
我國戰(zhàn)斗機曾有一個不好的特點,那就是發(fā)動機國產(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,也不是多嚴重。就說戰(zhàn)斗機這塊,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,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)從俄羅斯進口發(fā)動機,原因主要是兩點,一個是我們自己的發(fā)動機產(chǎn)量不夠,另外一個就是發(fā)動機這塊我們還有一些短板。
圖為使用渦扇-10B發(fā)動機的殲-16戰(zhàn)斗機。
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,其最新的渦扇-10B、渦扇-10C,最大推力達到了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)動機就和我國的第三代戰(zhàn)斗機實現(xiàn)了適配,一開始以“一發(fā)拖兩機”為目標研發(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)動機的殲-16戰(zhàn)斗機,是我國最先進的第四代重型戰(zhàn)斗機。
渦扇-10發(fā)動機的立項開始于我國進口俄羅斯蘇-27SK戰(zhàn)斗機之后,當時我國的自己的四代機項目殲-10研發(fā)也進入了關(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”。不過,其實一開始的渦扇-10發(fā)動機并不是那么可靠。
圖為太行發(fā)動機。
一開始,渦扇-10“太行”發(fā)動機故障很多,甚至出現(xiàn)過多次渦輪葉片斷裂的故障,有部隊甚至反映:渦扇-10可以說是邊飛邊噴零件。據(jù)統(tǒng)計,2010年左右生產(chǎn)的渦扇-10發(fā)動機,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)動機的戰(zhàn)斗機在2010年被停飛了。
圖為殲-11B戰(zhàn)斗機,是我國空軍最早大規(guī)模使用太行發(fā)動機的戰(zhàn)斗機。
在就地解決問題兩年之后,2012年,搭載渦扇-10發(fā)動機的殲-11B戰(zhàn)斗機才恢復(fù)了訓(xùn)練和演習,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。該發(fā)動機剛出現(xiàn)的時候,報紙、媒體都驚呼:“太行”終于行了!太行WS-10A發(fā)動機很堪用,這個評價就是當時出來的,而可靠性提升的關(guān)鍵就在于制造發(fā)動機和渦輪葉片的單晶材料取得了升級。
渦扇-10A發(fā)動機制造量很大,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,根據(jù)后來的統(tǒng)計,該發(fā)動機的全壽命達到了4000多小時,平均無故障間隔達到了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。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,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)斗機的機動性大大提高,飛行性能取得了提升。
圖為太行WS-10A發(fā)動機。
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)動機很好的解決了我國重型、中型戰(zhàn)斗機的動力所需,即便是我國繼續(xù)采購俄羅斯發(fā)動機,也不能否認渦扇-10系列的成功,因為渦扇-10系列之所以沒有完全占領(lǐng)我國空軍動力市場,還是因為產(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,還有一部分是俄羅斯99M2發(fā)動機的現(xiàn)狀。
圖為使用太行發(fā)動機的殲-11B戰(zhàn)斗機。
渦扇-10是一個很好的開始。從第五代戰(zhàn)斗機開始,美俄戰(zhàn)斗機發(fā)動機的推力大大提升,美國為F-22A配備的F-119發(fā)動機,推力達到了15.5噸,而俄羅斯為蘇-57配備的117S發(fā)動機推力達到了14.5噸。更厲害的是,美國為F-35配備的F-135發(fā)動機,推力達到了18噸,俄羅斯為蘇-57研發(fā)的下一代發(fā)動機產(chǎn)品-30,推力也是18噸。
美俄五代機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)動機的殲-20就略顯尷尬。于是,我國開始了渦扇-15發(fā)動機的研發(fā),其推力預(yù)計可以達到18噸級,使用隱身軸對稱三維矢量發(fā)動機,性能可以和美俄發(fā)動機持平。
圖為殲-20戰(zhàn)斗機,有一部分也是太行發(fā)動機。
不過,2012年就宣布核心機研發(fā)成功的渦扇-15,迄今都還沒有進入戰(zhàn)斗機搭載測試的階段,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)動機的教訓(xùn),畢竟發(fā)動機一旦交付,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、高壽命的先進發(fā)動機。
圖為太行發(fā)動機。
至于是否繼續(xù)進口俄羅斯發(fā)動機,那是肯定的。畢竟我們自己的發(fā)動機產(chǎn)能有限,我國空軍換裝壓力很大,既要生產(chǎn)五代機擴大隱身戰(zhàn)機規(guī)模,還要持續(xù)生產(chǎn)四代機來換裝老舊的二代機,同時,一些服役較早的四代機也開始退役,比如進入我國空軍時間較早的蘇-27SK戰(zhàn)斗機等,以每一架重型戰(zhàn)斗機2臺發(fā)動機、1臺備用發(fā)動機來看,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,進口一些發(fā)動機并無不妥。
至于運輸機、轟炸機等所需要的中等涵道比發(fā)動機、大涵道比發(fā)動機,我國在渦扇-18和渦扇-20研發(fā)成功之前,還需要繼續(xù)進口,確保運-20和轟-6K/N/J轟炸機的生產(chǎn)不斷檔,他們都使用了俄制的D-30KP-2發(fā)動機,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,進一步提高空軍發(fā)動機的國產(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口俄制發(fā)動機,而且烏克蘭的發(fā)動機也在批量進口之中,比如跨入2021年伊始,我國就和烏克蘭的進步設(shè)計局簽署了200臺教練10高教機裝備的AI-222-25F渦扇發(fā)動機采購訂單,所以現(xiàn)階段我國已經(jīng)在多款航空發(fā)動機領(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,所以短時間內(nèi)想要擺脫外購發(fā)動機還為時過早。而且現(xiàn)階段我軍依然裝備了不少依然裝備俄制發(fā)動機的各種戰(zhàn)機,這些戰(zhàn)機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)動機的戰(zhàn)機只要依然裝備服役,那么我國依然需要定期進口一定數(shù)量的俄制發(fā)動機來保障各型武器裝備正常運行,只是進口數(shù)量大幅降低罷了。
首先從戰(zhàn)機方面來說,當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)機依然大量存在裝備俄制AL-31F系列渦扇發(fā)動機的現(xiàn)象,而這些戰(zhàn)機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,少說數(shù)量也上百架了,那么對于這上百架戰(zhàn)機而言,距離退役至少還有近20年時間,后期所需更換的發(fā)動機至少還需要不低于500臺以上,而后續(xù)這些發(fā)動機的更換來源依然全部需要從俄羅斯進口解決。
包括2016年開始交付的24架蘇35S戰(zhàn)機,裝備的俄制117S改進型矢量發(fā)動機,這款發(fā)動機雖然是基于AL-31FN基礎(chǔ)上升級改進而來的,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,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)機裝備的117S矢量發(fā)動機在此后至少20年時間里依然需要進口解決。
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20大型運輸機、轟-6N/K裝備的D30KP2渦扇發(fā)動機依然需要進口解決。當然網(wǎng)上一直由傳聞成都航發(fā)此前仿制的渦扇18發(fā)動機已經(jīng)在運20身上試飛定型,或許隨著渦扇18發(fā)動機的產(chǎn)量和可靠性提升后,D30KP2渦扇發(fā)動機也就不需要進口了,不過關(guān)于渦扇18發(fā)動機的量產(chǎn)的新聞官方一直沒有官宣,所以后期是否需要進口還得看情況決定。不過在2016年我國進口了170臺D30KP2渦扇發(fā)動機后的幾年時間里,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)動機應(yīng)該是堪用了,看來國內(nèi)裝備的伊爾76、伊爾78M、轟6K、運20早期型號后續(xù)換裝發(fā)動機再也不用進口來解決了。
當然除了空軍海軍裝備的固定翼主力戰(zhàn)機發(fā)動機部分仍需進口解決外,陸軍大量裝備的米171直升機、海軍裝備的卡28、卡31直升機裝備的TV3-117系列渦軸發(fā)動機仍然需要盡進口解決。而且光是進口裝備的米171數(shù)量就達到幾百架之多,按照一架直升機裝備兩臺發(fā)動機計算的話,光是這近300架直升機所需要的的發(fā)動機就達到了上千臺以上。
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高教機裝備的烏克蘭AI-222-225F渦扇發(fā)動機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)動機后面進口的數(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)動機的話,完全可以用國產(chǎn)型號直接替換?。窟@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)機的發(fā)動機也有自己相應(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)動機了,渦扇10B發(fā)動機依然不能直接換裝造早期裝備俄制AL-31FN發(fā)動機的戰(zhàn)機身上。
特別是直20通用直升機批量裝備服役后,其搭載的大功率渦軸發(fā)動機也實現(xiàn)了批量生產(chǎn),但是依然無法為現(xiàn)役的二百多架米171直升機換發(fā),同樣是發(fā)動機的進氣方式、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直升機所需的發(fā)動機依然需要進口解決,除非我們能夠基于現(xiàn)有的TV3-117系列渦軸發(fā)動機基礎(chǔ)上改進生產(chǎn)出國產(chǎn)版本或許能夠解決繼續(xù)進口的問題。