航空制造一直是人类最复杂的工业体系之一,就拿战斗机来说,战斗机由大大小小几十个子系统、成千上万个零部件组成,其中任何一个子系统都非常考验一个国家的航空工业体系,比如现代化的相控阵雷达系统、先进的航电系统等等,其中战斗机的动力系统最为复杂,被誉为“工业皇冠上的明珠”。很多国家具备一定的战斗机研发能力但无法研发出合格的航空发动机,比如韩国的KF-21战斗机就必须使用美国的F-414航空发动机。这方面其实我国也走过了很长一段时间大量引进使用俄制发动机的道路。

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航空发动机是最复杂的工业产品之一

上世纪我国引进的苏-27战斗机搭载的就是俄制AL-31涡扇发动机,我国自行组装的歼-11A也搭载了这款发动机,我国自主研发的歼-10战斗机的早期型号歼-10A以及全面换装国产航电和武器系统的早期歼-11B依然使用AL-31发动机,可以说这款发动机一度是我国三代战斗机的唯一动力系统。AL-31发动机性能稳定、推力较大,完全可以满足我国歼-10、歼-11战斗机对动力的需求,不过虽然有AL-31这款发动机可以让我国航空制造业稳步发展,但大量使用这款发动机背后的两个隐患我们却不能忽视。

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早期歼-10A使用的是AL-31发动机

一是航空发动机的技术也是在不断发展提升,现代化的战斗机对航发的要求也越来越高,比如歼-11A用起来完全没问题的AL-31对四代的歼-20来说就不够用了,但最新型的发动机属于有钱也买不到,比如俄罗斯最新的“产品-30”发动机短时间内就不会出口,依靠引进无法持续满足战斗机的更新换代。第二个问题是,如果一支空军对军用航空发动机的需求全部依靠引进来解决,其实这就是一个很大的隐患,如果航空发动机的引进渠道突然被切断,就会对整个空军的战力带来巨大的影响,别说实战了就连日常的训练也难以为继。

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苏-57搭载“产品-30”发动机进行测试

发动机属于“耗材”,一架战斗机在几十年的列装周期内需要多次更换发动机,如果没有充足的发动机供应,一支空军的训练也不得不降低强度甚至很难进行系统化飞行训练。我国在很早之前就已经意识到了这两个严重的问题, 因此即便几十年来我国引进AL-31系列发动机的渠道一直畅通,但研发国产航发,让自己的战斗机搭载自己研发的动力系统这个目标我们从来没有放弃!我国现代化航空发动机的第一个作品就是涡扇-10系列发动机,涡扇-10有多个型号,早期的涡扇-10A在2006年左右已经研发成熟,这款发动机借鉴了一些AL-31的特点,整体性能也比较接近AL-31。

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歼-11B早期使用的也是AL-31,中后期才换上了涡扇-10B

但涡扇-10A的主要作用是为我国的航发研发积累经验和基础而不是大量应用。2013年左右我国涡扇-10B航空发动机的研发取得成功,涡扇-10B的最大推力可达14.5吨,除了推力超过了AL-31,涡扇-10B在使用寿命、燃油效率等方面也明显超过AL-31,涡扇-10B的研发成功意味着我国已经全面掌握了现代化大推力航空发动机的研发制造能力。涡扇-10B之后我国研发的涡扇-10C和涡扇-15先后搭载于歼-20战斗机上面并且取得飞行成功,尤其是涡扇-15的研发成功代表着我国具备了研发制造世界最先进航空发动机的实力。

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歼-20先后搭载过AL-31、涡扇-10B、涡扇-10C以及涡扇-15,动力系统越来越强大

当然,目前我国在航空发动机领域取得的成就不仅仅是战斗机搭载的涡扇发动机,我国在大型军机使用的大涵道比涡扇发动机领域也取得了巨大的进步!我国早期的运-20大型运输机使用的是从俄罗斯引进的D-30KP-2涡扇发动机,严格来说D-30KP-2只是一款中涵道比涡扇发动机,目前我国最新生产型运-20已经换装了国产的涡扇-20大涵道比涡扇发动机,意味着运-20的产量不会因为发动机而受到任何限制。运-20不仅是一款优秀的大型运输机,同时也是我国大型空中加油机和新一代预警机的平台,因此涡扇-20的研发成功意义重大。

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搭载涡扇-20进行飞行测试的伊尔-76运输机

涡扇-20研发成功后还带来了另一个巨大的进步,那就是为我国新一代轰炸机的研发铺平了道路,因为大型运输机和大型轰炸机使用的发动机在很多技术上是相通的,甚至可以实现很大程度上的通用,比如早期运-20搭载的D-30KP-2发动机也部分应用到了我国轰-6系列轰炸机上面,甚至俄罗斯空军的米格-31战斗机搭载的D-30-F6发动机与D-30KP-2发动机也有一定的渊源。涡扇-20发动机是一款大推力发动机,单台最大推力可达16吨,搭载4台涡扇-20的运-20运输机拥有至少64吨的总推力,为运-20带来了澎湃的动力!而涡扇-20这样的发动机也完全可以应用到轰炸机上面。

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换装涡扇-20的运-20大型运输机

美国空军新一代的B-21轰炸机搭载的就是无加力版的F-135发动机,这款发动机的最大推力仅有13吨左右,其最大推力还不及涡扇-20发动机,如果未来我国新一代轰炸机搭载4台涡扇-20是完全够用的。当然并不是说直接把涡扇-20搬到轰炸机上面就可以使用,毕竟轰炸机与运输机对发动机的具体要求不同,比如对隐身细节的要求,因此运用于轰炸机的涡扇-20需要进行一定的改进,但优秀的涡扇-20都已经研发出来了,对细节的改进其实是相对非常轻松的事情。也就是说我国新一代轰炸机研发工作中最大的动力问题目前已经得到了解决,为我国轰炸机的研发顺利铺平了道路。

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直-10已经换装国产的涡轴-9

目前来看,我国已经具备研发制造用于战斗机的先进涡扇发动机,用于运输机/轰炸机的大推力发动机,也可以制造现代化武装直升机搭载的涡轴发动机,比如直-10使用的涡轴-9发动机,这足以说明我国已经具备了全系军用发动机的研发制造能力!在十几年前航空发动机还是我们的一个短板,但仅仅过了十几年我国就能够制造全系的军用发动机,这个成就不可谓不大,这个发展速度也不可谓不快!曾经的短板现在已经不存在,我国显然已经成为了航空发动机制造强国!

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我国已经成为航空发动机制造强国

当然在航空发动机领域我国还需要继续努力,目前军用发动机实现国产化已经全面完成,接下来就是在民用航空发动机方面的发力,比如我国大型客机所需的发动机,虽然目前我国C-919所需的发动机依然需要引进,但我国为其配套的长江-1000A发动机正在紧锣密鼓地研发中,更先进、推力更大的长江-2000的研发也在进行中,从涡扇-20、涡扇-15的发展经历来看,只要我们确定的目标就一定可以实现!