很多人对中国航发的印象还停留在“凑活用”“不行”,说什么飞机造得再好,发动机一拿出来就露怯。当年苏联解体,我们从乌克兰捞到了不少军工好东西,航母、燃气轮机、图纸甚至专家都来了,二十年摸爬滚打,大部分技术都啃下来变成自己的了,唯独一样,怎么都没人肯给,也没人能帮我们兜底。
现在大家熟的第一款国产大规模用的涡扇,就是涡扇10。这玩意儿从上世纪八十年代后期就启动研发了,底子最早还是来自我们接触过的CFM56民航涡扇。真要搓出能稳定量产的合格货,弯路真没少走,九十年代还找过俄罗斯帮忙,进入2000年之后又磨了快十年。
就算磨了这么久,早年毛病真不少。国内飞机厂早年直接说过,发动机质量不够硬。官方也没藏着,承认早年国产航发的平均大修间隔也就几百小时,整机寿命才一千多小时。拿出来和俄制AL31比,和美国六十年代给F-111配的TF30比,差距一眼就能看出来。
看一台航发好不好,其实看三点就能明白。最直观的就是硬参数,推重比,能扛住多高的温度压力,这直接决定了战机能不能玩超音速巡航。另外还要看油耗,现在连军机都越来越看重这个,省油就意味着更长的作战半径。最后就是耐久性和大修间隔,谁也不想飞一百来次就把发动机拆下来大修对吧。
美英搞航发思路和早年我们不一样,他们宁可新型号推力差点,也要换更低的油耗和更省心的维护。毕竟出任务半路掉链子,换谁都扛不住。现在国产航发的寿命没有公开的准确数据,大概能猜到是跟着俄制发动机的路子往上追,现在大修间隔已经摸到上千小时了。砸的钱多进步也快,这一块已经追平俄制产品了。
美国航发还是更耐用,人家从设计的时候就奔着实打实的耐用性去的。他们算寿命不用小时用循环,不好直接换算,美国空军大概按一小时抵两三个循环估算。熬过早期批次的磨合问题之后,美国航发能用二三十年,这个优势确实还在。
大家最关心的其实还是推力。装在歼11上的涡扇10A,早期推力就和同级俄制发动机打个平手,后来还出了推力更大的改进型号。换个角度也能反推水平,早期歼10歼20没准备好国产发动机的时候,用的都是俄罗斯改进型,后来能全部换成国产,说明新发动机推力差不了。现在歼16和歼20上用的新改型,性能已经超过之前涡扇10的最强版本了。
歼15舰载机当年那段波折,就是国产航发早年可靠性欠账最好的证明。新造的舰载机迟迟用俄制发动机,等于官方也承认舰载版涡扇10还没达标。当时说主要问题就是响应太慢,海上环境那么严苛,不稳真不敢用。换你你也不敢拿舰载机和飞行员的命赌啊。
好在现在涡扇10已经完全成熟了,推力已经能咬住同级的俄美发动机,也就耐久性还差一点点。当年啃涡扇10攒下的经验,后面的新型号研发速度快多了。航发不是只有战斗机能用,给国产大运运20配的涡扇20,前前后后磨了十五年,做出来之后油耗偏高,商用不划算。这也能看出来,整个国产航发领域还没到完全成熟的地步。
搞C919的商飞嫌涡扇20油耗太高,没选用它。但就算这样,涡扇20比俄罗斯的PS90A还是要强,本来我们能直接买这款俄制产品,最后也没选。最能说明进度的,其实是给五代机准备的两条航发路线。歼20A现在换装涡扇15,个头小一点的歼35也有自己的发展路径。
歼35早期验证机用的是俄制RD93,这款发动机我们早就跟着枭龙摸得门清。后来我们逆向搞出了涡扇13,一开始只是抄一款本来就过时的设计,慢慢改下来,比较先进的版本改叫涡扇21,现在已经装在部分歼35上了。同时还有一款吸收了涡扇15技术的涡扇19在推进,早期歼35先用涡扇21,后面的批次估计都会换成这款新发动机。
现在国产航发的天花板就是涡扇15。据说这款发动机九十年代初就开始研发了,那时候连歼20的影子都没有,目标就定得比涡扇10高一大截。研发过程磨得人够呛,2000年代中期就上过试车台,还是一直拖,只能看着歼20先装着其他发动机服役。前几年官媒才报道装涡扇15的歼20试飞,隔了一年发动机厂就说进入量产了。
涡扇15到底推力有多大,目前还是没有准信。厂家早年的路线图定过一个很高的目标,有没有达到不好说,也有可能超额完成,没办法确证。给F22配的同级美制F119,二十年前就达到那个推力量级了。有意思的是F119本身很重,矢量喷口又大还要和机尾融为一体,涡扇15的重量外界也不清楚。
现在拼航发,早就不只是拼推重比了。发电和散热成了新的竞赛场,现在战机上电子设备功率越来越大,需要足够的供电。红外探测越来越灵敏,发动机尾气还得降温。美国给下一代战机准备的发动机,散热能力据说翻着倍往上提。我们这边肯定也走这个路线,会把发电散热和推力放在一起平衡。
国内航发厂商其实时不时就秀过肌肉,珠海航展上一架改装的歼10就亮出了矢量喷口,航展上也展出过类似F22的隐身低矮喷口,现在现役的隐身战机上也能看到类似的可动喷口。再往远了看,我们下一代战机大概率会用带矢量喷口的涡扇15改进型,服役中后期再换变循环发动机。这种发动机超音速时像涡喷,亚音速时像涡扇,两头油耗都能降下来,目前美国在这一块走在最前面。
现在最新的标杆其实在民用领域,就是大家寄予厚望的长江1000。涡扇20满足不了C919的需求,我们干脆直接搞更先进的长江1000,对标全世界最顶尖的商用涡扇之一。长江1000的涡轮和压气机布局和对标产品很像,纸面上比CFM56,比俄罗斯还没落地的PD14都要先进。这个项目已经搞了快二十年,看样子还得再熬几年才能成熟。
把国产航发放到全世界比,差距确实还存在。但就算和世界顶尖水平差了二十年,对曾经被当成笑话的这个行业来说,已经太了不起了。六十年代我们差了二十年的代差,那简直是天堑。八十年代差距还是致命,到了2000年之后,这道坎已经没那么决定命运了。现在国产航发确实还让中国战机吃点小亏,整体水平也就相当于F22刚服役、F35发动机还在研制的时候,美军现在大批战机用的还是更老的发动机呢。
看看俄罗斯,九十年代到2000年代没钱,直接把航发研发耽误了二十年。放眼美国之外,能在涡扇领域底子比我们厚的,也就剩英国罗罗了。当年那台大修间隔才几百小时,被自家飞机厂嫌弃的国产发动机,现在已经能推着五代机上天,还能给国产大飞机铺路。当年乌克兰给的图纸和人才确实帮我们省了很多功夫,但航发这颗战机心脏,说到底还是我们自己一锤一锤敲出来的。
参考资料:环球时报 中国航空发动机发展现状盘点
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