近日有關媒體報道中航集團專程型號總師劉樂泉同志的先進事跡,文中首次提到國產新一代自適應變循環發動機研製進展,國產新一代發動機已經進入“關鍵技術整機驗證階段”,為殲-20改進和發展新一代戰鬥機打下了堅實基礎。
從文章內容來看,國內新一代自適應變循環發動機已經經過了前期技術預研、部件試製、核心機研製等階段,進入到驗證機試驗階段,應該說這個進度還是非常快的,出乎外界意料。
我們知道戰鬥機主要依靠空氣動力優化來提高性能,不過到了第四代戰鬥機,戰鬥機設計者感覺憑藉單一手段再次擴展戰鬥機飛行包線已經非常困難,需要採取多種手段才能繼續對戰鬥機性能進行升級,其中最關鍵就是發動機性能,對於發動機來說,戰鬥機許多方面性能自相矛盾,巡航階段需要發動機省油,以提高航程和作戰半徑,在空戰之中又要求飛機具備較好高空高速性能,但是現在使用的發動機涵道是固定的,不能改變,很難兼顧兩者之間的性能,自適應變循環發動機解決了這個問題,它的涵道是可變的,發動機可以在渦扇、渦噴發動機之間進行轉換,從而戰鬥機能夠以最佳狀態執行任務,有效提高了戰鬥機作戰能力,國內外航空工業特別是航發技術人員都認為下一代發動機應該是自適應變循環發動機就是這個原因。
筆者注意到文章之中提到國產新一代自適應變循環發動機重點攻克了“高負荷、高效率、高穩定壓氣機”、“高升溫、高穩定環形燃燒室”、“高耐溫、高效率渦輪氣動和冷卻”等技術,並且廣泛採用了新材料、工藝,解決了核心機部件匹配技術,從一個側面表明國產新一代自適應變循環發動機已經完成前期技術預研、部件試製和核心機研製,進入發動機技術驗證機研製階段,同時它也表明國產新一代自適應變循環發動機氣動設計更加先進、結構也更加簡單,推力更大、重量更輕。
從國內外航空發動機發展來看,結構簡化是一個趨勢,F110、FWS-10等三代發動機普遍採用3級風扇加9級高壓壓氣機,AL-31F則是4級風扇加9級高壓壓氣機,到了四代發動機結構就進行了簡化,F119渦扇發動機採用了3級風扇加6級高壓壓氣機,至於未來自適應變循環發動機還會進一步簡化,一般認為只有2級風扇加5級高壓壓氣機,結構簡化,發動機部件減少,但是空氣流量、增壓比等指標不減反增,結果就是發動機單個部件負荷迅速增加,所以國產新一代自適應變循環發動機將高負荷、高效應技術放在技術攻關的前列,另外發動機燃燒室要求高升溫、高穩定,高壓渦輪要求採用高效率冷卻系統,這些要求蘊含國產新一代自適應變循環發動機具備更高燃燒溫度,以提高發動機推力,不過這樣意味着高壓渦輪需要承受更高的溫度,對於高壓渦輪材料、工藝、冷卻系統提了更高要求。
綜上所述,可以推測國產新一代自適應變循環發動機已經完成核心機試製和測試,通過增加風扇、低壓渦輪、加力燃燒室等試製成了技術驗證機,進行前期技術驗證,可以說國產新一代自適應變循環發動機已經正式進入了整機階段,成果可喜可賀,不過我們也要清楚看到,技術驗證機只是萬里長征第一步,前面道路充滿曲折和艱險,例如發動機需要驗證整體設計是否與理論計算相符合,推力曲線是否與預期一致,除了地面試車之外,還要進行高空模擬試車、空中試飛等等一系列測試,即便研製順利,國產新一代自適應變循環發動機實用時間也不會早於2030年,因此我們既要堅信國產新一代自適應變循環發動機一定會鷹擊長空,更要腳踏實地,一步一個腳印,刻苦攻關,堅實認真,才能取得勝利。