| 深度:殲20用俄發動機屬無奈之舉 渦扇10B終於補完課 |
| 送交者: 一劍破天 2016年02月29日17:25:24 於 [軍事天地] 發送悄悄話 |
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新浪軍事編者:為了更好的為讀者呈現多樣軍事內容,滿足讀者不同閱讀需求,共同探討國內國際戰略動態,新浪軍事獨家推出《深度軍情》版塊,深度解讀軍事新聞背後的隱藏態勢,立體呈現中國面臨的複雜軍事戰略環境,歡迎關注。 本周,中俄兩國都傳出了新一代裝備升級的消息。首先是“十二五”兩機專項中的航空發動機取得重大進展,中航工業動力所劉永泉團隊完成了改進型“太行”的研製。歷經三十年艱難研製,“太行”終於可以說是“完全體”了。改進型“太行”比起老“太行”究竟有什麼根本性的改變?為什麼讓試飛員讚不絕口?
劉永泉總師和他的年輕團隊完成了“14噸FADEC太行”的研製 歷經艱難,“太行”終成“完全體” 本周中國航空報的新聞當中,披露了“太行”發動機改進型號由中航工業動力所研製成功的消息。渦扇-10“太行”發動機歷經了30年的艱苦研製,終於在這一刻算是圓滿收官了。完全體“太行”不僅把推力增加到了14~14.5噸,而且據中國航空報去年的報道,“太行”發動機改進型號也是在劉永泉團隊的帶領下,完成了全權限數字電子控制系統的研製。這一姍姍來遲的喜訊,讓中國邁入了航空發動機製造強國的大門。
2005年12月28日,“太行”通過了定型審查
然而出現了葉片斷裂等嚴重事故,2008年起,殲-11B和殲-11BS排隊等着太行,就有了這張著名的“菊花殘”……
慢慢排除故障後,2010年1月,“太行”和殲-11B榮獲國家科技進步特等獎
裝備“太行”的殲-16多用途戰鬥機
渦扇-10A大批量裝備,終於行了 航空發動機的全權限數字電子控制系統(英文簡稱為FADEC),是指揮發動機的大腦。FADEC可以從發動機上的傳感器中獲取數據,對發動機進行一系列的複雜控制,如改變噴口面積、監控發動機狀態、診斷故障等等。FADEC不僅能夠大大提高飛機的飛行性能,而且減輕了發動機的重量,是目前歐美軍、民用航空發動機的標配。 “‘太行’行不行”的故事,相信大家都很熟悉。當年先是“‘太行’不行”,接着倉促通過定型,然後又出現故障讓殲-11B等發動機,最後直到渦扇-10A才大批量裝備殲-11B和殲-11BS。對於航空發動機的這種不愉快,中國軍迷們早就是身經百戰見得多了。但對中國航空來說,這個舊傷疤依然太痛,筆者在此只是簡單回顧一下。
3級風扇+9級高壓壓氣機+1級高壓渦輪+2級低壓渦輪,太行和F110完全一致 不過在硬件上終於“行了”的渦扇-10A,還不算和西方先進大推力航發齊平,充其量是和AL-31F各有千秋。現在我們知道,帶FADEC的渦扇-10B才能說是一台完善的“太行”。那麼,當初咱們為什麼沒能搞出帶FADEC的航空發動機呢? FADEC這堂課沒補上,是有歷史原因的。 上個世紀70年代起誕生了一批優秀的渦扇發動機,同時期歐美開始了FADEC的研製工作。前蘇聯雖然有了發動機,然而其電子工業水平並不能支撐起FADEC的研發。當時留里卡設計局開闢了一條“旁門左道”,使用模擬電子技術,為AL-31系列發動機開發出了機械液壓+模擬電子的混合控制系統。
印度的SU-30MKI,其矢量推力無法隨意控制,和SU-35S、F-22等飛機的超機動性能完全沒有可比性 渦扇-10發動機的技術源頭為美國的CFM-56發動機——這是一種以GE公司F101的核心機為基礎研製的民用發動機,之後又借鑑AL-31F的控制技術,才有了今天我們看到的“太行”。然而航空發動機的逆向還原工作顯然比其他領域難上了許多。從紙面上看,“太行”是一款媲美美國F110的先進發動機(結構和核心機相同),然而現實中,它卻因此犯下了“心臟病”,讓國產戰鬥機多等了十多年,也讓中國軍迷們苦等了十多年。 由於“太行”的技術源頭CFM-56是美制民用發動機,中國自己則缺乏高性能渦扇發動機控制系統的研究經驗,在上世紀90年代大量引進和深度接觸俄制AL-31F發動機後,中國不得不採用了一種“土辦法”,就是把AL-31的控制系統移植到“太行”上面湊合。 對於80年代、90年代的飛機來說,模擬電子技術或許是“夠用”了,加上蘇聯強大的整合能力,使得AL-31系列成為了一代經典。可是作為一種需要在21世紀使用的發動機,機械液壓+模擬電子控制系統不僅在系統性能上落後於FADEC,且增加了發動機的重量,對於控制一台“美系”發動機來說更是力不從心。我們現在說這些話是事後諸葛亮,當時卻是屬於“完全不知道自己竟然不知道”。這一來二去,“太行”竟然走了十多年的彎路。
更關鍵的是,新一代戰機是不能用原版AL-31湊合的! FADEC對新一代戰機來說極其重要。三代機或許還能用老的發動機控制系統湊合,但是三代半和四代機卻需要“飛-火-推”一體的控制系統。舉個例子,印度SU-30MKI裝備的AL-31FP沒有配備FADEC系統,使得SU-30MKI僅採用了簡單的火推交聯技術。其戰鬥力比起SU-30MKK來說並沒有什麼本質上的改善,除了在航展上展出一些精心設計的超機動動作外,也就是騙騙印度人罷了。
裝備99M系列發動機的殲-20和殲-10C
裝備99M系列發動機的殲-20和殲-10C 而為了讓我國下一代戰機在國產發動機完善之前擁有FADEC系統和“飛-火-推”一體化的能力,中國對航空發動機的採購實行了“兩條腿”走路的方法。 蘇聯解體之後,原先的禮炮發動機製造廠獲得了投資並組建了研發部門,成立了禮炮聯合體。禮炮廠針對中國客戶的需求,對AL-31發動機進行了升級。新的99M1(AL-31FM1)發動機於2006年完成了國家測試,採用了КРД-99Ц數字電子控制系統,並使啟動機具備了3500米以上的高原啟動性能。量產的99M1發動機被批量運用在殲-10B/C戰鬥機上,在許多殲-20原型機的照片中,我們也可以看到99M1型發動機的身影。 F-22正是運用其CIP主計算機實現“飛-火-推”一體,才獲得了強大的超機動性能。第三代雙余度FADEC不僅讓F-22的F119發動機獲得了極高的可靠性,而且在任何情況下,其矢量推力都能夠起作用,實現了超機動。為了儘快實現四代機“飛-火-推”一體的設計理念,殲-20選擇採用99M1不得不說是無奈之舉。我國自行研發的“飛-火”一體在殲轟-7A上就已經實現了,而作為一款四代重型戰鬥機,必須為“飛-火-推”一體做好功課。殲-20要想在這方面追趕F-22,肯定不能靠等。
一種採用軸對稱矢量方案的殲-20模型 好在渦扇-10B的收工,標誌着我國航空發動機終於補完了這艱難的一課。從此之後,包括殲-11後續型號和殲-16等戰機,都將獲得一顆智能的“中國心”,同時還有14噸級的澎湃動力,怎能不讓人振奮? 而這對於還在等待渦扇-15的殲-20來說,更是好消息。為了練就“太行”,我們不惜犧牲殲-11B的進度,為的就是在下一代隱形重型戰鬥機上不再重複這一過程。實現“飛-火-推”一體化的殲-20後續型號,其飛行性能和戰鬥力都將獲得極大的提高。 一場長達數十年的補課,歷經數十年的辛酸,我們終於可以平靜地說一句:“中國航空發動機,就要行了。” |
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