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對中國新一代航空發動機計劃的總結
送交者: 易水聽濤 2004年01月08日18:40:47 於 [軍事天地] 發送悄悄話

  (本文所有資料來源於國內公開出版物、國內網站和國內可正常訪問的外國網站,所有觀點均為作者臆測,絕無泄漏國家機密之意圖及可能)

  俺不是專業人士,只是一個還達不到發燒級的業餘軍事愛好者,但從九十年代初開始看《航空知識》、《國際航空》、《兵器知識》,到現在年頭也不短了。後來碩士畢業當了軟件工程師,工作忙起來了,關注程度也趕不上以前。近些年來,我國新一代戰鬥機和航空發動機漸漸卸去面紗,走向台前,令人振奮。然而,對於新型發動機的發展計劃,官方一直遮遮掩掩,而互聯網上的消息,也是雜亂無章,互相矛盾,所謂“高推”、“中推”等名詞滿天飛,看了很多所謂的“內幕”、“猜測”,越看越是一頭霧水。抽個休息日的時間,把以前存下來的文檔都翻出來,從頭看了一遍,總結出來幾點,也許猜錯,也許是地球人都知道的事,供同好們參考。

  所謂的“高推”、“中推”和目前已定型的“崑崙”,還有為J10研製WS-10,是四個不同目的、彼此相對獨立的計劃。

  “中推”計劃比較正式的名稱大概是“中等推力渦輪發動機預研計劃”或“中推核心機預研計劃”,也就是說是一個研究性的技術驗證機項目,即在我國航空發動機技術與國際水平的差距不斷拉大,已成為新一代軍用飛機研製的瓶頸的情境下,為了技術積累和驗證新技術,製造一種先進的渦扇發動機核心機的樣機。

  所謂“核心機”是指渦輪風扇發動機的高壓系統,包括高壓壓氣機、主燃燒室和高壓渦輪三大部件,在一個成熟的高壓系統基礎上加上不同的低壓系統,就可衍生出各種形式的發動機,因此,核心機可以理解為同一級別發動機的發展平台。中推計劃立項於80年代初,劉大響院士曾出任該項目總設計師。中推核心機於1994年試車成功,在材料、設計、控制等方面很多技術隨之成熟起來,達成了當初的目的。

  所謂“高推”的全稱是“高性能推進系統預研”,這是一個非常廣泛的基礎研究計劃,目的是探索第三代發動機中涉及到的各種新技術,而絕非研製具體某種機型。劉大響的講話中曾提到它最早在1976年就開始規劃了。上述的“中推核心機”很大程度上就是要對“高性能推進系統預研”之中所發展出來的那些新技術進行驗證。因此,前者可以視為後者的子項目,雖然在科研計劃的管理上並非如此,因為前者涉及到了工程製造,需要的經費也許會更多。通過“高推預研”取得的基礎研究成果和“中推”樣機的工程製造,我們算是掌握了類似F-15的F110、F/A-18的F404發動機這類推重比達到8的高性能渦扇發動機的核心技術,具備了為第三代戰鬥機研製動力系統的能力,但還差着一個把技術運用於實際製造的過程。

  “高性能推進系統預研和先進核心機的工程研製,是國家‘七五’、‘八五’大型國防預研項目”--- 可是現在‘十五’都快過去了,那麼這些年以來我們的航空研究機構在幹什麼呢?NUAA主頁上對劉大響院士的介紹中提到了“推重比10的航空發動機預研”,這就是繼“高性能”“中推”之後更新一代的航空發動機發展計劃,即第四代戰鬥機的動力系統。目標是追趕F-22的F119發動機,推重比達到10一級,可能採取單晶葉片等先進技術。目前推重比達到10的軍用發動機只有美國造出來了,F119十年之內絕對領先於全世界其它各國,因此這個“推重比10”的項目是一場角逐世界最高水平的競賽。

  下面再來看看實際型號的研發吧。

  “崑崙”的研製目的很單純,就是製造一種尺寸與WP13相仿的高性能渦噴發動機,用於大量J8II、J7E等老機種的換裝,並用於在J7基礎上發展的新機型。中航一集團以米格21為基礎搞了幾十年,至今仍試圖在這一平台上,作較小的修改搞新機型,例如J7MF、新殲教9等(而FC1似乎已經被改得不再屬於這一平台了),他們都有可能得到空軍的採購,因為這樣設計的代價很小,可以達到很高的性能價格比。既然是在舊平台上改進,就傾向於採用成熟技術而且尺寸變化不能太大,這就是崑崙採用“過時”的渦噴方案的原因。崑崙在研製中可能借鑑了“高性能推進系統預研”和“中推核心機”的一些技術,差不多把渦噴的能力發揮到頭了,在推重比等性能上已經不輸於早期的渦扇。由於目標平台的機種較多,市場前景還是挺看好的。

  但是,並不存在所謂“以崑崙為核心機發展新型大推力渦扇發動機”的計劃,因為現有渦噴為基礎發展渦扇工作量仍然不小,而且崑崙在技術上也並非特別先進,意義不大。

  而作為J10動力系統的WS-10計劃與以上幾個計劃的關係則比較令我困惑。從J10的研製進度來看,WS-10的立項應該與“中推”大致同時,由於不屬於預研而是要裝備的東西,因此應該是基於早年WS-6和WS-9發展而來的成熟技術。但顯然WS-10的研製進度落後於計劃,或者說性能達不到要求。因此才有了第一批J10不得不採購俄羅斯發動機救急的尷尬。實際上,在“中推核心機”完成後,基於其架構發展一種加力推力達到120~130KN、推重比接近8的實際型號,用於J10甚至國產J11,好像是合乎邏輯的思路。目前,有跡象表明一個命名為WS-10A的型號已基本完成研發和裝機試驗,那麼,這個型號究竟是最初WS-10計劃十幾年研發不斷吸取最新研究成果的產物,還是以中推計劃為基礎另起爐灶發展來的型號(意味着原來WS-10的技術路線已經壽終正寢)?

  從網上流傳的一篇發表在《航空科學技術》上的論文(http://mil.qianlong.com/4919/2003/09/30/228@1626314_2.htm)看來,還是前者的可能性比較大。文中提到:“20世紀80年代中期,我國在國外某核心機的基礎上研製的渦扇10發動機預計到2005年可裝備部隊,推重比7.5”。如果此言確實,則說明目前的WS-10A並非基於中推核心機。但我想並不能排除在中推核心機的基礎上發展後續型號的可能,畢竟這是我們完全自主進行的項目,技術上也可能更先進一些。但由此又引出了另一個有趣的問題---這個“國外某核心機”是哪國的哪個型號,我們又是怎麼弄到手的?個人意見傾向於是美國的型號,因為從時間上看,八十年代中期正是中美合作改進J8II的“和平典範”計劃在積極運作的時期。

  我們國家現在最有實力的戰鬥機研究所就是四川的611所和遼寧的601所,而發動機最厲害的兩家也分別是四川江油624所和遼寧瀋陽606所。目前“推重比達到10”的新機項目可能正同時在這兩個所展開,對此劉大響用“發展非常良好”來形容。

  2002年6月官方報道了胡錦濤視察瀋陽606所,其中提到了“一台組裝好的發動機”,“是我國自行研製的大推力級加力渦輪風扇發動機,是國家高新工程項目的重點型號,該機目前已取得重大階段性成果,有望在不遠的將來實現設計定型,並裝備部隊使用”。這就是WS-10A嗎?還是“推重比10”的樣機?

  目前中國航空工業系統已經披露的新戰鬥機型號很是不少,但不一定都會裝備中國空軍,辨別這一點重要的依據就在於是否為該機型研製了國產發動機。因為裝備一種外國動力的戰鬥機維護代價較高,而且作為一個大國絕不希望在主戰裝備上受制於人,J10最初批次裝備AL31隻是應急之舉。因此看來,新殲教9的裝備是確信的,但南航L15就不那麼樂觀,因為並沒有跡象表明國內在研製這個級別的小推力渦扇。那麼FC1會不會裝備呢?這個問題已經爭論了很久,我看是這樣的,如果我們發現國內有一種加力推力在100KN左右的發動機在研,那就肯定是用於中國空軍的FC1,如果沒有這樣一種發動機,那恐怕就宣判了FC1在中國空軍中的死刑。因為崑崙II的加力推力也只有不到80KN,無法滿足FC1的性能要求。究竟有沒有一種這樣的發動機呢?


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