中國航空發動機的發展一直牽動着國人的心,由於航空發動機技術的落後和巨大差距,中國自行研製的軍用和民用飛機長期受到發動機能力薄弱的困擾,成為限制中國發展航空事業的最大技術障礙,到目前為止,除少量軍機和民機使用國產發動機外,中國發展的重點軍機,如殲-10系列戰鬥機、718工程驗證機等,民機如ARJ-21和C-919項目均採用國外發動機,這種受制於人的狀況既影響國家安全也非大國產業發展所能忽視。
目前,中國通過“兩機專項”(即國家航空發動機和燃氣輪機“兩機”科技重大專項)投入巨資力圖改變過去的窘境。航空發動機和燃氣輪機“兩機”科技重大專項已經順利成為國家第20個重大技術專項,與空天飛機和高超音速飛行器專項一起成為國家航空航天領域的重要突破聚焦。
最近,北京航空航天大學在其官方網站上披露了我們航空發動機發展路線圖,為我們展示了中國航空發動機發展的最新情況,內容讓人頗感震驚和意外。
我國“兩機專項”將航空發動機發展分為聚焦突破、支撐變革和學科創新三個部分,聚焦突破主要是國家重點軍用兩用發動機項目的研製,支撐變革是對現有發動機進行改進,學科創新是探索和預研新一代發動機項目,從圖中我們可以發現我國發動機進度表:
渦扇-15發動機將於2014完成驗證機;
渦扇-10改發動機將於2015首飛;
長江-1000A發動機將於2016年首飛;
空天發動機將於2016年掛飛;
推比15一級的第五代發動機將於2016年完成核心機。
目前,中國航空發動機發展已經進入快車道,一系列新型發動機項目正在進入關鍵攻關階段。據境外媒體報道,WS-20發動機已隨運-20飛機試飛升空,推比達到9以上的新一代中推發動機即將獲得立項研製,推比為10一級的WS-15第四代發動機正在進行上機試飛前的準備工作,推比為12一級的改進型四代軍用發動機已經進入預先研究。推比為8.5一級的改進型“太行發動機”將於未來幾年試飛。為新一代遠程隱身無人機、無人隱身攻擊機、長航時無人機和有人駕駛遠程隱身轟炸機研製的新型系列無加力發動機已經進入攻堅階段。功重比1200千瓦級、1500千瓦級、2000千瓦級和5000千瓦級的WZ-9改、WZ-16、WZ-10和WZ-20三款重點渦軸發動機項目進展順利。下一代先進渦軸發動機、下一代先進中推和推比15一級的第五代大推正在進行探索,其中推比15一級的第五代發動機將於2016年上馬核心機,基本上已經趕上美國的同期水平。
目前,中國航空發動機迎來了歷史上最好的發展機遇,通過“兩機專項”,我國正在同時進行至少22個航空發動機研製項目,這個世界上,已經可以與美國相提並論。
現代發動機研製周期很長,一款發動機從核心機探索到批量生產,通常要經歷30年左右的時間,所以,中國航空發動機的發展必須尊重科學發展規律。目前,中國正在進行幾個以航空發動機為主的基礎科學研究項目和基礎科研研究基地建設,這些項目從材料、科研規劃、科研設備、試驗手段入手,為國家“兩機專項”的順利發展保駕護航。
據美國《航空周刊》報道,中國正在研發四款新型大涵道比渦扇發動機,目前對外界公布的只有其中兩款。這四款發動機有的將被用在軍事領域,而有的也有可能會被用在民用領域。
目前,在瀋陽研發的那款30,000磅級別發動機,是已經被廣為人知的兩款發動機中的一款。這款發動機適用於大型運輸機,與之同步研發的是將被用在C-919型商用飛機上,級別相仿的CJ-1000A型發動機。
但事實證明,中航工業瀋陽發動機設計研究所正在研發設計另兩款發動機,分別是:WS-118和SF-A。這兩款發動機都在由瀋陽發動機設計研究所進行研製,研發基礎都是戰鬥機發動機核心機,與20世紀70年代經常被西方國家使用的戰鬥機發動機核心類似。
根據信息顯示,具備26,500磅推力的WS-118(又稱為WS-20或CJ-2000)採用的是WS-10A型“太行”發動機核心機,這款發動機目前已被用在殲-10和殲-11B型戰鬥機上。瀋陽黎明航空發動機集團計劃,在2015年開始製造這款發動機。
據稱,WS-118將被用作運-20軍用運輸機和C919大型客機的一款候選發動機。儘管這款發動機對運-20而言,有些動力不足;而對C-919而言,又有點使用效率太低。而擁有28,700磅推力SF-A發動機的設計其實與前者類似,其核心是WS-15型發動機。據稱,這款發動機將被作為重型隱形戰鬥機殲-20的發動機來使用。
然而,還有第四款大涵道比的中國渦扇發動機正處於研製之中;那就是更小型的WS-12C型發動機,這款發動機採用的是較不為人知的WS-12戰鬥機發動機核心機,並且計劃被用來作為ARJ-21型支線噴氣式飛機的發動機。目前,已經被明確選為這款飛機備選發動機的只有通用電氣的CF34-10A型發動機。WS-12C發動機的推力為17,600磅,目前正由成都渦輪院進行研發中。
這款發動機在設計完成之初將由成都發動機集團進行製造,之後將被轉移到中航工業商用飛機發動機有限責任公司進行生產。這家公司隸屬於中航工業集團,目前正在開發CJ-1000型發動機;這個安排也暗示着,這款發動機未來可能會被用作商用。
2012年,珠海航展展出的我國大涵道比渦扇發動機。據悉,該發動機具有四大特點:高效率,低燃油消耗;高可靠性,長使用壽命;低排放,低噪音;低維護成本,維修性佳,將用於國產大飛機。