中國戰機發動機水平到底如何?和美國差距到底多大?

2021-02-20 軍機圖

渦扇-10「太行」渦扇發動機是中國航空發動機產業繼渦扇-6之後研製的第二款大推力渦扇發動機,也是中國首款大規模量產使用的完全自主智慧財產權的渦扇發動機。渦扇-10相比於以往的國產發動機以及同時期國際上其他同類型發動機具有較高的技術起點,該機的核心機在美國通用電氣公司研發的CFM56民用渦扇發動機的核心機基礎上發展而來,而CFM56又由B-1戰略轟炸機所採用的F101渦扇發動機發展而來,後者又衍生出供F-15和F-16所採用的F110渦扇發動機,因此從技術上來說渦扇-10與F110屬於同代發動機,理論上來說具備接近的發展潛力。但由於中國在材料技術方面曾遠落後於美國,因此在F110不斷發展的同時,渦扇-10卻長期發展停滯甚至連性能都不穩定,根本不具備裝機條件。

2005年渦扇-10正式定型以後,該型發動機開始進入加速發展階段。一方面,渦扇-10在這一時期性能逐漸穩定、開始在國產戰鬥機上配裝;另一方面,渦扇-10從這一時期起開始進行深度發展和改進。這一時期比較關鍵的一個型號是渦扇-10B,該發動機是渦扇-10系列首款適合單發戰機使用的型號,使用該款發動機的殲-10B戰鬥機目前為中國空軍的主力機型,不但性能潑辣而且可靠性比較高。另一個重要型號是渦扇-10G,據稱該發動機推力達到140千牛級別,超過了F110系列較新型的F110-GE-129。有消息聲稱渦扇-10還存在推力為150千牛級別的深度改進型,如果該型號確實存在,未來可能成為在更新一代的渦扇-15研發成功之前作為殲-20戰鬥機動力裝置的可能。從「一機三型」的發展現狀來看,渦扇-10目前已經成為國產戰機「心臟」的絕對主力。

同時,渦扇-10還為中國大飛機項目的推進作出了貢獻。雖然由於運輸機與戰鬥機因飛行特性不同而不能採用相同的航空發動機,但兩者在技術上具有一定共通性。渦扇-10的核心機技術本來就源自作為大型客機動力裝置的CFM56,因此以渦扇-10的核心機研發大型飛機的動力系統不成問題。近日國產首款大型運輸機運-20正式列裝部隊,目前該機仍然以俄制D30渦扇發動機為動力(也可能採用國內在D30基礎上改進的渦扇-18),這款發動機涵道比較小、油耗較高,因此不是很適合作為大型運輸機的動力。為此,以渦扇-10核心機為基礎的渦扇-20發動機因運而生,這款發動機在技術上比D30領先一代,未來不但能夠成為運-20的動力裝置,而且還可以用於以C919客機為基礎發展的軍用平臺,成為國產大型軍用飛機的通用動力裝置。

當然,由於渦扇-10完全成熟時間不長,目前關於該系列發動機仍然有著不少非議,其中最為外界詬病的一點是在渦扇-10定型後國內仍然在引進AL-31發動機。事實上,長期以來國人在認識上一直存在一個誤區,即「因為渦扇-10仍然不成熟所以中國才會購買更多的AL-31」。然而,由於前蘇聯在設計研發AL-31時在技術上有所欠缺、在發展思路上出現偏差,結果是導致AL-31在具備世界一流的性能指標的同時,其使用壽命卻原低於同時代的美國和西歐同類型發動機。這個問題直到俄羅斯向中國出口蘇-27SK以及採用AL-31FN發動機的殲-10早期型號批產服役後,仍然沒有得到有效解決。

雖然近些年來隨著中國對AL-31系列發動機了解程度的深化,在大修過程中中國戰機所採用的AL-31使用壽命甚至得到了成倍提升,但考慮到中國空軍高強度的訓練頻率這些戰機仍然面臨發動機消耗速度快於機體老化速度的局面。對於這種情況,唯一的解決辦法只有繼續採購AL-31發動機替代已經到壽的報廢發動機(AL-31與渦扇-10由於進氣流量存在差異,因此配備兩款不同發動機的戰機進氣道設計有所不同,事實上不能完全互換)。換句話說,AL-31的繼續進口,與渦扇-10的發展完全沒有關係,也基本不再用作新戰機的動力裝置。從這個角度而言,AL-31的進口完全不能作為渦扇-10發展情況的判斷證明。

總的來看,目前渦扇-10雖然並不能算世界上最頂尖的渦扇發動機,但能夠滿足國內目前和未來較長時期的需求。而從渦扇-10是中國首款完全依賴自身力量完成完整研發、試驗、生產和改進流程的航空發動機來看,這款發動機對於中國航空工業的意義非常重大。以渦扇-10積累的技術和經驗為開端,未來中國將具備研發供不同種類飛行器使用的不同級別渦扇發動機的能力,這已經超過了渦扇-10作為發動機本身的意義。好的開始是成功的一半,由渦扇-10開始步入正軌的中國航空發動機產業,有朝一日必然會問鼎世界航空發動機產業的桂冠。

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