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涡扇10C已经安排到位,涡扇15进展如何了,未来还要进口俄制航发吗?

作者:Anita 发布时间: 2022-05-25 02:05:44

简介:】我国战斗机曾有一个不好的特点,那就是发动机国产率低、有“心脏病”问题。现在,这个“心脏病”基本不存在了,即便在少部分型号上存在,也不是多严重。就说战斗机这块,我国的涡扇-1

我国战斗机曾有一个不好的特点,那就是发动机国产率低、有“心脏病”问题。现在,这个“心脏病”基本不存在了,即便在少部分型号上存在,也不是多严重。就说战斗机这块,我国的涡扇-10已经大量装备歼-11B、歼-16、歼-10C、歼-20等战斗机,涡扇-15也快要研发成功了。只不过,未来一段时间内还需要继续从俄罗斯进口发动机,原因主要是两点,一个是我们自己的发动机产量不够,另外一个就是发动机这块我们还有一些短板。

图为使用涡扇-10B发动机的歼-16战斗机。

涡扇-10是我国研发的第一种第三代大推力小涵道比涡扇发动机,其最新的涡扇-10B、涡扇-10C,最大推力达到了14吨级,全寿命超过了3500小时,无故障间隔时间超过了1000小时,首翻寿命达到了2000多小时,而且具备FADEC全权限数字化操作能力。这样一来,该发动机就和我国的第三代战斗机实现了适配,一开始以“一发拖两机”为目标研发的涡扇-10,现在扛起了最少5个型号的装备。

图为使用太行发动机的歼-16战斗机,是我国最先进的第四代重型战斗机。

涡扇-10发动机的立项开始于我国进口俄罗斯苏-27SK战斗机之后,当时我国的自己的四代机项目歼-10研发也进入了关键阶段,为了仿制苏-27SK,发展歼-11这个型号,也为了给歼-10提供随时可以替换俄罗斯AL-31FN发动机的国产动力,我国开始了涡扇-10的研发,号称“一发拖两机”。不过,其实一开始的涡扇-10发动机并不是那么可靠。

图为太行发动机。

一开始,涡扇-10“太行”发动机故障很多,甚至出现过多次涡轮叶片断裂的故障,有部队甚至反映:涡扇-10可以说是边飞边喷零件。据统计,2010年左右生产的涡扇-10发动机,全寿命只有2000多小时,无故障间隔只有300小时,平均首翻时间只有600小时,一年有半年都在维修,最尴尬的是,据空军后勤部门反映,该发动机出故障的位置还不是固定的,简直就是障障不一样,充分体现了该发动机制造工艺存在问题。这就很让人不放心了,于是所有搭载涡扇-10发动机的战斗机在2010年被停飞了。

图为歼-11B战斗机,是我国空军最早大规模使用太行发动机的战斗机。

在就地解决问题两年之后,2012年,搭载涡扇-10发动机的歼-11B战斗机才恢复了训练和演习,此后,诞生了涡扇-10至今性能最可靠、最稳定的型号,也就是涡扇-10A发动机。该发动机刚出现的时候,报纸、媒体都惊呼:“太行”终于行了!太行WS-10A发动机很堪用,这个评价就是当时出来的,而可靠性提升的关键就在于制造发动机和涡轮叶片的单晶材料取得了升级。

涡扇-10A发动机制造量很大,起码超过了500台,毕竟所有的歼-11B和一部分歼-10C、歼-15都使用该发动机,根据后来的统计,该发动机的全寿命达到了4000多小时,平均无故障间隔达到了900小时,首翻寿命超过2000小时,在全球范围也算是比较可靠的发动机。2016年,在珠海航展上,我国又展示了歼-20和歼-16都大量使用的涡扇-10B发动机,他在涡扇-10A的基础上提高了涡轮前温度,把推力提高到了14吨级,战斗机的机动性大大提高,飞行性能取得了提升。

图为太行WS-10A发动机。

但是相应的,涡扇-10B的寿命又有所缩减,全寿命为3000小时。但是不论如何,涡扇-10系列发动机很好的解决了我国重型、中型战斗机的动力所需,即便是我国继续采购俄罗斯发动机,也不能否认涡扇-10系列的成功,因为涡扇-10系列之所以没有完全占领我国空军动力市场,还是因为产能不够大,而我国空军换装压力又大,于是就出现了歼-10C、歼-20中有一部分是太行发动机,还有一部分是俄罗斯99M2发动机的现状。

图为使用太行发动机的歼-11B战斗机。

涡扇-10是一个很好的开始。从第五代战斗机开始,美俄战斗机发动机的推力大大提升,美国为F-22A配备的F-119发动机,推力达到了15.5吨,而俄罗斯为苏-57配备的117S发动机推力达到了14.5吨。更厉害的是,美国为F-35配备的F-135发动机,推力达到了18吨,俄罗斯为苏-57研发的下一代发动机产品-30,推力也是18吨。

美俄五代机还都使用了推力矢量系统。美国的F-22A是二维矢量,偏流板式矢量方式,俄罗斯的117S是轴对称三维矢量。在这一局面下,使用无矢量能力、推力14吨发动机的歼-20就略显尴尬。于是,我国开始了涡扇-15发动机的研发,其推力预计可以达到18吨级,使用隐身轴对称三维矢量发动机,性能可以和美俄发动机持平。

图为歼-20战斗机,有一部分也是太行发动机。

不过,2012年就宣布核心机研发成功的涡扇-15,迄今都还没有进入战斗机搭载测试的阶段,还处于台架测试阶段,究其原因,还在于寿命的提升和无故障间隔时间的提升。不把问题解决在研发阶段,就不能服役,这是曾经的涡扇-10发动机的教训,毕竟发动机一旦交付,以后一些根里的毛病就不好改了,必须要在测试阶段就取得大量数据,找出问题的症结,才能研发制造出大推力、高寿命的先进发动机。

图为太行发动机。

至于是否继续进口俄罗斯发动机,那是肯定的。毕竟我们自己的发动机产能有限,我国空军换装压力很大,既要生产五代机扩大隐身战机规模,还要持续生产四代机来换装老旧的二代机,同时,一些服役较早的四代机也开始退役,比如进入我国空军时间较早的苏-27SK战斗机等,以每一架重型战斗机2台发动机、1台备用发动机来看,光是动力的缺口,就超过了1000台,因此在自己产量不能满足需求下,进口一些发动机并无不妥。

至于运输机、轰炸机等所需要的中等涵道比发动机、大涵道比发动机,我国在涡扇-18和涡扇-20研发成功之前,还需要继续进口,确保运-20和轰-6K/N/J轰炸机的生产不断档,他们都使用了俄制的D-30KP-2发动机,这个局面短期内不会有改变。所以,虽然我们取得了一些成就,但还是要继续努力,进一步提高空军发动机的国产化水平。

(1)航空零部件制造产业化发展:

时至今日我国不光依然在定期进口俄制发动机,而且乌克兰的发动机也在批量进口之中,比如跨入2021年伊始,我国就和乌克兰的进步设计局签署了200台教练10高教机装备的AI-222-25F涡扇发动机采购订单,所以现阶段我国已经在多款航空发动机领域实现了自主量产,但是依然存在型号不足、产量过低等缺点,所以短时间内想要摆脱外购发动机还为时过早。

而且现阶段我军依然装备了不少依然装备俄制发动机的各种战机,这些战机距离退役至少还有几十年之久,也就是说这些装备俄制发动机的战机只要依然装备服役,那么我国依然需要定期进口一定数量的俄制发动机来保障各型武器装备正常运行,只是进口数量大幅降低罢了。

首先从战机方面来说,当前我国装备的包括早期的歼10A/C、歼11B、歼15等多款主力战机依然大量存在装备俄制AL-31F系列涡扇发动机的现象,而这些战机距离退役还有几十年的时间,特别是像歼15和最近几年才装备服役的歼10C战机,少说数量也上百架了,那么对于这上百架战机而言,距离退役至少还有近20年时间,后期所需更换的发动机至少还需要不低于500台以上,而后续这些发动机的更换来源依然全部需要从俄罗斯进口解决。

包括2016年开始交付的24架苏35S战机,装备的俄制117S改进型矢量发动机,这款发动机虽然是基于AL-31FN基础上升级改进而来的,但是整体性能提升还是比较明显的,而且苏35S本身作为一架双发重型空优战机,根本不可能用性能落后的AL-31FN充样子,所以这24架苏35S战机装备的117S矢量发动机在此后至少20年时间里依然需要进口解决。

其次包括空军此前大量装备的二三十架伊尔76、三架伊尔78M、包括早期生产的运20大型运输机、轰-6N/K装备的D30KP2涡扇发动机依然需要进口解决。当然网上一直由传闻成都航发此前仿制的涡扇18发动机已经在运20身上试飞定型,或许随着涡扇18发动机的产量和可靠性提升后,D30KP2涡扇发动机也就不需要进口了,不过关于涡扇18发动机的量产的新闻官方一直没有官宣,所以后期是否需要进口还得看情况决定。不过在2016年我国进口了170台D30KP2涡扇发动机后的几年时间里,再也没有看到追加订单的新闻,那么想来是国内仿制的涡扇18发动机应该是堪用了,看来国内装备的伊尔76、伊尔78M、轰6K、运20早期型号后续换装发动机再也不用进口来解决了。

当然除了空军海军装备的固定翼主力战机发动机部分仍需进口解决外,陆军大量装备的米171直升机、海军装备的卡28、卡31直升机装备的TV3-117系列涡轴发动机仍然需要尽进口解决。而且光是进口装备的米171数量就达到几百架之多,按照一架直升机装备两台发动机计算的话,光是这近300架直升机所需要的的发动机就达到了上千台以上。

再包括文章开头说过的现阶段洪都公司正在量产的教练10高教机装备的乌克兰AI-222-225F涡扇发动机每次采购就是上百台,而且国内现阶段还没有同级别型号可以替代,所以这款发动机后面进口的数量也不少。

可能很多人不明白如果我们有自己的同级别发动机的话,完全可以用国产型号直接替换啊?这件事如果只是一颗同直径、丝径的螺栓的话完全没有问题,但是现代战机的发动机也有自己相应的软件控制系统,而这个软件控制系统是直接和战机自身的飞控系统结合在一起的,所以硬件就算能够完全替代,也是达不到原来该有的作战力的,所以就算我们现阶段已经能够批量生产涡扇10B发动机了,涡扇10B发动机依然不能直接换装造早期装备俄制AL-31FN发动机的战机身上。

特别是直20通用直升机批量装备服役后,其搭载的大功率涡轴发动机也实现了批量生产,但是依然无法为现役的二百多架米171直升机换发,同样是发动机的进气方式、轴输出方向、控制系统都和原装有很大不同之处,所以陆军装备的米171直升机所需的发动机依然需要进口解决,除非我们能够基于现有的TV3-117系列涡轴发动机基础上改进生产出国产版本或许能够解决继续进口的问题。

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