猛龙的心:中国歼十发动机研制解密

来源:http://www.avbuyer.com.cn作者:航采新闻发布时间:2005年10月25日 浏览次数: 【字体:

  2003年1月出版的《解放军报》有一篇题为“中国空军‘三代战机’试飞纪实”的报道,透露了中国新型涡轮风扇发动机于去年6月试飞成功的消息,引起各方高度重视。文章称,在国产新型战机上的试飞,在我国尚属首次,不仅技术难度大,而且每个课目的风险也大。试飞那天,该试飞员的“坐骑”被人为安装了两个不匹配的发动机,一台是进口的、一台是国产的。……国产新型发动机的研制成功,不仅填补了我国发动机研制的空白,更为重要的是标志着中国的航空工业步入了世界发达国家的行列。最近又有来自航空系统的消息:“从3月25~27日召开的中航一集团燃气轮机工作会议上了解到,今年中航一集团发动机行业的工作重点是以涡扇10发动机定型试飞为主线,抓好重点型号研制……

  从国际发动机的情况来看,基本分成三大部分,即:

  小推力发动机,推力一般在3000公斤以下;

  中推力发动机,推力一般在6000-9000公斤;

  大推力发动机,推力一般在11000公斤-15000公斤。

  WS-11肯定是小推力级发动机,“昆仑”则属于中推力发动机,而涡扇10无疑是大推力级发动机。

  要了解涡扇10的性能,就必须了解其研制的背景、技术基础等情况。为此,先分析涡扇10产生的背景。据信10号工程是1984年启动,估计与之配套的涡扇 10应当也应该是启动于1984年。以中国当时的技术,要独立自主地生产一种先进的高推重比、高推力的涡扇发动机应是相当不容易。当时中国已拥有的技术有哪些?

  一是涡喷-15,源于苏联的米格-23飞机,当时中国以20多架歼-6飞机从埃及换回了一架米格-23飞机,自然也掌握了其P-29-300发动机(中国编号WP-15),该机推力12500公斤,自重1923公斤,推重比6.5。

  二是从英国引进的斯贝军用发动机技术,推力9325公斤,自重1857公斤,推重比5.02。

  三是从美国引进的CFM-56民用发动机,推力10886公斤,自重2005公斤,推重比5.4。四是中国自行研制的WS6G发动机,推力14000公斤,自重2000公斤,推重比7。这几种发动机都在10000公斤级,重量也在1900-2000公斤左右,都可以做为涡扇10的核心机。这是还要特别介绍一个CFM-56民用发动机。
 
  1982年3月29日,美国《航空和空间技术周刊》刊登了发自华盛顿的一篇报道,标题是《中国等待批准向它出口CFM-56II型涡轮风扇发动机的许可证》。文章说:“中华人民共和国正等待批准向它出口两台CFM-56II型涡轮风扇发动机,然后再开始核准一项计划,根据这项计划,中国可能将更换它的多达30多架的霍克•西德利飞机公司生产的三叉戟运输机的发动机。……国防部官员对可能向中国出售CFM-56II型涡轮风扇发动机表示关切,因为这种商用发动机的核心技术,同罗克韦尔国际公司制造的B-1B轰炸机所采用的通用电气公司生产的F-101-GE-102发动机是相同的。正是由于可能进行这种技术转让,以及中国人可能运用逆工程技术取得把同样技术应用到其他方面的能力,所以国防部官员建议不要批准颁发出口许可证。”尽管有人反对,但在中美蜜月的 80年代,美国政府最终还是批准了这项计划。

   在上述四种基本型发动机中如何选择核心机,可以有多种方案:

  一是在仿制P-29-300制成的WP-15上进行改进设计,由于是涡喷机费用应该最低,时间也最快,但技术较为落后,估计不会采纳;

  二是在掌握斯贝发动机技术的基础上,结合我国的技术,将其改型设计为12500公斤的发动机,但由于我国去年才完全掌握斯贝的制造技术,肯定轮不到斯贝做涡扇10的核心机。

  三是我国自行研制的WS-6,由于该机80年代中期就下马了,自然不在考虑之中。
 
  最后就剩下 CFM-56。该机全长2430毫米,直径1828毫米,全重2005公斤,最大推力10886公斤,总压比25,涡轮前温度1260度,推重比约 5.44,是当时一种比较先进的民用发动机(与之同时代的军用发动机F100-PW-100(F-15和F-16的发动机)全长4851毫米,直径 1180毫米,全重1371公斤,最大推力11340公斤,总压比25,涡轮前温度1399度,推重比8.27)。由于其核心技术与美国F-101-GE -102军用发动机相同,最可能成为涡扇10的核心机。

  该机可能有两个方案:一是仿制其核心机,在此基础上研制我们自已的涡扇10,但由于技术差距大,风险和投资均很大,还有一个很重要的原因,是建国以来,我国完全是走的一条仿制之路,缺乏自己全过程研制的经验,结合“昆仑”走自己全过程研制道路的情况来看,完全仿制肯定不受有关部门的支持。

  另一种就是在我国已有技术的基础上(已有研制推重比7的涡扇6的经验),借鉴CFM-56的部分先进技术,研制自己全新的发动机。这种方案虽然有一定的风险,但由于已有WS-6的经验,估计难度会小于完全仿制CFM-56,而且由于有一定的技术基础,资金和时间也会少于仿制CFM-56。因此,这最可能就是涡扇10的技术来源吧。
 
  对涡扇10的评价,综合WS-6G和CFM-56的技术和该试飞员的“坐骑”被人为安装了两个不匹配的发动机的情况来分析,涡扇10的推力应大于AL- 31F的12500公斤,估计在13000公斤左右,推重比应在7.5以上,技术上相当于国际上70年代中期的水平。估计比F-16、F-15早期型的 F100-PW-100要好。从“昆仑”研制成功到短时间内又研制成功“昆仑II”的情况来看,涡扇10定型后,估计两年内又会研制出性能更好的涡扇10 -II,推重比会大于8,推力可能会达到14000公斤左右,其生产型的涡扇10-II可望达到国际上80年代中期的技术水平。

  歼十定型后的发动机乃是涡扇10A,不是什么AL―31F,所谓进口AL―31FN之说,是为沈飞歼11生产之用。歼十装备涡扇10A后,无论空战推重比、载弹量还是飞机的机动性、灵活性方面,其综合飞行性能要大大高于装备AL―31F的歼十。今后,国产歼11也要装备涡扇10A,涡扇10A将成为我国歼十、歼11的标准发动机。涡扇10A经过严酷苛刻的国军标试验,其性能、寿命、可靠性要远远高于俄制标准的AL―31F,606所再彷制AL― 31F已没什么意义。606所对涡扇10A的评价,涡扇10A的研制成功将使中国航空动力事业达到发达国家的八十年代中期水平,在中国航空发动机发展史上具有里程碑式的重要意义。