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渦扇6如果不下馬能夠匹敵俄羅斯AL31發動機?

建國以來,中國一直是先有飛機研發項目,後有發動機研發項目、材料研發項目、航電研發項目、武器配套項目,一旦飛機下馬,配套項目跟著下馬。

這種研發思路是在那個國內滿目瘡痍、百廢待興的年代的必然選擇,因為可以節約資源辦大事。在仿製國外成熟產品的時候,這種發展模式更是能很好的協調各個單位的工作,不會出現各個單位的產品牛頭不對馬嘴的情況。

但隨著中國航空工業的發展,逐漸從仿製國外產品,走向自主創新設計的階段後,這種航空發動機研發從屬於飛機研發的做法,對中國航空發動機的發展和進步造成的重大阻礙。而渦扇-6就是典型的這一發展模式下的犧牲品。

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渦扇-6

三次下馬,五次轉移製造基帶,研發中歷經磨難

在上世紀中葉,工程師們發現渦扇發動機在諸多性能上優於渦噴發動機,特別是在油耗上有比較明顯的優勢,英國、美國等國家隨即開始研發渦扇發動機。在1948年,英國就開始研發康維渦扇發動機,美國也採用比較成熟的渦噴發動機為核心機開發新的渦扇發動機。加上冷戰後兩大陣營之間嚴峻的對立態勢,使世界各軍事大國都開展渦扇發動機的研發,準備在新一代戰機上搭載渦扇發動機,中國也不例外。

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渦扇發動機原理圖

在上世紀60年代,中國啟動了渦扇-6的研製,項目代號為910工程,並於1965年完成方案論證,其中分為大涵道比發動機和小涵道比發動機兩種子型號。1966年,606所開始研製渦扇-6,1968年完成第一台樣機試製,並上試車台試車。1969年完成第二台樣機試製。然而由於種種原因,在1969年,911工程上馬,910工程下馬。

由於911工程與林彪一系人有一定牽連,在那個政治挂帥的年代,在林彪墜機事件後,911工程被宣判了死刑。910工程重新上馬,之後關於引進英國斯貝發動機,國內爆發了激烈論戰,原本斯貝引進項目由技術實力最強的606所和410廠承接。不過,為了保住渦扇-6發動機,606所和410廠堅決抵制,並表示強烈不滿,最後斯貝轉到了430廠。

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英國的斯貝

1978年,飽經磨難後,第三台樣機研製成功。1980年10月,渦扇-6性能達到設計指標。1981年1月,渦扇-6主機、加力台架性能完全達到了設計指標,並且按照英國的試車規範成功地三次通過了24小時地面持久試車,具備了裝機飛行的條件。

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渦扇-6發動機在試車台上

然而就在勝利的曙光出現之際,由於國家大戰略調整,一切以經濟建設為中心,大批軍工項目下馬,渦扇6也不能倖免。雖然606所和410廠又堅持了2年有餘,但依舊無法改變渦扇-6的命運。截至1983年,總共生產4批10台試驗機,完成300項零部件試驗,試驗時間3萬2千多小時,整機試車334.1小時。最後,渦扇-6因為殲-9、強-6的下馬而失去裝機對象,被徹底宣判死刑。

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強-6圖紙(百度百科)

渦扇-6發動機研製的教訓

渦扇-6發動機最大的教訓就是發動機與飛機配套研發的模式已經跟不上時代了。根據客觀規律,發動機的研發周期一般是長於一型戰機的研發周期的——有一種說法,一款發動機從研發到成熟要用30年,10年時間預研和設計,然後用10年時間把發動機製造出來並完成可靠性驗證,之後裝備部隊,批量裝備部隊之後經過10年時間的使用,並對使用中暴露出來的問題不斷整改,最終才能獲得一款成熟的發動機。

然而,戰機的研發周期就要比發動機短,殲-10於1986年立項,太行發動機於1987年立項,但當殲-10在1988年首飛,2004年裝備部隊時,太行發動機依舊未完成設計定型審查考核。類似的還有運-20已經服役,但依舊使用俄羅斯的發動機,相匹配的渦扇-20還在伊爾-76上測試。

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太行發動機

因此,飛機下馬,發動機跟著下馬的研發模式,很容易導致狗熊掰棒子一樣,掰一個扔一個的結果。渦扇-6的親身經歷已經證明了,這種研發模式已經過時了——就在渦扇-6熬過黎明前最黑暗的夜晚,即將看到勝利的曙光之時,因「以經濟建設為中心,一切給經濟建設讓路」、「軍隊要忍耐」,殲-9和強-6相繼下馬,渦扇-6因失去裝機對象而下馬,著實令人唏噓。

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紙面性能達到4代機標準的殲-9(飛揚軍事)

相比之下,戰機和發動機分別研發的模式更加科學合理。以美國和蘇聯、以及法國為例,發動機和飛機分開研發,在更好的發動機成熟後進行換裝的成功例子比比皆是。F-14早期就曾經使用TF-30發動機,後期改進型號則換裝了F-110-GE-400發動機。蘇聯的蘇-27早起也曾經使用過AL-21,之後才換裝AL-31F。而法國的陣風早起也曾經使用F-404試飛,在法國斯奈克瑪的M-88成熟後,才換裝了M-88(並非F-404不如M-88,僅僅是法國的國產化需要)。

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米帝一代名機F-110

實際上,因為配套飛機下馬,發動機跟著下馬的並不只有渦扇-6,渦扇-8因運-10下馬而夭折,渦扇-5因空軍撤銷了轟-5改進計劃而下馬。這使得在2000年以前,中國沒能把一款渦扇發動機從立項設計到定型、批量生產整個流程走完整,大多半途而廢。

渦扇-6達到技術指標的難度較大

渦扇-6誕生於那個政治挂帥的年代,和那個時代的很多裝備一樣,存在紙面數據好看,但存在實際性能與紙面數據有一定差異的問題。就具體參數來說,渦扇-6加力推力12噸,最大軍用推力7.27噸,渦前溫度為1077攝氏度,全加力溫度為1527攝氏度,發動機總長5.6米,推重比5.93。

如果說這個數據還不那麼好高騖遠的話,渦扇-6G的紙面數據就有點不切實際了。根據公開的數據,渦扇-6的改進型號——渦扇-6G在發動機體積保持不變的情況下,重量減少100多公斤,將加力推力提升到13.8噸,最大軍用推力提升到8.56噸,推重比為7.05。就性能參數而言渦扇-6G基本邁入三代大推力渦輪風扇發動機的行列,就以最大推力和推重比這兩項指標的紙面數據而言,和俄羅斯的AL-31F與如今中國J-11系列戰機、J-16戰機裝備的太行發動機性能處於同一水準。

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毛子產阿勒三姨夫

然後,如此「高大上」的技術指標,在上世紀80年代,以當時中國的工業水平和國家對渦扇-6項目投入的總資源來看,要達到這個水平指標,還是非常不容易的。

首先是國家投入資源嚴重不足。航空發動機是非常燒錢的,美國在F-100的研發中耗資11億美元。法國M-53發動機的研發耗資6.99億。英國RB-199發動機研製經費為6.6億美元,羅爾斯羅伊斯公司還因為研發RB-199遭遇財務危機。相比之下,國家投入渦扇-6的資金總計只有1.2億人民幣,而且資金經常斷流,整個研製工作時常為經費不足困擾,資金嚴重不足大幅拖累了研發進度。

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RB-199發動機

其次是缺乏長遠規劃,目標朝令夕改。渦扇-6在研製過程中設計指標經常變來變去,而且研發目標好高騖遠、脫離實際,加上在決策上歷經了三次上馬、五次轉移加工生產地的情況,這種朝令夕改的決策方式給科研工作帶了了很大的負面影響。

最後是技術跨越超越了當時中國的技術實力和航空工業水平。在研發渦扇-6以前,中國只對俄羅斯的渦噴發動機進行過仿製,並未仿製成功過國外成熟的渦扇發動機(渦扇-9屬於半途而廢),而從渦噴-7系列發動機,到渦扇-6發動機,發動機的最大推力從6噸提升到13噸,這個技術跨度過於巨大,當時中國的航空工業未必能實現如此大的技術跨越。

渦扇6如果不下馬能夠匹敵俄羅斯AL31發動機?

早期的殲-8型號使用的渦噴-7發動機

作為參照,作為老牌工業強國,在上世紀60年代,法國的工業底蘊是強於中國的,但法國同時期研製的M-53發動機不僅選擇了結構相對簡單的單轉子結構,而且在最大推力上屬於9噸級水平。而渦扇-6的研製中困難重重,也和過高的目標和相對薄弱的工業基礎息息相關。

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使用M-53發動機的幻影-2000戰鬥機

因此,從另一個角度看,渦扇-6G的紙面數據恐怕是很難達到的,如果渦扇-6能堅持下去,雖然未必會成為印度「卡佛里」的翻版,但至少就真實的性能而言,在一些數據上恐怕會存在縮水的現象。

渦扇-6鍛煉了人才豐富了技術儲備

雖然渦扇-6下馬了,中國也通過研發渦扇-6獲益良多,不僅鍛煉了人才、培養了自己的研發隊伍,還攻克了發動機啟動、喘振、振動、高溫等114項關鍵技術,其中有30多項獲部、省以上「科技成果獎」,航空發動機高溫軸承等3項獲「全國科技大會獎」。

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渦扇-6發動機高壓渦輪

由於渦扇-6和渦扇-10的總師都是張恩和,生產和研發單位都是410廠和606所,而渦扇-6在1984年下馬,渦扇-10於1987年立項。通過渦扇-6項目鍛煉的人才與取得的技術突破,對於渦扇-10的研發起到了積極作用。

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