中國突破四代發動機最關鍵技術:渦扇15進展已到這裡了
3月14日,一段中發黎明航發公司的宣傳視頻引起了媒體的高度關注,在視頻中我們能看到包括太行發動機第XXX台下線交付儀式、某新型發動機研發畫面、以及2017年重點型號任務交付儀式等一系列畫面,這其中「重點型號任務」這幾個字引起了軍事專家的注意,在中國官方媒體的報道中,太行發動機已經解密,一般會稱呼為「太行」發動機或渦扇-10「太行」發動機,其最近的兩個改進型號,其中裝備殲20飛機的可以叫渦扇-10增推型號或渦扇-10改進型號,另一個裝殲-10飛機可以叫渦扇-10推力矢量型號或者渦扇-10特種型號等等,而「重點型號任務」一般是指正在研發的重要發動機型號,軍事專家雷澤告訴記者,作為我國第四代大推力發動機——渦扇-15的主要研製單位,黎明航發用「重點型號任務」指代渦扇-15發動機比較正常,目前國外推測,渦扇-15發動機仍然在進行地面試驗台試驗,2018至2019年進行飛行台測試。
在《中國科學技術協會學會學術部會議論文集》中,一篇2013年發表題為《淺析航空發動機關鍵技術》的文章中,首次將部分渦扇-15發動機的性能進行了討論,文章猜測稱,「渦扇-15發動機和F-119發動機(美軍F-22戰鬥機的主發動機)都為3級風扇、6級高壓壓氣機、1級高壓、1級低壓渦輪結構,總計數相同,總體上渦扇15壓比、推力均高於美國的F-119發動機,但渦扇15發動機渦輪前進口溫度比F-119發動機低了13%、重量略高,推重比也稍低一些,渦扇-15發動機的最大推力達到接近17噸,但推重比一開始在9左右,說明我們的設計、材料、製造關鍵技術同世界先進水平還存在一定差距,渦扇-15發動機的研究也不可能一蹴而就」。
第四代發動機要求中國必須突破第三代粉末高溫合金、單晶高溫合金材料及陶瓷、碳/碳複合材料等關鍵材料技術,才能在性能上趕超歐美先進航發,可喜的是,中國在上述材料技術上均獲得了突破。人們常說一代發動機一代戰機。言外之意,沒有發動機的根本性進步,就沒有戰機的根本性進步。發動機性能的好壞直接影響著飛機的飛行性能、可靠性及經濟性,被喻為飛機的「心臟」。因此,第四代戰鬥機要實現超聲速巡航、超常規機動,需要有配套的發動機做保證。2015年,我國通過攻關完成了激光加工發動機葉片技術的突破,實現了第四代戰鬥機發動機葉片進行氣膜式加工的目標,在生產工藝上解決了並掌握三維、黏性葉片氣動設計技術能力。
2015年年底在四川江油「高空台」,渦扇-15發動機歷經一個多月的調試,終於順利完成首次試驗試車,實現了發動機研製節點上的飛速進步,軍事專家告訴記者,一款發動機只有經過長期大量的台架試驗、裝機試驗等,確保各項性能指標持續穩定,可靠性高,才能最終定型。特別是「穩定運行」,對一款發動機來說不僅是最重要的,也是最難實現的。軍事專家告訴記者,航空動力是集複雜氣動、熱力、結構和控制的高技術產品,其研究與發展離不開廣泛而深入的試驗研究和大量的試驗。試驗研究與試驗是高性能航空發動機研製的基礎和前提,據統計,一種新型號發動機的研製,需要經過十幾萬小時的發動機試驗,其中在高空台上的試驗超過了2000小時,渦扇-15發動機進行長時間地面試車很正常,目的是未來更好的上機試飛做準備。
軍事專家告訴記者,目前渦扇-15發動機研製已經進入到上機試飛階段的初期,準備上機試飛先從伊爾-76飛行台開始,然後上殲-11測試飛機,接著上殲-20測試飛機,最後才能設計定型,這個階段一般需要6至7年,由於第四代發動機比第三代發動機技術跨越大,研發速度慢屬於正常情況,發動機研製是一門科學,不可能說加快就能加快,需要長時間積累。
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