為何突然高調公布中轟消息?國產發動機居然一步彎道超車
5月5日,沈飛研製生產的戰術隱身轟炸機模擬器照片,和機頭生產分段照片在媒體多次曝光,引起大家對此型飛機的濃厚興趣。由於目前沒有公開的機身照片,據推測,此飛機有兩種可能,一種可能是仿製蘇-34的並列雙人殲擊轟炸機,代替殲轟-7A,另一種可能是中程超音速隱身轟炸機,代替轟-6。所謂型號研製,動力先行。軍事專家告訴記者,如果是仿製蘇34的話,那麼其發動機動力肯定是太行渦扇-10發動機。如果是類似最新一期航空知識封面披露的國產中程超音速隱身轟炸機的話,其發動機動力就是一個必須考慮的現實問題。隨著能空中加油,並攜帶機腹旋轉發射架的改進型轟-6N在最近投入現役,原型機圖-16飛機的潛力已被榨乾到極限,下一代中轟的研製早就提到議事日程上來。據國內公開資料披露,我們的下一代遠轟(隱身遠程轟炸機)系統由西飛和一飛院設計生產,據外媒推測,該機採用兩人駕駛、四台發動機、隱身、高亞音速、組合式有尾翼的飛翼BWB布局,應該在2022年左右首飛,2027年左右服役。
作為它的高低搭配,中轟很可能採用帶隱身設計的超音速巡航氣動布局。從公開的沈飛雷達截面積測量平台承載參數可知,其空機重量約為50噸級,即便是目前兩台改進型增推太行渦扇-10發動機,也無法滿足其超音速巡航的需要。從研製進度和技術成熟度來看,目前我國的中轟有以下幾種選擇:第一種是採用在研的殲-20動力渦扇-15或其推力放大改型,來滿足其需要。但目前面臨的問題是,渦扇-15原型都還沒用上天試飛,即使研製成功,作為我空軍的「天字第一號」工程,首先要滿足殲-20的需要,其產能會有多少會分配給中轟不得而知?更何況是其「八字還沒一撇」的推力放大改型。就連同在一個城市的瀋陽所和沈飛,為了避免產生和「殲-11系列爭奪發動機的」嫌疑,而且都在「鶻鷹」上採用了遠在貴陽的渦扇-13(RD-93)中推方案,而沒有採用近在咫尺的瀋陽黎明可生產維護大修的渦扇-10或AL-31發動機進行試飛。
軍事專家認為,第二種可能是採用成都發動機公司仿製生產的渦扇-18帶加力燃燒室的改型。渦扇-18仿製前蘇聯的D-30KP2,用於大型運輸機和現役的轟-6K上,其最大推力達12噸以上。而和D30-KP2採用相同核心機的D30-F6渦扇發動機是蘇俄的重型戰鬥機米格-31的動力,單台最大軍用推力為9.5噸,最大加力推力為15.5噸,發動機重量2.4噸。根據俄官方資料得知,重達46.2噸的米格31戰鬥機在發動機開小加力狀態下可以帶彈用2.3馬赫的速度巡航30到40分鐘。此類發動機基本可滿足中轟超音速巡航的需要,但推力或稍有不足。渦扇-18在換用新的風扇葉片和增加加力燃燒室後,可作為中轟的備選動力。D-30系列發動機其實還大有潛力可挖,例如俄羅斯對D-30KP2做了改進後,其改型D-30KP3地面試驗最大推力達到了15噸。
目前,最大的問題是成都發動機公司技術力量比較薄弱,是否有能力自行進行此類改進。筆者認為,最大的可能是繼續引進D-30F6和D-30KP3的技術,再進行國產化。但俄羅斯是否同意是一個關鍵因素。當然,還有第三種可能,就是採用射流預冷卻方案的「太行」發動機改進方案。隨著太行發動機的逐步成熟,我國渦扇10發動機已進入大批生產階段,在它的基礎上進行各種技術改進也是必然的選擇,可以做到不受制於人。據公開資料介紹,前蘇聯在上世紀60年代將射流預冷技術成功應用於米格-25高空截擊機的R-15-300發動機上。米格-25截擊機的進氣道內設內有一個像「淋浴頭」式的噴水裝置,向進氣氣流噴水和甲醇的1:1混合溶液。米格-25截擊機在機內除了攜帶巨量燃油外,還攜帶了一個250升的水箱,裝水和甲醇混合溶液。基於射流預冷技術的應用,使得米格-25截擊機可在24千米高度以速度馬赫數2.8進行持續飛行,並具備短時飛行速度達到馬赫數3.2的能力。
另據,美方於2001年在類似「太行」的F100發動機做的射流預冷(噴射液氧和水)試驗資料披露,其最大推力提高了34%,可滿足3馬赫一級飛機的需要。據公開資料披露,我瀋陽發動機研究所某型發動機全尺寸的射流預冷試驗也已經成功完成,試驗結果表明:當發動機的飛行狀態處於不同馬赫數時,可通過調節射流預冷裝置的噴射流量,將發動機風扇入口處溫度控制在80至120攝氏度,從而使得發動機不再受飛行馬赫數和飛行高度的限制,射流預冷技術的有效性得以驗證,採用這種高性能發動機,將使得未來新一代戰術轟炸機的最大速度超過馬赫數3.5左右,這是中轟未來最大的技術飛躍之一,相當於一次航空技術上的「彎道超車」。
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