法国向中国推销M88发动机装备枭龙没成功的内幕!



中国国产FC-1枭龙战机目前装备的是俄制RD33发动机。当时俄急需得到硬通货对中国采取了倾销方针。 欧洲发动机的选择


“美丽的法兰西女郎啊!你是我魂牵梦萦的情人,多少次梦中的牵手啊!终究是没有结果的爱情……”


或许很多人以为这是首情歌,其实不然,这正描述了1990年中后期到2000年前后,我国FC一1战斗机与法国斯奈克玛公司M88系列发动机的一段缘分。


90年代中后期,西方开始对中国进行部分解禁。所谓的禁运在此时随着中国实力的日渐强大,其实已经成为了一层窗户纸,欧洲国家和中国进行半公开的军事合作和军民两用技术交流已经成为众人皆知的秘密。别的不说,当时对禁运最为坚决的美国,此时也在背地里和中国做着或明或暗的交流。期间,法国就正式向中国推销“阵风”的动力——M88系列发动机。


法国M88发动机是法国自阿塔系列和M53系列之后研制的新一代发动机动力。与以前的发动机不同的是,斯耐克玛这次一改过去单转子系列的老面孔,采用了双转子结构。双轴结构带来的好处是涵道比可以适当加大,加力比加大(所谓加力比就是加力推力和不加力推力的比值),结构也得以加强,防喘振能力得到加强,喘振裕度加大。研制过程中斯奈克玛还借鉴了CFM56发动机研制的经验,期间还通过特殊手段获得了F101核心机GE9的技术。


M88—2的涡前温度相当高,达到了1850K,但其压比幷不算高。有消息说M88—2风扇的压比和设计基本上就是F404的翻版(F404风扇压比在3.55,总压比除以风扇压比就是高压压气机压比)。如果是这样的话,其高压压气机的压比就应在6.857左右,级压比大致在1.378,只比F404稍好。M88—3的空气流量略低于F414,就单位推力来看大致在129.17左右;而F414应在130.4。就其加力推力来看,也略低于F414。可以说正是在压气机设计上的无奈,才导致M88系列发动机采用了较高的涡前温度(要知道俄罗斯推比10的第四代发动机AL一41F涡前温度也只有1850K)。但是别忘了AL-41F是大推力发动机,而且推重比也远高于M88系列。大推和中推在推比相同的情况下,往往是大推要采用更高的涡前温度才能保证相同的推比。而M88作为中推,涡前温度和AL41F相同,推比远不如后者,推力也相差甚远。毫无疑问,压气机的预研不够是M88的致命伤。


当然,相比第三代发动机来说M88是相当好的,但类比于其它第四代发动机,无疑是后进者。别的不说,美国渐改的F414就能超过M88。这正反映了美国和法国在发动机研制方面的差距。不过瑕不掩瑜,作为第四代发动机的代表,M88相比RD一33要好得多了。当时俄罗斯正处于窘迫的困境之中,其想达成RD-33交易的急迫心情可想而知。为了尽快换取急需的硬通货,俄罗斯向中国采取了倾销的方针。由于法国货的高昂价格,M88在我们指尖滑过。虽然“枭龙”和M88是有缘无份,但斯奈克玛与中国的合作却一直在持续下去,涡扇13发动机背后也有着法国发动机的影子。


无论是F414和M88都是相当不错的发动机,但笔者以为如果不考虑其他不可知的因素,就现在世界上最好的中推来看,选择EJ200无疑是最佳方案。


EJ200是欧洲四国联合研制的先进双转子加力式涡轮风扇发动机,用于欧洲联合研制的90年代战斗机(EFA现编号EF2000)。参加研制工作的有英国罗·罗公司、德国发动机涡轮联合公司、意大利菲亚特公司和西班牙涡轮发动机工业公司,各占份额33%、33%21%和13%。1985年8月,先由英、德和意大利三国集团发起EFA计划,同年9月西班牙加入该集团。1986年12月,负责EJ200机研制的欧洲喷气涡轮公司在慕尼黑注册。1988年11月签啊机研制合同,同时首台EJ200设计验证机在德国慕尼黑运转。1989年12月,三台设计验证机共积累运转650小时,达到设计验证机要求。1991年10月EJ200原型机首次运转。


在发动机设计要求中,除要达到高推重比(10)和低耗油率外特别强调高的可靠性、耐久性和维修性以及低的寿命期费用。采用的新技术主要有:损伤容限和高效率的宽弦叶片、三维有粘的叶轮机设计方法、整体叶盘结构的风扇和压气机、单晶气冷涡轮叶片、粉末冶金涡轮盘、刷式封严和具有故障诊断和状态监控能力的FADEC。在开始执行EJ200研制计划之前英国罗·罗公司专门研制了XG-40验证机,以便在实际发动机环境下验证新的设计技术,为E1200打下技术基础。


从3级风扇的4.0压比来看,EJ200的风扇技术十分先进(美国F119的风扇压比也只不过4.0)。虽然F119的风扇直径远大于EJ200,两者压比相同幷不说明前者风扇技术与EJ200相同,但毕竟在转速不变的情况下,加大风扇直径带来的后果是叶尖切线马赫数(顾名思义,就是压气机转动时,动叶叶片末端切线的速度。一般情况下叶尖切线马赫数不能过大,过大容易造成叶片失速,可能造成喘振。当然现在也在研制超过叶尖切线马赫数超过1的压气机叶片,叶片直径越大,在转速相同的情况下叶尖切线马赫数就越大)的加大。


EJ200风扇的4.O压比也是现役中等推力发动机鲜见的。其5级高压压气机级数也是第四代发动机中仅见的。相比M88,EJ200的压气机级数少了一级,但总压比要高于前者;涡前温度低于M88的情况下,推比反而更大,重量也轻了很多。EJ200的背后反映了英国罗·罗公司的深厚功力和德国MTU的涡轮技术,同时较低的涡前温度可以得到更好的寿命。高的级压比反映了罗·罗对喘振裕度的自信和先进的压气机技术。就涵道比来看还是比较适中的,较低的涵道比获得了比较好的单位迎风面积推力(涵道比低的情况下,截面积就比较小,随之而来的是阻力减小,单位迎风面积推力增大),有利于减阻和水平加速,幷有提高水平飞行速度和机动性的作用。


试想一下,如果“枭龙”装上EJ200,那1.8马赫的速度将不是梦想,而更快的加速性和更强的机动性能意味着在格斗中将获得更大的主动。另外,EJ200的加大推力型最大推力能达到120千牛,推比超过10。如果能装上该型号,那“枭龙”的性能更会迈进一大步。从加力耗油率来看,EJ200的加力耗油率极低。如此低的加力耗油率,在加力涡扇中是十分少见的,甚至于F119的涵道比取值更低的情况下,也没有得到如此低的加力耗油率。


笔者除了对制造商工艺的感叹,别无他想。而低的加力耗油率意味着开加力时能带比较少的油、开加力更长的时间,这对增加截击和持续加速时间是有相当好处的。巴基斯坦当初为FC一1选用发动机的时候也考虑过EJ200,但价格因素和技术上对中国的限制挡住了EJ200进入中国的大门。“台风”的动力最终也没有成为“枭龙”的选择。


时光荏苒,往事悠悠。而今,“枭龙”早已配装RD一93发动机实现了首飞,国产涡扇13发动机也在跃跃欲试,盼望着一飞冲天。回顾“枭龙”动力走过的历程,事实证明,我们需要外来的帮助,但如果把所有希望都寄托在外来帮助上,那最后很可能的结果是失望大于希望。只有立足于自主创新,同时又不放弃合作的努力,中国航空工业才能真正屹立于世界航空强国之林,中国的战鹰才能飞得更高更远,中国的天空才能有永久的和平和安宁!