若引进雅克战机的P79,歼20的引擎问题可短时间得以解决

坦克战神 收藏 0 1301
导读:原载:中华网 P-79加力式涡轮风扇发动机外形 牌  号 P-79 用  途 军用涡扇发动机 类  型 涡轮风扇发动机 国  家 俄罗斯 厂  商 莫斯科“联盟”航空发动机科研生产联合体 生产现状 研制中 装机对象 P-79B-300 雅克-141。     P-70M   苏-37。 研制情况 P-79发动机是“联盟”(COЮЗ)航空发动机科学技术联合体为雅克-141飞机研制的。雅克-141是一架超音速

原载:中华网

P-79加力式涡轮风扇发动机外形


牌 号 P-79


用 途 军用涡扇发动机


类 型 涡轮风扇发动机


国 家 俄罗斯


厂 商 莫斯科“联盟”航空发动机科研生产联合体


生产现状 研制中


装机对象 P-79B-300 雅克-141。 P-70M 苏-37。


研制情况


P-79发动机是“联盟”(COЮЗ)航空发动机科学技术联合体为雅克-141飞机研制的。雅克-141是一架超音速舰载垂直起落战斗机,1991年因故暂停。COЮЗ利用政府引进的外资得以继续研制P-79发动机。到1992年春为止,P-79发动机累计制造了26台,后12台作了修改。发动机大约运行了3500h,包括大约500h的飞行试验。用于雅克-141的发动机是P-79B-300型。


该发动机特点是:带矢量喷管的双转子加力涡轮风扇发动机,由6个单元体组成,采用三通道电子控制系统。飞机平飞时喷管矢量角为0°,短距起落时矢量角为63°,垂直起落时矢量角为95°。横滚和俯仰飞行,要从高压压气机第2级引气去控制。具有低污染燃气排放。


P-79M 改进型,推力增大到17266daN,采用全权数字式电子控制,换用新的燃烧室,轴对称喷管具有向上20°向下20°矢量角控制功能,用于调整飞机俯仰飞行姿态。它将成为苏-37飞机的动力


P-79


(R-79)


结构和系统


(P-79B-300)


风 扇 5级轴流式。


高 压


压 气 机 6级轴流式。从第2级引气供飞机姿态控制用。


燃 烧 室 环形。非常规双油路蒸发式喷嘴,低污染燃气排放。


高压涡轮 单级轴流式。气冷单晶叶片。


低压涡轮 单级轴流式。与高压涡轮转向相反。


加 力


燃 烧 室 燃油喷嘴环安排在低压涡轮后,加力筒体结构适应喷管转角要求。


尾 喷 管 收敛-扩张型。喷口的型面和面积均可调节,矢量喷管能在0~95°范围内调整喷气流方向。


控制系统 三通道电子控制系统,并带有机械液压备份系统。


P-79


(R-79)


技术数据


最大加力推力(daN) 15205


加力推力(引气时,daN) 13734


中间推力(daN) 10769


中间状态耗油率[kg/(daN·h)] 0.673


推重比 5.64


空气流量(kg/s) 120.0


涵道比 1.00


涡轮进口温度(℃) 1327


风扇直径(mm) 1100


最大直径(mm) 1716


长度(mm) 5229


质量(kg) 2750


第五代发动机的工作苏联在1981年年初就已经开始,当时的课题是歼击机-90。18-20吨推力的新发动机主研制单位选择的是留里卡设计局。这台发动机得到一个秘密代号“产品20”,媒体上叫AL-41F。单位推力0.09。这一点是由于广泛使用新的结构材料-陶瓷、金属陶瓷以及完善设计的缘故。AL-41F采用了新的推力可控方案,改变了循环参数,使用高负荷涡轮和压气机叶片,通过“纤维”渗碳强化了单晶结构。总之,AL-41F的科研,算上苏联时代,总共投入15亿美元。


作为AL-41F的备选方案,曾经考虑莫斯科联盟航空发动机科技集团研制的推力为20吨的R179-300发动机方案。这台发动机是为垂直起飞歼击机雅克141研制的R-79V-300发动机的进一步发展。R179-300单位推力可以达到0.085。按照联盟集团自己的介绍,这种发动机的输出参数达到了4+代的水平,机载连接达到五代机的水平。但是,空军选择了AL-41F,因为当时认为后者能够更快的适应飞行。


2003年夏天,117产品中标PAK FA发动机的“恶魔”项目。117的备用方案还是联盟集团的R145M-300。这是r-70v-300和r-179-300的进一步发展。但是117项目对空军更有吸引力,由于使用了现有的AL-41F和AL-31F的元件成本更加低廉。“今天应当说,俄罗斯政府要在发动机制造业领域搞几个项目资源是不够的。”当时,土星科学生产联合体总经理尤里·拉斯妥奇金宣布:“土星公司的经验是可以在改进阶段推广的,为国家节省了大量的资金。”曾经建议,117产品通过连续改进AL-31F,分阶段接近空军要求的五代机的水平。


俄罗斯第五代发动机第二阶段研制招标实际上是让参加投标的企业保留发动机制造方向的问题。中标的单位将获得最近30年最基本的工作,没有中标的单位必须寻求其他的研制方向,满足开工的需要,开展新的经营业务。


10月底,俄罗斯空军重起未来战术飞机(pak FA)第二阶段发动机招标。进入决赛的能够获得国家拨款的企业有两家大型军用发动机制造联合体。第一家是今年8月成立的以莫斯科萨留特机械制造生产企业为首的联合体。第二家联合体由雷宾斯克的土星公司和乌法厂负责。招标委员会不仅需要选择最现代的技术方案。还有重要的是,招标委员会要防止出现国家与个人所有者对土星和乌法两家企业生产资产的争夺。


下一代发动机想得到什么?


刚谈过第五代歼击机,就出现了对第五代发动机的要求。国外对第五代歼击机(f-22和f-35)发动机的要求已经不是秘密,因为邀请为数众多的美国发动机制造企业参加了投标,甚至不排除国际合作。这是俄罗斯与美国招标的区别。俄罗斯空军对第五代发动机要求从来没有公开过,一直视为国家机密。但是,俄罗斯主要的战斗机发动机研制单位,在2007年宣布招标前,就已经制定了对发动机的主要的技术要求,这的确是新一代的发动机。例如,土星公司总经理尤里·拉斯托奇金认为:“第五代发动机不仅要保证飞机很大的起飞推力和高度的灵活性,还有超音速巡航。现代苏和米格系列飞机使用的发动机,仅在瞬时接通加力,油耗大量增加,发动机磨损增大的时候,才有可能达到这一点。”


留里卡科技中心副主任、总设计师叶辅盖尼·马尔秋科夫更加具体:“实际上第五代发动机没有明确的定义。通常,燃气轮机是按照主要性能断代的,如单位重量,也就是发动机重量与推力的比值。四代机AL-31F的这个指标大概为0.12。五代机的指标为0.1,也就是1公斤发动机能够产生10公斤的推力。第一代发动机产生的推力刚刚超过自身的重量,1公斤重量产生1.5公斤的推力。”马尔秋科夫说,五代机燃气温度应该在2000K以上。此外,从经济角度看,更为重要的是更低的生命周期成本。发动机的价格应该很便宜。更优秀单位性能的发动机应该比前一代便宜。“四代飞机苏27的运行成本大概1万美元/小时,五代机的这个指标必须减少到1500美元/小时。”叶辅盖尼·马尔秋科夫说。


萨留特厂的总经理尤里·叶里谢耶夫也支持这样的观点:“方案应该达到推力、结构和雷达隐身的指标。我认为还有一个指标非常重要,发动机要能卖得出去。”


历史的回顾


第五代发动机的工作苏联在1981年年初就已经开始,当时的课题是歼击机-90。18-20吨推力的新发动机主研制单位选择的是留里卡设计局。这台发动机得到一个秘密代号“产品20”,媒体上叫AL-41F。单位推力0.09。这一点是由于广泛使用新的结构材料-陶瓷、金属陶瓷以及完善设计的缘故。AL-41F采用了新的推力可控方案,改变了循环参数,使用高负荷涡轮和压气机叶片,通过“纤维”渗碳强化了单晶结构。总之,AL-41F的科研,算上苏联时代,总共投入15亿美元。


作为AL-41F的备选方案,曾经考虑莫斯科联盟航空发动机科技集团研制的推力为20吨的R179-300发动机方案。这台发动机是为垂直起飞歼击机雅克141研制的R-79V-300发动机的进一步发展。R179-300单位推力可以达到0.085。按照联盟集团自己的介绍,这种发动机的输出参数达到了4+代的水平,机载连接达到五代机的水平。但是,空军选择了AL-41F,因为当时认为后者能够更快的适应飞行。


1987-1988年“产品20”在飞行实验室上进行了飞行试验:图-16亚音速轰炸机和超音速的截击机米格25PD(飞行实验室20-84)。头20台试验发动机是在莫斯科组装的。1998年类宾斯克发动机厂参与了新发动机生产技术的开发,以此为基础组建了土星科学生产联合体。2001年4月土星同意作为独立的法人分公司进入留里卡-土星公司(当时叫做留里卡设计局)。留里卡设计局与土星科学生产联合体总共生产了26台用于多功能前线歼击机(MFI)的AL-41F发动机,主要用于地面和飞行试验。


AL-41F应该装在多功能前线歼击机(MFI)项目下研制的新一代双发飞机上。米高扬设计局推出的MFI是1.42产品,苏霍伊设计局推出了S-47金雕。经过招标,空军选择了1.42产品。这种重型歼击机能够达到美国f-22的水平。在米格1.42的基础上建造了试验原型机1.44,安装了两台al-41f。2000年2月完成首次飞行,同年4月完成第二次和最后一次飞行。


当时,美国开始研制轻型第五代歼击机JSF,洛克希德-马丁公司的F-35中标。作为回应,1996年俄罗斯空军曾经宣布了歼击机-2000项目,而且还出了多功能单发轻型前线飞机(LFS)战术技术任务书,根据不同的消息来源,苏霍伊设计局制定了S-56和S-52/57方案,米格公司提出了4.12和1.27项目。


117产品


LFS需要推力为14-16吨的发动机。留里卡决定使用两种现有的方案研制这样的发动机:用于1.41和1.44的推力为18吨的AL-41F方案,以及用于苏27/苏30歼击机的推力为12.5吨的AL-31F。前者的涡轮使用新的技术研制出来的,同比例缩小,保证发动机稍小的推力。涡轮前温度比AL-31F提高90度,改善了发动机的性能参数。采用了第二台基础发动机的AL-31F的风扇,进气孔的直径从905提高到932毫米,保证了推力的提高。低压压气机叶片的形状与AL-31F没有差别:低压部分有四级,高压九级。而且前几级叶片带凸肩,这是国际惯例不成文的规定。与批产的AL-31F相比,新的发动机重量减少了150公斤,推力提高了15-20%,达到14-15吨。发动机的单位推力保持在0.85-0.8之间。117产品研制了新的控制系统。这种发动机被打上AL-35、AL-37、AL-41F1的代号。最后媒体公布的设计代号为117产品。


但是,由于九十年代预算没有全部到位导致LFS和117项目只是纸上谈兵,MFI和AL-41F项目也没有继续做出一台实验机。在这种情况下,俄罗斯空军决定调整自己的未来计划。1998年出现二十一世纪的歼击机项目,在此框架下出现了中型前线歼击机项目(SFI),就是建造MFI和LFS中间型的歼击机,重量达到美国F/A-18E/F的水平。计划通过(与苏27相比)降低起飞重量,减少机载无线电电子设备的质量和尺寸,提高发动机的单位参数,从而提高歼击机的性能。SFI的动力装置推荐使用LFS飞机的两台发动机。2000年空军按照SFI项目提出论证报告和技术任务书。根据2000年6月俄罗斯联邦政府的决定,研制117产品的土星公司成为第五代歼击机项目I-21发动机的主研制和生产单位。


2000年年底空军修改了对I-21项目的要求。结果,2001年4月取代SFI宣布了未来战术飞机项目(PAK FA)。计划标准起飞重量23吨,最大为30-32吨。


1999年拥有这样性能的歼击机苏霍伊设计局设计的T-50可以达到。这个方案在空军中标,2002年选定为PAK FA的方案。T-50曾经计划安装两台117发动机。2000年这种发动机处于试验机的制造阶段。按照空军的要求,五代发动机的总寿命应该为4000小时,大修寿命为1000小时。批产的AL-31F相应的指标为1000和500小时,用于印度苏30MKI的AL-31FP发动机分别为1500和1000小时。为完成这样的要求,土星公司将117项目分成两个阶段:开始为了研究各个部件建造了“无寿命”的117A,之后建造达到空军要求的能够批产的117S。


普京总统个人答应留里卡设计局负责人切普金的请求,“无寿命”的117A发动机首次允许在2001年莫斯科航展上亮相。实际上,参观者仅能看到发动机涡轮、风扇,整个发动机是被罩住的。


2003年夏天,117产品中标PAK FA发动机的“恶魔”项目。117的备用方案还是联盟集团的R145M-300。这是r-70v-300和r-179-300的进一步发展。但是117项目对空军更有吸引力,由于使用了现有的AL-41F和AL-31F的元件成本更加低廉。“今天应当说,俄罗斯政府要在发动机制造业领域搞几个项目资源是不够的。”当时,土星科学生产联合体总经理尤里·拉斯妥奇金宣布:“土星公司的经验是可以在改进阶段推广的,为国家节省了大量的资金。”曾经建议,117产品通过连续改进AL-31F,分阶段接近空军要求的五代机的水平。


两台117A试验发动机曾经安装到编号为710的苏27M飞行实验室上。飞行试验开始于2005年,但是由于振动超标飞行后一些试验被迫暂停。专家的意见是,振动的原因可能是压气机工作不稳定。看来这些问题已经解决,因为2007年航展上曾经展出了安装117发动机的苏35飞机。当时,苏霍伊航空控股公司和土星公司领导宣布,飞机第一阶段的试验2007年年底结束。的确,另一个关于首次飞行的消息目前还没有出现。2009年年底载有两台批产117S的PAK FA将首次升空。


关于第五代发动机的工作,土星公司不仅让传统伙伴乌法厂参与,而且还让一直的对手莫斯科的萨留特厂参与。的确,他们仅是承包商和共同投资者的角色。乌法和萨留特可以参与项目的投资,也可以作为部件供应商,拉斯妥奇金说。乌法接受了这个方案,萨留特拒绝了这个建议,很大程度上是由于两个企业领导人尤里·拉斯妥奇金和尤里·叶里谢耶夫之间复杂的个人关系。


萨留特的备选方案


应当指出,萨留特当时仅是一家批产厂。2000年初,尤里·叶里谢耶夫奉行独立自主的路线,促进和加强工厂自己的设计力量。工厂来了很多留里卡土星的员工。第一个成就是为中国歼-10飞机创造附件机匣在下方的AL-31FN发动机。同时提高了发动机的寿命,减少了部件数量,发动机零件制造过度到新的工艺,采用了先进的无损探伤技术。而且,萨留特厂的设计局努力研制新的改型机,不仅满足中国用户的要求,而且还满足俄罗斯空军对新型发动机的要求,用于改进型苏27的AL-31FM1发动机。为此,制定上置附件机匣发动机改进方案,推力达到13.5吨。如同117发动机一样,通过增大风扇直径提高推力到13.5吨,新发动机从基础发动机AL-31F的905毫米增加到924毫米。研制了新的全权数字控制系统FADEC。2006年12月俄罗斯空军给AL-31FM1定型,机装备部队的代号为AL-31F42批。萨留特将这种发动机推荐给苏27SM、苏30、苏33和苏34。


下一步就是研制AL-31FM2,改善涡轮几何形状,安装新的喷管,这是克里莫夫工厂按照KLIVT技术研制的喷管。发动机的试验2006年秋天结束,推力曾经达到14.2吨。


2007年开始标准推力为14.5吨的AL-31FM3-1的台架试验。之前,研制了双壁燃烧室,可以将温度提高150度。低压压气机由四级变成三级,压比从3.6提高到4.2。前几级叶片去掉了凸肩,叶片为宽弦叶片。萨留特负责人尤里·叶里谢耶夫5月宣布,这台发动机台架试车推力达到15.3吨。


叶里谢耶夫先生说,下一个改型AL-31FM3-2将采用新的六级高压压气机,AL-31F有九级。这种发动机的额定推力为15吨。萨留特把它看作第五代发动机,改装后可以安装在PAK FA上。


土星科学生产联合体十分嫉妒地看待萨留特的工作。尤里·拉斯妥奇金宣布,萨留特对AL-31的介入违反了研制单位-已经加入土星公司的留里卡设计局的知识产权。


第二阶段招标


同时,PAK FA项目本身也经历了不断的变化。2004年12月宣布更改战术技术任务书。看来,当时就决定初期基于I-21项目的研究要经历两个阶段。第一个阶段考虑使用AL-31F发动机改型的117S发动机。同时,PAK FA第一阶段最大速度从2.15提高到2马赫。第二阶段计划建立15-15.5吨的新发动机。


土星公司推荐了这种发动机的方案。土星公司负责科研试验的第一副总经理维克多·切普金说:“这种发动机应该有最小的单位重量,0.8或者更低,与117项目有原则差别,使用新的风扇,空气力量增加,新的燃烧室,数字控制系统。”考虑到117发动机在土星公司属于第五代,新的发动机应该叫做5+代。这种发动机将由土星公司与航空发动机设计局、彼得堡克里莫夫公司和乌法设计局共同研制。


萨留特这次决定参加投标,推出自己的方案,而且在AL-31FM3-1的基础上提出了AL-31FM3-2。但是,PAK FA发动机第二阶段招标被推迟了。很大程度上是苏霍伊航空控股公司施加的影响,它认为土星公司已经被选定为这种新型歼击机的生产单位,因为后者需要进一步研制PAK FA的各种改型发动机。


2007年5月初俄罗斯空军更换总司令后,新的总司令亚历山大·泽玲接受任命后没有几天就宣布,近期将举行PAK FA第二阶段发动机招标。作为回应,土星公司技术经理、总设计师米哈伊尔·库斯明科声称,PAK FA发动机的研制工作实际上已经冻结。同时,尤里·叶里谢耶夫透露,萨留特第五代发动机的工作严格按照进度进行。“第五代歼击机招标结果应当在验证机阶段。谁的发动机好,谁的就就能装备飞机。”叶里谢耶夫先生说。


在苏霍伊航空控股公司5月举行的军事工业委员会会议上,俄联邦第一副总理谢尔盖·伊万诺夫要求抓紧签署PAK FA航空发动机研制合同,因为没有合同就会冻结这个项目。2007年6月曾经宣布招标。开始投标的热门人选是土星公司。尤里·叶里谢耶夫说,他们企业的投标文件招标委员会一开始就不想接受,因为不对他们路子。之后招标文员会接受了意见,萨留特自己的方案要求的资金少,土星公司为92亿卢布,萨留特为83亿卢布。“这不是人为的压低价格。”叶里谢耶夫说:“我们自己向研制工作投入了资金。”


但是,俄罗斯联邦总统8月11日赞成发动机制造业重组设想,同时签署命令在萨留特厂的基础上组建控股公司。土星与乌法、和彼尔姆必须进入另一家公司。组建这样的公司明显有很大的问题,因为土星公司和乌法公司国有股份分别有37%和12%。同时,总经理和主要的拥有者尤里·拉斯妥奇金多次表示自己不想国家控股。保证国家对土星和乌法的控制的任务交给了俄罗斯国防产品出口公司的子公司防务工业公司来完成。


在这种不确定的状况下,空军不会贸然宣布中标者。“现在发动机制造业正在进行重组,首先要确定将会组建什么样的公司。”空军司令部解释说。8月13日俄罗斯工业与能源部防务工业司司长瓦列里·沃斯克博伊尼科夫宣布:“现在不准备宣布招标结果,因为技术文件不符合用户的要求,所以招标没有举行。投标公司需要做出原型机来展示一下技术能力。”“国家在示范机出来前可以投资科研,从中选择实际的原型机。”空军司令部消息人士解释说。


中标单位揣测可能是截然相反的。俄罗斯政府高级官员认为,“萨留特实际成就已经让其成为热门人选:工厂现在已经在台架上试验第五代发动机,土星公司在117产品上有很多问题。同时,防务工业公司前负责人吉尼斯·曼图洛夫8月宣布:“PAK FA第二阶段发动机当然应该是土星公司,因为他们是更加有经验的设计局和协调的联合体。”


土星公司实际担心,招标的决定可能与土星公司所有者尤里·拉斯妥奇金将企业控制权交给防务工业公司联系在一起。“国家可能断绝我们的拨款给养,最终让我们选择,接受防务工业公司的控制还是停止工作。”土星公司消息人士透露。在这种情况下,招标委员会可能迫于压力倾向选择与国家有合作的企业。


同时,11月初开始重新接纳PAK FA第二阶段发动机招标申请。按照尤里·叶里谢耶夫的话,“在这个阶段应该向两家企业投资,即萨留特和乌法,制造示范机,这样通过示范机2009年就可以确定中标者”。“示范机不一定是全尺寸的发动机。”萨留特负责人指出:“这多半是个别示范部件,涡轮、燃烧室,用他们证明新的发动机能够达到要求的性能。”军事工业委员会副主席弗拉基米尔·普及林解释说,按照国家武器计划应该在2010-2015年制造出第二阶段的PAK FA。(?)


招标的结果对于土星和萨留特来说是残酷的,取决于谁的发动机被选中。“中标者将保持自己在军用发动机制造领域的发展方向,而没有中标的看来只能永远丧失这个项目。”尤里·叶里谢耶夫认为。的确,他不排除2009年公布招标结果后,两个企业可能共同努力,联合实施在招标中没有中标的发动机项目。联合航空制造公司管理委员瓦西里·波路特科夫斯基同意这样的观点。“应该摒弃选择一个中标者的惯例。”波路特科夫斯基说:“例如,美国类似的招标只是确定主要生产商之间的工作分配量。中标者将得到大部分的份额。但是,没有活干又没有存在方法的企业就留不下来了。”

2
回复主贴
聚焦 国际 历史 社会 军事

猜你感兴趣

更多 >>
0条评论
点击加载更多

发表评论

更多精彩内容

经典聚焦

更多
发帖 向上 向下
广告 关闭