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算上本周军评,我们已经连续三期以中国军用航空发动机为重要话题了——所谓重要的话要说三遍。围绕着歼-20的发动机究竟是什么,网上还出现了所谓“国发党”和“毛发党”。一些不了解实际情况的“大神”张嘴就来,要把现在还没上天的某型国产发动机强行塞进歼-20的机身里。

对于很多“国发党”读者来说,无非是他们总是选择相信自己愿意相信的事情,其实和那些执意给骗子汇款的电信诈骗受害者心理差不多。

而所谓“毛发党”中也不全是实事求是的“好人”,也有不少是“唱衰中国”的那一批人。不过呢,这些声音在过去10年里越来越小,未来嘛,或许这些声音还会永远存在,但何必在意这几个“蝲蝲蛄叫”?台湾“名嘴”还说我们的宇航员是在水里演戏呢,对航天事业有影响吗?

我们还是来实事求是地说几件事:

2014年,俄罗斯“礼炮”公司的网站上发表了相关新闻,AL-31FN Series 3完成技术冻结,开始生产,准备交付中国客户,该发动机推力比前一型号增加1000公斤力,寿命增加250小时。

这年珠海航展上该公司散发的AL-31F series 42 发动机宣传材料上标注的推力则是13.5吨力,而同时散发的AL-31FN “型号产品”推力标注为12.5吨力。

谁能阻止日出?涡扇-15令人振奋 是真正国产

整理上届航展资料,发现了这个AL-31FN“改型”的字样,实际就是当时已经开始生产,准备交付中国的AL-31FN第三批次

大家都知道所谓“42批次”就是指我们通常说的99M1型发动机,而与它同时发放的“型号产品”就是AL-31FN的第一、第二批次,也就是歼-10A所用的发动机。

后来“礼炮”公司在2012莫斯科航展上又展示了更明确的资料,AL-31FN 第三批次的实际推力为13.75吨力。换句话说,2014年后,该发动机已经开始向中国交付。这一消息是在2014年珠海航展上俄方提供的材料所证实的。当然,笔者曾以为AL-31FN发动机只有歼-10系列使用,现在看来并非如此。

至于“礼炮”厂方面不像开发117S的“土星”厂那样愿意花钱雇俄国媒体来给自己吹牛,那是因为生意已经到手了,没必要在做广告了,仅此而已。

再稍微解释一下很多读者在评论区里谈到的问题,即所谓“飞火推一体”要不要“发动机源代码”。

首先,所谓“发动机源代码”是个伪概念,FADEC系统的代码并不需要火控系统或者飞控系统那么多的功能,基本就是取代了原本发动机上面的机械控制系统而已,所以实际上就是一个典型的工控计算机。即使是在控制对华军事技术输出的DSGL规定里,对于FADEC的软件也没有什么限制。

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即使是西方对华技术输出限制规定中,也没有针对FADEC软件的条目

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C919将要使用的LEAP发动机的FADEC控制盒

原因很简单,FADEC系统研制的主要难度在于对发动机运行规律和控制规律的精确掌握,每款发动机的FADEC都是经过反复实际测试后做出来的。但在交付使用的时候,就是一个“黑盒子”,插上去,输入一定的信号,它输出的信号是确定的,要知道FADEC的控制规律,做个测试即可。反过来说,做过完整测试后,使用者也就完全掌握了这台发动机的控制规律,自己做一个代码看起来不一样,但实际控制效果一样的FADEC控制盒来控制也是一样的——当然现实中没人这么闲的没事干。

换言之,FADEC的软件其实并不在飞控系统之内,它是一个独立的子系统。

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国内FADEC系统测试平台的示意图,可见FADEC系统只负责接收控制指令和反馈信号(图里是模拟信号),并输出相应的控制信号,要想知道控制规律,在这个测试平台上跑一下就行了

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与传统机械式控制系统相比,FADEC的主要优势是通过计算机系统对发动机的反馈信息和输入的控制指令进行综合处理,输出更精准的执行指令。

而在新飞机研制过程中,并不需要对发动机FADEC“源代码”做改动和处理,只要使用就行了。FADEC系统在接收到什么信号的情况下会输出什么信号,做个测试就搞清楚了,也无秘可保,除非你干脆不卖发动机,否则FADEC系统肯定不能对买主保密,这就是西方对华技术输出限制中也并不单独限制FADEC软件的原因,他们只是限制整个发动机出口而已。

所以还有什么“要向俄国提供中国飞控源代码”,或者“俄国人怎么可能提供给你发动机源代码”这类的问题?

而采用了“飞火推一体”技术的飞机,其实更换不同型号的发动机会更加简单,因为飞控系统可以适应发动机的范围更大,而不是更小。这也很好理解,20年前的电脑要装个打印机之类的外设,还相当复杂;现在则是直接USB一插,连驱动程序都不用去找,系统直接就认出来了。“飞火推一体”某种意义上就和USB一样,让更换发动机、雷达、火控系统都变得更加简单了,而不是更难。所以说用了“飞火推一体”的歼-20反而不方便换发?荒谬!

有人还要说,这次“土星”向中国提供D-30KP2发动机有公开合同,“礼炮”出售发动机怎么没有?原因也很简单,目前“礼炮”公司是俄罗斯发动机联合体尚未完全控制的一家企业(从2014年开始,俄罗斯国有航空发动机集团大举改革,陆续将大部分航空发动机厂商并入“土星”集团,而“礼炮”是目前最后一个还保留相当独立性的大厂),它的合同根据客户的相关保密要求,可以不在俄罗斯政务公开网上发布。

上周相关新闻已经指出,“礼炮”公司目前提供的发动机,除了99M系列的AL-31外,主要就是俄罗斯自用雅克-130所用的AI-222-25发动机。然而,雅克-130现在产量还很低,光靠这一点生意,“礼炮”怎么在2015年实现利润比前一年增长18倍的呢?

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礼炮工厂的利润在2015年比前一年增加18倍,好巧啊,这年AL-31FN第三批次开始生产

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2014年12月,从文中描述就可以看出,涡扇-15发动机离装机试飞还有相当的距离,有人硬要说这篇东西表示涡扇-15已经装上了歼-20,这理解能力也是可以的。不过这篇文宣中透露的涡扇-15发动机部分关键参数令人振奋,该机是真正的国产先进发动机

最后,谈谈歼-20的性能问题。目前歼-20的发动机性能其实不差,13.75吨的推力,推重比接近9,这已经是一种非常强大的发动机了。根据消息,涡扇-15带矢量推力的型号推重比可能也不到10(当然涡扇15推力更大,全机推重比上去了)。再加上我们前面已经说过的强大的飞控和气动,歼-20的机动性能不论如何都不会差。

现在歼-20所表演的动作都是属于常规动作,并没有需要矢量推力的动作。最早发布的视频有人弄了个加速播放,看上去吓人,但其实是假的。那个盘旋的半径确实很小,但远不是什么“超小”半径。歼-20作为一种“角度战斗机”毫无问题,这主要得益于其飞控和气动设计,但稳定盘旋率能赶上F-16A,这也需要发动机推力达到相当水平才行。

但歼-20与前代飞机相比最大的优势——超音速性能是无法在低空低速的飞行表演中看出来的。至于有人说歼-20那个高速跃升没掉速度什么的, 我只能表示服了,您的眼睛自带精确测量系统,了不起!还是那句话,有这空,去多看看美国、俄罗斯主力战斗机的飞行表演视频,起码对现代战斗机的机动能力有个直观印象再说,别自己在家瞎琢磨。

关于歼-20“国发”还是“毛发”的问题,笔者就点到这里为止。11月1日歼-20飞行表演笔者现场直播的时候咱们再继续说相关话题。

我们接着说国产大飞机的发动机。这次俄罗斯向我国出口224台D-30发动机的合同里,单价是300万美元左右。而根据俄罗斯媒体此前透露,2004年前后,俄罗斯自用型D-30KP2发动机的价格仅相当于84万美元。即使刨除汇率变化等因素,我国购买D-30发动机的价格也是俄罗斯自用价格的起码两倍。

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俄制D-30KP2发动机

当然,我们也应该看到,这是国际军用装备市场的惯例。君不见当初我国出售武器装备的时候直接按国内采购价把价格单位从人民币换成美元(当时的官方汇率是1:2),结果用户感动地表示中国人太实诚了,这价格真便宜……可见,俄国这次出口D-30发动机也已经算是按照外贸规矩,最大限度的折扣了。

这也是我国历来强调引进装备国产化,至少也要具备国内大修能力的重要原因。涡扇-18还不能满足大批量装机的要求确实让人有些遗憾,不过现阶段,能满足制造运-20的进度要求,这是最重要的,时不我待啊。

D-30KP2发动机的首翻寿命根据俄国的数据为3000小时,日历寿命大概也有十多年,因此并不存在初期购买的时候就要保留大量备份机的问题。所以如果按照俄罗斯方面的说法170台D-30KP2主要用于制造运-20,那么大概就是40架左右。

2005年左右,中国曾向俄罗斯提出购买38架伊尔-76,后来因为工厂搬迁等问题,未能成交,双方协商后改为俄罗斯向中国提供200多台D-30KP2发动机。这也就是运-20、轰-6K飞机项目的基础。

中国90年代购买了17架伊尔-76(其中3架改为空警2000),这批飞机已经在21世纪头10年中陆续更换发动机,再加上新生产的60架左右轰-6K飞机和几架运-20研制阶段用的数量。这批200多台发动机已经全部“名花有主”。

近年来,新购买的10架二手伊尔-76和78飞机都是已经在俄罗斯空军、海军和民航服役10年左右,它们的发动机在近几年内需要更换,这可能是中国此次购买的54台这一批发动机的未来去向。

剩下的170台,去向显然就是运-20的批量生产了。可以推测,到2020年,运-20生产数量约40架。这就填补了当年我国向俄罗斯采购38架伊尔-76未果而留下的空白。伊尔-76就可以“改行”去做空中加油机了,这是中国空军现阶段的一个重大短板。

未来十年内,D-30KP2将是我国大型运输机队的主要发动机,为国产涡扇-18A、涡扇-20发动机的研制成熟留下了充足的时间。

大型飞机因为在服役生涯中基本不会承受频繁变动的大过载,而军用运输机的保养条件也比民航机好,因此其寿命一般都很长,如果考虑到中期延寿,其寿命达到40-50年不稀奇。因此,我们可以看到未来十年左右,轰-6K,伊尔-76机队要再次更换发动机。

轰-6K因为采用机身短舱布局,没法更换直径大大变粗的涡扇-20或涡扇-18A发动机,应该继续用涡扇-18,或者与其尺寸相似的其他发动机。不过,轰-6K通过改进电子系统、武器系统就能较大幅度提高作战能力,不必太在意发动机,况且到时候国产新轰炸机应该也要出来了;而伊尔-76飞机如果考虑到成本问题,也可以继续使用涡扇-18,或者采用大涵道比的涡扇-18A发动机,实现类似美国KC-135R换发CFM-56那样的效果(航程大幅度增加)。

而首批运-20飞机,在它们的D-30发动机到寿后,就可以考虑更换涡扇-18A或涡扇-20,性能也可上一个台阶。采用翼吊式结构的飞机更换发动机没什么难度,如果发动机没问题了,研制进度会很快,甚至可以做到无缝衔接。

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运-20未来如果换发,航程、载重量、起降性能可以再上一个台阶,它的货舱尺寸已经为未来留下了足够的余地,但还需要一个给力的发动机

而中航工业在本届航展上展示的“加长型”运-20F100飞机在2020年前后开始生产的时候,既可以填补民用大货机的空白,也可满足一些军用需求。

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珠海航展上我们就将看到“加长型”的运20,该机主要考虑民用货机需求,野外机场起降等方面的能力应该不如运-20。另外,因为是民用为主,该机也可能采用进口发动机,航展上我们会就此问题进行采访

这样看来,国产发动机不仅并不因为此次采购D-30KP2发动机地位降低,作为未来的希望,其肩上的压力依然沉重,在未来10、20年中,涡扇-18、涡扇-18A、涡扇-20,以及更先进的未来大涵道比商用航发,将推动中国空军和民航事业达到一个新的高度。

中国的发动机一直是产业体系中的相对短板,但其实近10年来已经有不少领域有较大改善。如今,中国在内燃机技术领域的进步是最显著的,尤其是大功率船用柴油机进步相当显著,通过引进国外技术,很快走完吃透国外技术并开始自行研制新一代发动机的道路。现在已经有能力研制世界一流的坦克用发动机、舰船用大功率柴油机。在本届航展上,中国外贸坦克的表演马上就会展示这一点。

但在涡轮发动机方面,由于产业底子薄,引进国外技术困难,研制周期长等等困难原因,一轮红日还没有完全跃出地平线。不过别担心,有谁能阻止日出呢?

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