一款改进后的新发动机亮相,伴随着歼16的出镜,想必大家也知道这款发动机是什么,它就是涡扇-10B发动机,也是人们常说的太行发动机。 这款发动机目前主要应用在歼16和歼10C上,两款机型都是我国空军目前的主力机型,当然改进型号在性能上肯定又有全新的突破,而太行发动机的重大意义还不仅限于此。 因为从整体上来看,这款发动机当年让我国摆脱了对苏制发动机的依赖,不但走上了自主化研制之路,关键是能够成熟的应对发动机的批量制造。 18年的研发之路 国产发动机的研制和国产战斗机的研发生产几乎是同步的。上世纪80年代,随着歼10战斗机项目的开启,太行发动机的研制,也就是涡扇-10发动机从此也成为主要项目。
当时的研制思路没有因循守旧,没有参考苏制发动机,参考的是美国通用电气的F110-GE-129。 不过,后来出现的波折证明,整体上参考性的指标,同时也应该考虑实际的工业基础。这款发动机的叶片、轮扇再加上材料,实际上都超出了我们的技术承载。
整体上的研发进度也被拖慢,战斗机都制造出来了,战斗机的心脏还没有研制好,因此在此之前,为了保证战斗机的顺利下线,当时还不得不采用了另一款涡喷发动机。 到了90年代,一方面我们继续自主研制,另一方面又从俄罗斯采购了相对先进的苏27战机,一并采购的当然还有他们的涡扇发动机。
于是,接下来歼10战斗机的心脏就出现了混合搭配的局面。我们继续进行自主化研制,同时也借鉴苏27战机自行生产歼11,等到新的战机定型以后,原来的太行发动机则主要装配在了歼11以及歼11B上。 与此同时,研制进程也变得更加务实化,相应的技术指标有所降低,主要是为了实现批量化生产,避免发动机全部依赖进口。简单来说,就是一边研制一边使用,一边应用一边继续攻克技术难题。
通过改进研制策略,到了2001年,涡扇-10A发动机正式进入试制阶段。外界都说这是降级的产品,叶片材料从原来的单晶材料变成了定向凝固,发动机控制变成为了机械控制。 发动机整体的推力也从原来的13.2吨下降到了12.5吨,改进型号主要应用在歼11B战斗机上。
但是接下来的批量生产阶段依旧不顺利,虽然新的发动机经过了实验,可是在生产阶段频频出现事故。由于进程被打断,导致前期的歼11B战斗机不得不继续采用苏制的发动机。 在前期研制的飞机上出现了大量的技术故障,难以适应战斗力要求,这导致接下来几年生产的发动机一直在排除故障。在其生产地沈飞的停机坪上,停放着大批的歼11B和歼11BS战斗机。
这些飞机都是在等待排除故障。一直持续到2010年,此前的发动机才终于步入了稳定阶段。 从整体上来看,太行发动机的研制经历了至少18年的历程,技术进度并非一帆风顺,虽然解决了长期以来受制于人的问题,但最终定型的产品技术指标也有所下降了。
问题集中在哪里? 国产战斗机的心脏问题,本质上来说依旧没有得到解决,降级后的改进产品实际上只相当于三代机的水平。 不管从哪个角度来看都还不算成熟,只能说开了一个头,搭建了一个平台,可以为接下来的研发继续提供动力。
从研发的角度去看,哪怕采取相对务实的态度,围绕接下来的进度,也降低了研发的周期,这才是太行发动机最本质的意义。只要继续走自力更生的道路,就一定能够创新超越。 现在回头去看,早期太行发动机在研制的过程中,遇到的各种技术问题和故障超过了200项,甚至还出现过风扇第一级工作叶片断裂的情况。
但好在这些故障我们都排除了,正是有了这个前提,才能继续保证接下来的研发简单来说就是突破真正的技术盲点,提升品质和性能。如果从这个角度去看的话,此前18年的研发历程整体上来说就是一种基本功的学习。 改进型号问世 新推出的涡扇-10B是改进型号的发动机,因为有此前的技术,或者确切一点说,有此前的不断失败经验,再加上工业基础相比于20多年前有了突飞猛进的提升,解决问题不但水到渠成,技术性能的更新更是理所当然。
之前存在的技术障碍现在如履平地,单晶叶片可以国产化了,控制系统不再是机械式的,从整体到细节都发生了翻天覆地的改变。这也充分说明,要想拥有真正的一项技术,必须要有基础,不可能一口就吃个胖子。 虽然是改进升级的发动机版本,从现有的公开数据来看,已经和第一代产品完全不一样了,材料更新了,工艺技术升级了,甚至就连发动机的整体形状都有了不一样的变化。
值得一提的是,我们出口到巴基斯坦的机型上使用的就是这款发动机,发动机的整体推力可以达到14.5吨,而这个指标意味着改进的型号已经达到了第四代涡扇发动机的水平。 除此之外,发动机的风扇等方面也都进行了改进,这主要是为了满足全新机型的要求,毕竟发动机在更新迭代,战斗机本身也在更新迭代,这是一个不断前进的过程。
从太行发动机一代又一代的研发和革新的过程中,就能看出很关键的一点来,那就是在研制过程中的产品一旦出现某种缺陷,一定要正视和面对,发现问题所在,接下来才能进行真正的改变。 正视问题才是前进的根本 时间回到十几年前,也就是涡扇-10A发动机开始批量生产的时候,当时的消息透露,这款发动机平均工作最多300个小时左右就得维修。
相比之下,苏制的同类型发动机整体飞行的时间却要高出好几倍,也就是从那个时候,我们就已经也认识到这款发动机的整体性能还不是最突出的。 所以才有了后来的解决方案,一方面继续从俄罗斯订购发动机,另一方面在原先的基础上进行改进研制。
在查找问题的过程中,我们也逐渐意识到,一个国家整体的航空工业实力绝不可能在短时间内就能搭建完成。 有了这种认知,在改进研发的过程中,不管是研制还是构筑环节,哪怕是一些微不足道的细节,整体参与者也都明白了其中的重要性。老产品不能满足空军的需求,这既是动力,更是鞭策。
放眼全世界,在发动机研发的过程中,不光我国出现过类似的情况,哪怕是美国此前也出现过类似的状况。美军的F100-PW-100发动机,早年间也曾出现过叶片失速、涡轮断损毁以及其他零部件寿命远远低于预期的情况。 出现问题就得正视,然后去解决,这才是一个国家航空工业的正常发展之路。在过去很长的一段时期内,我们面临的主要问题就是涡扇发动机的短缺,事实上,我们正式正视了这个问题,才有了现在的突飞猛进发展。
对比之下,印度则是一个极其典型的负面例子。过去几十年,印度也试图研发自家的光辉战斗机,而且还想自主研发发动机。但是用了三四十年的时间,印度非但没有研发成功,而且与多个国家的合作研发进程也被迫中断。 印度人跟俄罗斯合作过,跟法国人合作过,但是到最后都没有拿出真正的产品。最终在不得已的情况下,为了保证战斗机的使用,印度只能选择向美国购买。
通过和印度对比,再来看我们的情况。假设我们当初在遇到问题之后没有正视,也是像印度那样选择了妥协,那么大概率的情况就是我们可能会购买更多的俄制发动机。 这就是典型的信心被打断,如果是这样的情况的话,我们现在哪有自己的战斗机以及新款的发动机?我们外销到世界上的战斗机又怎么能够轻松击落他国的飞机?
所以说来说去还是那句话,正视问题,并且发现问题的根源在哪里,然后一步一步去解决,才能迎来最终的技术飞跃。甚至可以这么说,相比于积累起来的大量技术和经验,这份信心更关键。 我们正是拥有了这份信心,才实现了航空工业的飞跃提升,正是具备了不断的改进能力,才能消除一个又一个难题和错误。在接下来,发动机型号的推陈出新还会继续,有了信心和能力,一切问题都不在话下。
结语 从研发和细节的角度去看,大推力的涡扇发动机,其中的核心部件必须要使用到特殊的高温合金作为原材料,而且加工工艺也相对特殊,比如叶片的曲面是不规则型的。 如果从叶片内部去看的话,不单是中空的,而且表面还有大量用于散热的小孔。换句话说,背后的技术意味着整体工艺和推进的过程不能有丝毫偏差。
所以还是那句话,太行发动机的研制虽然有波折,但是在我国航空发动机的研发进程上,这款发动机创造了多个第一,也让我们实现了发动机迭代的跨越。 参考资料: 《一展便览百年发展历程,中国航空工业这样勇敢起飞》北京晚报2023年7月10日 《国产太行航空发动机研制经过18年艰苦历程》中国航空报2008年8月4日
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