华夏篇第三章:《太行出世》太行,天下之中者,在文学著作中《愚公移山》中记载其“方七百里,高万仞 ”,用它的名字来命名这样一台见证着我国航发产业剧变的发动机,实至名归。太行的技术参数,想必在目前众多版本的流传下很难找到准确的描述,再加上“太行”自问世以来已经过多次生产、设计上的修改,更难以分辨各个数据版本的真假。所以楼主在此为慎重起见,就不列举最大推力、最大加力推力、推重比这样枯燥的数字来描述“太行”,因为作为一台无可争议的第三代大推力涡扇发动机,“太行”对于我国航发产业的意义已经不言自明,再去咬文嚼字计较某个技术参数难免有无聊之嫌。所以这次楼主打算以时间为轴,从远到近将楼主搜集到的太行发动机发展历程给大家一一列举出来。太行的故事,最早还得从那个和我们曾在朝鲜半岛进行过面对面深入交流的老相好——美帝国主义那里说起,就是楼主在介绍美国第一次发动机大战的时讲到的那样,美国人经过大量的研究和论证,还有麦克唐纳、波音等众多航空巨擘的积极实践,终于拿出了F-15+F-16这样经典的空战高低搭配组合。这样的组合的意义不光在于良好的平衡了战斗机数量和性能之间的矛盾,就我们现在讨论的发动机层面,F-15+F-16组合也为军用航空动力的发展路线奠定了一条被奉为圭臬的技术思路,那就是将两台大推力涡扇发动机作为重型制空战斗机的动力来源,同时将一台同型号的大推力涡扇发动机作为补充数量的轻中型战斗机的动力,在满足了战斗机的飞行性能的同时也表现出十分可观的经济性,时至今日,美国空军F-22+F-35组合依旧在采用着这样的搭配,所以按照这样一个思路,一台高性能大推力涡扇发动机的重要性就毋庸置疑了。这样的思路同样也在美国人的另一个老相好——苏联人那里得到了一定的体现,因为苏联人在跟踪美国人航空科技的基础上,加上自身强大的科研实力,最终也走到了双发重型制空战斗机的发展道路上来,结果就是我们熟悉的苏-27“侧卫”家族,当然与之相伴的发动机副产品就是我们同样很熟悉的AL-31。然而不同的是苏联人虽然也按照F-16的思路考虑过单发轻型战斗机可行性,米格设计局甚至还提出过这个鲜为人知“产品33”的方案,但是最终化茧成蝶的是同样采用了双发设计的米格-29“支点”,一个与美国F/A-18“大黄蜂”有些异曲同工之妙的经典之作。
这就是米格设计局的“产品33”设计方案,它是不是很像某国的一款专用出口型战斗机呢。行文至此,想必大家已经大概从技术思路上看到了“太行”的由来,虽然在“太行”立项之初,囊中羞涩的中国还不敢奢望像F-15这样级别的双发重型制空战斗机,但是毕竟美国人成功的案例摆在那里,用一台大推力涡扇支撑起整个空中优势力量的做法确实诱人,况且从当时实际的情况来看,按照美国F100、F110的思路搞自己的大推力涡扇的确是一条可行之路。而这个“实际的情况”又是什么呢?就是这位:
CFM-56-3发动机,由法国斯奈克玛和美国通用电气联合研制的大涵道比涡扇发动机,主要的装机对象包括波音737等民用客机,但是问题的关键不在于此,因为CFM-56-3所采用的核心机,正是来源于在美国第一次发动机大战中使通用反败为胜的F110发动机,在当年改革开放和中美蜜月期的双重作用下,我国“名正言顺”地以国际贸易的名义获得了数量可观的CFM-56-3。这里既然说到了核心机,那么楼主就顺便给大家科普一下这个概念。在这篇帖子中我们所有讨论的喷气式发动机(包括涡喷式发动机和涡扇式发动机),其主要的工作原理就是将外界空气经进气道进入发动机后,首先经过压气机进行压缩加压后进入燃烧室,与燃料掺混,点火燃烧,形成高温气体,高温气体膨胀驱动涡轮工作,经过涡轮后的燃气通过喷管排出而产生推力。与我们常见的采用气缸原理的车用柴油发动机、飞行器用活塞式发动机是完全不同的概念(所以某位用活塞式发动机在这里大放厥词的亲,楼主在这里也给你做一下扫盲,不要拿什么鸡毛在这里当令箭使,勿谓言之不预也)。 在完成这个做功的过程中,压气机、燃烧室、涡轮就是一台发动机的核心机。可以说,核心机是决定了整台发动机工作能力的核心装置,而且在核心机的基础上,通过搭配不同的外部组件可以研制出船用燃气轮机、车用燃气轮机及发电用的涡轮机。
所以既然有了送上门来的CFM-56,野路子走惯了的我兔自然不可能放过这样一块肥肉,于是就有了“太行”的立项,当然只有了核心机还远远不够,毕竟大涵道比的民用涡扇还是与小涵道比的军用涡扇有着很大的差别。在测绘仿制核心机的基础上,我们要走的路自然任重而道远,况且测绘仿制核心机的过程也绝非易事。就这样直到八十年代末左右,我国历经艰难险阻完成了核心机的仿制和改进工作,“太行”的发展进入到了验证机发展阶段并在九十年代初完成进入型号研制。在这其中我国也利用中苏关系解冻的契机接触到了俄制AL-31发动机,这种同为大推力涡轮风扇式结构的发动机拥有着很高的喘振余度和强大的抗畸变能力,于是在“太行”出世的关键阶段,美俄两种优秀大推力涡扇发动机开始在“太行”玩起了“东西合璧”。
当然这种“东西合璧”可是要付出高昂的代价。核心机和外部设备两种不同风格组成的发动机开始了“排异反应”,给我国航发研发人员带来了数不尽的问题和困难。特别是型号按前苏联军标草草设计定型量产装机后,在2006-2010年造成了歼11大面积趴窝现象。
有人转帖了一个太行2001-2013年大事记,记录了这十多年太行发动机经历的风风雨雨,多次重大挫折。
2010年:从天天要大修的奇葩到勉强能用的夯货,虽然确实提高有限,但是经过一年的排故后,从2010年开始,太行终于能够堂堂正正的穿上军装了。只有穿上军装之后经历一线部队的摸爬滚打,它的前途才能够真正的清晰起来。而且在同年1月,太行发动机和02批歼-11B荣获国家科技进步奖特等奖。
年初,首批换装太行发动机的歼-11B(为方便称呼,以下各批次装备太行的歼-11B/BS飞机,不分批次均称为02批歼-11B)开始装备沈空航空兵某歼击机团(现沈空航空兵某歼击机旅):
4月,歼-15 0005号原型机(554号歼-15)首次以海航涂装+“海太行”发动机的形象出现。在2012年和辽宁舰进行的海空联合调试期间,这架飞机又换回了AL-31F发动机。
5月,使用FWS-10发动机完成试验试飞工作的歼-11BS完成设计定型,投入批量生产,装备部队。
下半年,02批歼-11B开始装备海军南海舰队航空兵某师
2011年:2010年就这样在一线部队和新机的磨合中度过了,虽然远称不上一帆风顺,暴露出了很多之前试飞中都没有发现的问题,但是随着厂家根据部队实际训练要求所做的改进,以及部队使用维护经验的增加,在太行设计定型后的第六年,太行发动机终于在不断的改进中走上了堪用的道路,更多新机型也终于能够放心的用中国心去飞。同年军报公开报道兰空航空兵某旅歼-11B组织跨昼夜飞行训练,初步具备战斗力。
歼-10B 1035号原型机出现,该机装备了太行发动机的单发版本进行了一系列试飞。 不过2013年投产的歼-10B仍然使用AL-31FN系列发动机。11月,歼-16重型战斗轰炸机1601号原型机首飞成功,该机使用FWS-10系列发动机顺利完成了首飞。
2012年:在太行定型的2005年还没有成熟的那些新技术,新工艺被逐渐应用到新批次太行发动机的生产改进中。官媒以大量图片公开报导济空航空兵某团的02批歼-11B的训练情况,下图中一架歼-11B发射火箭弹进行火箭地靶训练。
歼-15 0001号原型机(551号机)将右侧发动机更换为“海太行”发动机进行试飞。
耕战台公开报道兰空航空兵某旅歼-11BS进行夜间二对二空战训练。
11月3日,歼-15S双座型舰载战斗机首飞成功,该机使用“太行”系列发动机顺利完成了首飞。
在年底组织的红剑-2012空军歼击机部队对抗性考核中,来自沈空航空兵某旅的02批歼-11B参加了对抗,这也是装备国产发动机的空军第三代战斗机首次参加鼎新对抗。
2013年:根据官方报道,济空航空兵某团的02批歼-11B已经可以参加放开高度限制的自由空战训练,并在对抗训练中达到了8个G的过载。
9月,空军航空大学开学典礼暨空军开放日活动上,来自沈空航空兵某旅的歼-11BS首次参加了室外的公开展示。
同年,装备太行系列改进型发动机的歼-16战斗轰炸机进入小批量生产,即将试装部队。
从上面这篇大事记中可以看出,“太行”发动机自2005年定型以来,经历了众多磕磕绊绊才到了今天被空军和海军认可的地步,这其中的经历的挫折和困难可想而知。但是令我们再次感到骄傲的是,我们的“太行”闯过了着一道道艰难险阻,终于成为了一台可用的第三代大推力涡扇发动机。在此楼主想放上这样两张图片作为对比:
两张照片都来自美国的侦察机,81192的故事楼主不想多说了,而在今天,我国的歼-11在东海防空识别区跟踪监视美国的不速之客,美国的一名国防部官员针对此事将中美飞机比作“一辆校车和一辆法拉利”,称“解放军的歼-11像风驰电掣的法拉利赛车一样在庞大笨重的美国海军飞机旁边绕圈,还曾亮出机翼下方的武器以示威胁”。想想当年王伟烈士为了跟踪EP-3不得不将冒着失速的风险将机头高高昂起,而今天我们有自己的重型战斗机,用着我们自己设计和生产的发动机,我们中国人,今天就是来放肆的,就是来任性的!!!抒情完毕,咱们说点说正经的。上面我们看到了“太行”发动机历经多年修成正果,现在我们就放眼一下未来,展望一下“太行”的明天。放眼世界上众多第三代大推力涡扇发动机的发展情况,在早期型号的成功使用后,发动机的增推和减重就成为了后期改进的主要方向,俄罗斯的AL-31发展出了99M和117S两个增推系列,美国的F100和F110也都有增推版的新型号问世,其中“太行”的远房表亲F110在进入二十世纪九十年代之后,先后通过增推和减重双重手段的改进,在F110-GE-129的基础上发展出了加力推力达142千牛的F110-GE-132和推力为151.4千牛的F110-GE-134,已经在推重比上接近了第四代发动机的标准。所以在配套歼-20的涡扇-15发动机真正获得成功之前,我国针对“太行”的改进肯定不会停止,如果我们将估计放的乐观一些,那么能在推力和推重比上接近甚至达到F110-GE-132和F110-GE-142的“太行”改进型出现的话,不仅可以满足未来十年内我国歼-10、歼-11更加变态的后续改进机型,甚至可以作为歼-20的试飞和早期试生产型号。而且与F110一样,“太行”还可以演变成为类似CFM-56的大涵道比发动机,为我国自行设计的C919客机提供动力来源,因为可以肯定的是,未来的C919一定会按照我国的国防需求,发展处加油机、预警机、侦察机等等一系列特种飞行平台,国产的大涵道比涡扇发动机的问世是必然之举。
而且不光是在航空领域,在“太行”核心机的基础上,我国还可以发展出类似美国LM-2500的船用燃气轮机,为我国后续的万吨大型驱逐舰提供一颗澎湃的心脏。在去年下水试航的052D驱逐舰确实曾令我们兴奋了好一阵,但是052毕竟还是6000吨级别的设计,我国现有的船用动力装置还不足以满足更大吨位驱逐舰的设计与建造,未来“太行”的路,依旧任重而道远。
当然,既然我们已经有了“太行”,更有了借助“太行”、“秦岭”所建立起的一整套航空发动机科研设计与建造体系,我们自然有理由相信在未来的二十年内,在我国的天空,必定会出现越来越多采用国产喷气式发动机的飞机,请看下一回《山山相映》。
贴主:zhoolg于2025_07_14 13:51:04编辑
贴主:zhoolg于2025_07_14 13:57:56编辑