深度:中国垂直起降战机技术如何 曾购一款发动机设备

2016年08月20日 13:27 新浪军事 微博
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  曾几何时,垂直起降战斗机因为所需场地小,方便隐蔽等诸多特点受到了全球的青睐,特别是在核大战的思路下,全球掀起了一股垂直起降战机风潮、美、俄、法、英、甚至中国都投身到其中。其中获得最广泛成果的就是AV-8“鹞式”垂直起降战斗机和俄式的雅克-38“铁匠”垂直起降战斗机。不过由于后来战斗机实际需求和发展,强调能量机动和长距离巡航,这样让垂直起降战斗机失去发展的光辉,而随着本世纪以来F-35B这样的第五代垂直起降战斗机的服役,也让全球看到了发展垂直起降战斗机的重要性。也让人们开始思考,中国在继歼-20和“歼-31”之后是否应该要研制一款第五代垂直起降战斗机呢?而且我们还是有一定技术基础的,三十年前曾引进相关的发动机技术。

  在谈到垂直起降战斗机时,有个里程碑是我们绕不过去,那就是苏式垂直起降战斗机的末代经典之作:雅克-141垂直起降战斗机。在说它的神奇之处有几个数据不得不引人注目:最大飞行速度1.7马赫,跟美国的F/A-18C舰载战斗机相当;垂直起飞时,航程可达1400公里,如果外挂2枚R-77导弹,作战半径在500公里以上,而且使用的是机内燃油;在短距起降满挂载19.5吨时,滑跑距离只有120米,已经接近美军早期的F/A-18C舰载战斗机弹射起飞的水平。这些数据说明,雅克-141从设计上来说,是一款比较超前的新型装备。不过由于诞生太晚,1987年才开始试飞,而且1991年还发生了一场着舰事故,使得雅克-141的实际性能受到了广泛质疑,而被迫搁置。不过其良好的性能也获得了广泛关注,引起了多国的注意。

  雅克-141战斗机的成功来自于其设计的升力发动机+主发动机的布局,两台RD-41升力发动机外加一台R-79V-300涡轮风扇发动机,使得雅克-141具备超强的起飞能力。并且雅克设计局还为它专门研发了一种在当时属于超前设计的“旋转喷管”,使得主发动机碰口可以在垂直起飞和平飞状态下来回切换。垂直起降时,发动机喷管向下95度,进行推送起飞,短距起降时,发动机偏转62度,进行短距助推,平时则正常水平使用。这种技术在当时处于相当前卫的技术,当然当雅克-141停止发展后,全球都把目光锁定到了雅克-141发动机上,美国的洛马公司直接聘请雅克原设计人员去进行了数次经验交流,F-35B的喷管系统就有雅克设计局的精髓思路在其中。同时,根据美国《航空周刊》2015年6月的报道称,中国曾经在1996年获得了一台R-79V-300发动机的样机。在1998年俄罗斯又追加出口了R-79V-300发动机的喷嘴和相关技术。这个消息从时间上来说合乎常理的,因为1992俄罗斯被迫停止雅克-141项目后,俄罗斯一直在寻求能够接手该项目的国家,美国其实当初就是以考察项目的名义把雅克设计局的人请到了美国,所以中国方面获得了部分发动机喷管技术也是有可能的,不过为何专门引进喷管技术?有可能看中了其柔性衔接和密封技术,这是未来发动机必备的一个新技术。

  不过,中国率先应用R-79V-300发动机技术的应该是WS-15发动机,毕竟R-79V-300发动机的推力有15500千克,性能上不次于AL-31F甚至略好,在更换新型航空材料后有巨大的提升空间。美国《航空周刊》甚至认为中国歼-20现在能够准备服役,跟中国已经上台架进行测试的WS-15有莫大的关系,毕竟有了发动机才好谈后续的生产升级工作。当然,雅克-141使用两台RD-41升力发动机外加一台R-79V-300涡轮风扇发动机的做法已经略显落伍了,毕竟升力发动机升空后成了死重。但是我们是否能能够在基于WS-15发动机研发这样一款能够像美国F-119-611发动机那样集成了升力风扇和旋转喷口新五代战斗机呢?

  从理论上来说,如果中国完全自主设计了WS-15发动机,在这个基础上是可能研发出一款类似于美国F-119-611发动机那样的垂直起降专用的发动机,但是有一个关键点不容忽视,中国现在短期内最迫切需要的还是大规模生产歼-20战斗机及其配套的WS-15发动机,从WS-15发动机的台架测试时间来看,现在已经进入到准备装机实际试飞的阶段,最快可在3到5年时间内完成试飞,毕竟之前有WS-10A的试飞改进经验。不过,这3到5年时间也不会是中国垂直战机的研发的空窗期。在2015年3月20日,中国最大的航空集团发动厂与中国最大的航空集团下属的发动机研究院就垂直/短距起降项目合作举行签约仪式,签署了风扇部件合作协议。从理论时间计算,现在开始进行升力风扇部件的研发,5年后随着WS-15发动机的成熟量产,中国还是有机会研发出属于自己的垂直起降战斗机。

  目前中国对垂直起降战斗机的需求谈不上迫切,但是也不容忽视。中国有大量的前哨基地需要保卫,单单依靠远程战斗机的巡航是肯定不能满足战斗需求的。如果能够研发出一款垂直起降战斗机,部署上去,不仅仅可以保证前哨基地的安全,更可以有利的支援我们航母战斗群和远洋重型战斗机夺取制空权的任务。从这样来看需求还是有的。如果以现有的“歼-31“为蓝本或者歼-20缩小一号为蓝本改造一款第五代垂直垂直起降战斗机,在5年以后试飞,应该是一个比较合理的需求。是否能够看到属于中国自己的垂直/短距起降战斗机现在仍然是个未知数,起码要在3到5年内才能真正见分晓。(作者署名:无名高地)

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