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我歼10为何40年才装备国产发动机?航发研制有何难点

我歼10为何40年才装备国产发动机?航发研制有何难点
2018年08月15日 18:05 新浪军事
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(歼10首飞时使用的是俄制AL31发动机)(歼10首飞时使用的是俄制AL31发动机)

  众所周知,歼10战机在2006年进入部队服役时,装备的是俄制AL31发动机,而最早配套研发的涡扇10发动机早在1978年就开始预研,1987年正式立项,到2005年才通过国家定型试验,此后更是花了多年时间解决可靠性问题,一直到近两年涡扇10B才装备到歼10C战机上,实现了歼10战机全面国产化。

(涡扇10发动机)(涡扇10发动机)

  中国之所以花了40年时间才为歼10装上国产发动机,除了早年国家将重点放在导弹、火箭技术上,造成国内航空发动机研发进度落后外,更关键的还是航空发动机的研制难度极高造成的。由于战机对减重要求极高,因此对航空发动机的重量极其敏感,高性能的涡扇发动机需要在尽可能轻、小的情况下,发出自身重量8倍以上的推力,也就是推重比在8以上,到了第五代战机上,以F119为代表的新一代发动机,推力比要求更是增长到10左右。

(涡扇发动机结构图)(涡扇发动机结构图)

  航空发动机对材料的要求是极其严苛的,比如涡扇发动机在工作时,涡轮前温度在1500摄氏度以上,远远大于涡轮叶片的熔点,因此对隔热要求极高,并且发动机设计极为紧凑,隔热层根本无法做到太厚,研发高性能的隔热材料是研发航空发动机的必修课。此外航空发动机在工作时内部压力高达50个大气压,是三峡大坝底部承受压力的3倍!对内部轴承、叶片的质量带来了严峻考验。航空发动机就是需要在这种高温、高压环境下持续稳定工作,还要求尽可能轻、小、寿命长,几个要求叠加在一起让其研发难度成几何倍提高。

(装备F100发动机的F15战机)(装备F100发动机的F15战机)

  更变态的是,歼10这类第四代战机,为了追求高机动性,战机需要频繁的进行加速、减速转换,意味着发动机开启加力燃烧室的频率成倍提高;第四代战机更追高大攻角机动,意味着发动机需要经常在恶劣的进气环境下工作,如何保证发动机在进气量骤然变化的环境下稳定工作是个大难题。即便是拥有最强航空发动机技术的美国,在研发F100涡扇发动机时,也遇到了涡轮叶片易断裂,发动机易熄火、零部件寿命严重缩短等问题。F100发动机的问题让F15战机深受其害,动辄因为发动机问题大面积停飞,被美军方内部讥讽为“机库皇后”。美国花了近10年时间,在降低了付出发动机推力降低200千克、增重60千克的代价后,才解决了F100的可靠性问题。

(装备涡扇10发动机的歼10战机)(装备涡扇10发动机的歼10战机)

  而歼10是一款单发飞机,唯一的一台发动机出现故障,就意味着机毁人亡。因此歼10对发动机的可靠性要求更高,在双发歼11B战机大规模装备涡扇10发动机后,歼10仍等待了近10年,等到可靠性更高的涡扇10B出现后,才真正装备上“中国心”。中国也成为美国、俄罗斯后,第三个能独立研发大推力涡扇发动机的国家,而其它工业强国英国、法国,到现在也只有EJ200、M88这类中等推力涡扇发动机,航空发动机的研发难度可见一斑。(作者署名:军情解析)

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