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你能想象,一架F-22“猛禽”战机,装上一台60年代的初代涡喷发动机会怎样?
估计连降落起飞都够呛,更别提执行什么超音速机动了。
航空装备水平高低,很大程度取决于发动机。一流的飞机,必须要有一流的“心脏”。
它的到来,缓解了我们航空30年的压力。
没有强劲“心脏”的航天困境
在那个物资匮乏的年代,搞发动机又谈何容易。
光是试制一套样机,所需的高温合金、精密铸件等关键材料,国内很多都生产不了,全靠东拼西凑,不知道要跑多少厂子。
更别提工艺设备了,用于加工叶片的数控铣床,每台得花大几百万,那时的研究所根本买不起。
上世纪80年代,我国启动“新歼”计划,希望研制新一代国产战机。
歼-10就是这个计划的“主角”。
它采用了当时很先进的“有翼三角翼”气动布局,配备先进雷达、电传操纵等高精尖设备,战技术指标直追F-16。
这对发动机有很高的要求,国内原有型号完全不能满足。
歼-10总设计师宋文骢说:与战机同步,发动机的研制也已展开,就叫它“涡扇-10”。
涡扇-10启动之初,困难不断:人才储备不足,经费投入有限,进展非常缓慢。
到了90年代,眼看飞机设计已接近成熟,可发动机还在“半拉子”状态。
没有与之匹配的强劲“心脏”,歼-10只能是一堆冷冰冰的金属构件,根本无法腾空飞行,整个新歼计划都面临着前功尽弃的危险。
为打破僵局,成飞决定先上一款性能稍逊,但相对成熟的涡喷-15发动机,先把飞机弄上天再说。
可是风洞实验结果令人大失所望:涡喷-15虽然能让歼-10飞起来,但性能远不能发挥机体的潜力。
甚至机动性、航程等关键指标,还不如老一代的歼-8。用它去对抗F-16,无异于“螳臂当车”,注定要吃大亏的。
宋文骢直言不讳地说:“搞个三代机,结果连二代水准都达不到,这飞机还怎么服役啊?”
柳暗花明:AL-31F的关键助力
就在歼-10项目一筹莫展之际,帮助从天而降了。
上世纪90年代,原苏联解体,俄罗斯接盘。为缓解经济困境,俄罗斯决定向中国出售先进军事技术。
其中就包括被誉为“王者之师”的苏-27战斗机,以及与之配套的AL-31F发动机。
这可是个千载难逢的机会啊!作为苏-27的“心脏”,AL-31F性能相当优秀。
它采用了后掠风扇、粉末冶金涡轮盘等诸多先进技术,推力高达12.5吨,超过同期欧美同类产品。
AL-31F在苏-27上已有多年实战验证,适应性、可靠性都相当不错。对于正愁无“心”可用的歼-10来说,这就是天上掉下来的“大礼包”。
1992年,中俄正式签署协议,引进AL-31F发动机。当然,要把它装到我们的歼-10上,还需要一番“因材施教”做调整。
根据歼-10的使用需求,中航工程师与俄方反复沟通,对AL-31F的部分构型进行了调整优化,形成了专门的AL-31FN型。
经过几年的艰苦努力,1998年,一架崭新的歼-10原型机伴着AL-31FN的轰鸣声,在成都上空惊艳亮相。
新中国第一款真正意义上的第三代战斗机,就此诞生。
1998年春的一天,位于成都的中国飞行试验研究院,一架崭新的歼-10战机伫立在跑道尽头。
它全身银白,流线型的机身宛如一条矫健的巨龙,尾翼上“霹雳”二字分外醒目。中央电视台的摄像机已经架好,随时准备记录下这个重要时刻。
此时的驾驶舱内,试飞员徐勇正在进行最后的起飞前检查。他深吸一口气,缓缓推动油门。伴随着震耳欲聋的轰鸣声,两台AL-31FN喷出耀眼的尾焰,剑指蓝天。
刹那间,金属巨鹏攀升而起,一飞冲天,完美地划出一道弧线。在地面指挥的宋文骢激动地说不出话来,他知道:中国战机的历史,从此将翻开崭新的一页!
AL-31F撑起中国战机的“半边天”
AL-31F在中国的身影,绝不止歼-10一架。从上世纪末到本世纪初,它可以说撑起了中国战机的“半边天”。
先是歼-11,这款引进苏-27基础上的改进型,一上来就全盘装备AL-31F,再没换过别的型号。
接着是双发重型战斗轰炸机歼-16,同样选择了AL-31F,不过是推力更大的改进型。
连我们的舰载机歼-15,其早期型号也都是用的AL-31F动力。
就连歼-20这款世界瞩目的隐身战机,在试飞阶段同样借助了AL-31F系列的助推。
那个年代,中国虽然早已起步研制新一代航发,但进展并不顺利。
以最早定型的涡扇-10A为例,初期状态不够成熟,在推力、油耗、寿命等关键指标上,尚难以满足实战需求。
面对新老交替的阵痛期,是AL-31F连续十几年保障了我军战机的快速发展。它在相当长一段时间里,既是多个重点型号的“心脏”,也是技术验证的“试验田”。
大家知道,战斗机可不能没了“心脏”就上天。训练也好,演习也罢,甚至实战备战,飞行员头顶“悬着”的,永远是那台可靠强劲的发动机。
从这个意义上说,AL-31F为中国空军赢得了至少30年安心驾驭战鹰的时光。
AL-31F的贡献不仅于此。在它身上,无数科研人员汲取了先进航发的设计理念和工程实践。
就拿风扇部件来说,前苏联的叶片材料采用难熔点金属,抗高温能力强,寿命是我们的好几倍。
但他们是怎么把这些材料制造成高精度叶片的呢?又是如何优化叶型角度和间隙的呢?
这里头光是逆向测绘图纸,就让专家们研究了好一阵子,如果这些弯道我们自己走,不知要绕多少圈。
再比如叶片铸造,人家采用的是定向凝固工艺,可生产效率高、产品性能稳,而我们传统的真空熔模铸造,良品率还不到1/3,在AL-31F面前真是自愧不如。
正是在一次次对比和反思中,我们逐渐找到了差距,也明确了追赶的方向。
为了尽快消化AL-31F的先进技术,各大发动机厂纷纷派遣技术骨干,到歼-10生产现场“驻厂”。
从拆装调试到故障诊断,从维护保养到定检检修,他们跟AL-31F“同吃同住”,生怕错过一丝一毫的细节。甚至废旧零部件都要仔细分类存档,专供日后的参考和仿制。
虽然那时他们还只能望梅止渴,但正是凭着这股不服输的劲儿,才有了后来国产“大心脏”的脱胎换骨。
当然, AL-31F从来就不是国产化的替代品。我们引进它,归根结底还是为了换取时间,尽快把自己的短板补上。
事实上,从AL-31F服役之初,国内就从未停止过航发自主化的努力。以涡扇-10系列为例,从最初的10A到后来的10B、10C,一代代产品经过反复改进,性能稳步提升。
到了2010年代中后期,已基本可与AL-31F平起平坐。如今,涡扇-10B/C已大批量装备于歼-10C、歼-16、歼-20等多型主力战机。
尤其是歼-20,据2021年官方披露,现役机群已全面更换国产发动机。
这是一个标志性事件,意味着歼-20 “威龙”的心脏,从最初的“洋货”彻底转为“国货”。它意味着中国已掌握新一代航发的核心技术,摆脱了对外依赖。
参考资料:
1.澎湃新闻.2015-10-12《铸剑|华夏猛龙的斯拉夫之心:AL-31F发动机的中国故事》
2.观察者网.2014-11-30《观察者网一周军事观察:发动机的“中国心”?一点也不遥远》
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