澎湃新聞特約撰稿 王若鴻
近日,據國外媒體報道,中航工業生産的殲-10C出口型戰鬥機已經抵達巴基斯坦某空軍基地。按照這一交付速度,此前巴基斯坦政府官員對外宣布的将有25架殲-10C出口型戰鬥機參加3月23日國慶閱兵的目标,完全可以實現。
随着塗有巴基斯坦國旗的殲-10C出口型戰鬥機圖片陸續公開,我們也驚喜地發現該機裝備的竟然是國産改進型“太行”大推力渦扇發動機,而不是之前大多數殲-10戰機裝備的俄制AL-31FN發動機。這也是我國自主研發的軍用大推力渦扇發動機随着最先進的國産戰機首次實現出口。
國産改進型“太行”大推力渦扇發動機得到了一向要求苛刻的巴基斯坦空軍的認可,更是從一個側面證明了該型發動機的可靠性和主要技戰術性能已經達到了世界先進水平。
巴基斯坦引進的殲-10C亮相。
殲-10發動機曾多次更改方案
事實上,殲-10戰鬥機在動力系統的選擇和選配上經曆了幾番波折。1984年,代号“十号工程”的殲-10戰鬥機研制項目正式展開,初步确定了鴨式靜不穩定布局為最終設計方案。但是,随之而來的就是要為殲-10戰鬥機選配一款性能先進的噴氣式發動機。而當時國内現有以及在研的各型戰鬥機用噴氣式發動機,從仿制蘇制發動機的渦噴7、渦噴13到仿制的渦扇9以及自主研發的渦扇6,都無法滿足殲-10戰鬥機的使用要求,特别是推力指标差距很遠。
當時,美國和蘇聯采取的做法都是在第三代戰鬥機研制啟動的同時,開始研發配套的新一代大推力渦扇發動機。但是以我國航空工業的實力,尚無法在保證殲-10戰鬥機研發進度的情況下,研制配套的新型大推力渦扇發動機。恰好此時我國從埃及得到了蘇制米格-23戰鬥機,并且由此獲得了第一種加力推力超過10噸的噴氣式發動機——R29-300渦噴發動機。這也是當時我國能夠接觸到的性能最先進的國外噴氣式發動機,其12.5噸的加力推力能夠基本達到殲-10戰鬥機的性能需求。
于是,我國航空工業部門在确定了殲-10戰鬥機設計方案的同時,決定在動力系統上采取兩步走的策略——首先對蘇制R29-300渦噴發動機進行仿制,國内代号渦噴15,争取盡快完成設計定型,保證殲-10戰鬥機至少有堪用的動力系統。第二步則是同時展開代号渦扇10的新型大推力渦扇發動機的研制工作。利用渦噴15渦噴發動機配裝殲-10戰鬥機原型機進行試飛的這一過渡期,盡快完成渦扇-10“太行”大推力渦扇發動機的研制工作,最終實現殲-10與渦扇10“雙機合璧”的設計目标。
早期殲-10戰鬥機全尺寸金屬樣機采用的還是類似于F-16的橢圓形皮托管式進氣道。
不過,讓中國航空工業技術人員想不到的是,即便是得到了蘇制R29-300渦噴發動機的實物進行測繪仿制,渦噴15發動機的研發之路還是走得非常艱難。對于我們來說,從渦噴7/13到渦噴15的技術跨度太大了。所以,從1984年到1991年,中國航空工業發動機研發單位隻完成了渦噴15發動機的全尺寸金屬樣機。這一年,這台渦噴15發動機全尺寸金屬樣機還配裝在殲-10戰鬥機的全尺寸金屬樣機上,從形式上實現了雙機合一的目标。值得注意的是,此時殲-10戰鬥機全尺寸金屬樣機采用的還是類似于F-16的橢圓形皮托管式進氣道。而且,當時殲-10戰鬥機後機身以及發動機艙都是按照渦噴15的尺寸來進行設計的。
如果按照當時的計劃,繼續研發渦噴15發動機為殲-10戰鬥機配套,即便能夠保證研制進度,該型發動機的可靠性問題也很可能會給戰鬥機試飛帶來諸多不利影響。當時,殲-8Ⅲ戰鬥機換裝渦噴14發動機就是最為典型的教訓案例之一。而且,按照當時國外第三代戰鬥機的發展趨勢,早已經完全淘汰了高耗油率的渦噴發動機。沒有想到的是,一切的轉機就發生在1991年。這一年,我國确定從蘇聯引進當時世界上最先進的蘇-27雙發重型戰鬥機。為此,相關單位在了解到蘇-27戰鬥機裝備的AL-31F大推力渦扇發動機的性能後,發現該型發動機非常符合殲-10戰鬥機的使用要求,其技術水平遠非仿制R29-300的渦噴15發動機可比。
于是,航空工業相關部門經過協商并征求部隊領導意見,最終在1993年果斷決定停止渦噴15發動機的仿制工作,将俄制AL-31F大推力渦扇發動機選定為殲-10戰鬥機的動力系統。由于該型發動機性能出色、可靠皮實,不僅作為殲-10戰鬥機試飛階段的動力系統,還繼續作為今後量産機型的配套動力系統。當然,俄方還要根據殲-10戰鬥機的裝機要求,對AL-31F大推力渦扇發動機進行改進改裝,主要是為了适應單發、單垂尾設計而将附件機匣等部件移至發動機下方。這就是後來我國常年大批量采購的AL-31FN,俄方後來甚至發展出了該型發動機的矢量推力版。
也就是在1993年,601所設計人員根據AL-31FN發動機的尺寸對殲-10戰鬥機進行改進,并進入到詳細設計和原型機生産階段。1994年,俄方向我國交付了首批經過改進的AL-31FN大推力渦扇發動機,為1998年殲-10戰鬥機01架原型機首飛奠定了堅實的基礎。根據總設計師宋文骢的回憶錄,在後續試飛中設計人員發現殲-10戰鬥機後機身阻力太大,這也是當初換發修改的“後遺症”。所以,宋文骢帶領廣大設計人員根據試飛數據,對殲-10戰鬥機又進行了一次全面改進,徹底消除了阻力的問題。
此後,從2004年殲-10A単座機開始正式服役到殲-10B/C的改進發展,配裝的一直都是俄制AL-31FN大推力渦扇發動機。而随着國産“太行”大推力渦扇發動機的不斷成熟和完善,目前的殲-10C已經開始全面配裝改進型“太行”發動機,終于實現了四十年前“10 10”的預定目标。
AL-31FN發動機裝備于殲-10A和殲-11B等戰機。
巴基斯坦為何選擇“太行”
相比殲-10戰鬥機,“太行”渦扇發動機的發展之路更是充滿了荊棘和坎坷,甚至幾次面對生死存亡。首先,在當初為殲-10戰鬥機選擇發動機時,就曾經有人提議放棄自主研制大推力渦扇發動機,集中人力物力仿制R29-300渦噴發動機,經過争取,“太行”發動機最終在1987年正式立項。這是“太行”發動機走過的第一道“生死關”。
1991年,我國與蘇/俄達成引進蘇-27戰鬥機整機以及生産線的協議後,當時國内也有人提出仿制AL-31F大推力渦扇發動機的想法。這樣,AL-31F發動機仿制成功後可以同時配裝蘇-27/殲-11戰鬥機和殲-10戰鬥機。當然,這也同時意味着國産“太行”發動機有可能下馬。但在上級部門的堅持下,“太行”發動機研制項目得以繼續進行,這是走過的第二道“生死關”。
1993年,“太行”發動機完成驗證機階段的工作後,開始準備進入到裝機試飛階段。然而,正如前文所述,由于“太行”發動機的進度趕不上殲-10戰鬥機,殲-10戰鬥機已經确定先配裝成熟可靠的AL-31F發動機,并且完成了設計修改。另外,此時的“太行”發動機在技術和性能上還不夠可靠,如果真的配裝在單發的殲-10戰鬥機上進行試飛,一旦發生意外将對整個項目産生無法估計的影響。
經過多次改進,“太行”發動機可靠性已大幅提升。
最後,負責研發任務的606所設計人員提出将“太行”發動機的原型機配裝在國産化的蘇-27,即殲11戰鬥機上。而且,為了保證試飛安全,最初隻安裝一台“太行”發動機,保留另一台俄制原裝的AL-31F發動機。這一提議得到了航空工業以及軍委領導的肯定,得以付諸實施。而且,後來軍委領導還明确做出指示,确定了“太行”發動機未來的發展目标是要成為殲-11和殲-10兩大系列戰鬥機的動力系統,徹底擺脫對俄制發動機的依賴。由此,“太行”發動機終于跨過了第三道“生死關”。
後來,“太行”發動機經過全面驗證試飛以及改進後,率先成為實現國産化的殲-11B單座戰機的動力系統,代替了原有的AL-31F發動機。雖然最初投入服役的“太行”發動機在使用過程中不斷暴露出新的問題,但是我們堅持下來了。因為,無論是航空工業的技術人員,還是空軍戰鬥機部隊的指戰員,都清楚一款先進航空發動機必須依靠積累大量的飛行小時才能真正走向可靠和成熟,這是“太行”發動機必須經曆的“成長的痛苦”,也是第四道“生死關”。
也正是通過在殲-11系列戰鬥機上不斷進行飛行、發現問題、改進、繼續飛行的叠代循環,“太行”發動機如同幾番浴火重生的“鳳凰”,終于展翅蒼穹、笑傲九天,如今才得以看到殲-11BS、殲-15S、殲-16等後續型号都全面配裝“太行”發動機的改進型号,而且後來殲-20第四代隐身戰鬥機和殲-10C也已經加入到這一行列中。在2018年珠海航展上,配裝“太行”發動機推力矢量型号的殲-10B技術驗證機驚豔亮相,更是開啟了“太行”發動機發展的新篇章。
珠海航展上展示的殲-10C戰鬥機。
在2021年珠海航展上,已經成為獨立集團公司的中國航發展出了新一代改進型“太行”發動機。而且,從尾噴管外形以及下置附件機匣等特征來看,當時展出的這款改進型“太行”發動機很可能就是配裝在巴基斯坦空軍殲-10C出口型戰鬥機上的型号。那麼,巴方為何會選擇改進型“太行”發動機,而不是之前的俄制AL-31F發動機,筆者以為應該有幾個方面的考慮。
首先,巴基斯坦空軍飛行員很可能在中巴“雄鷹”聯合軍演中接觸過裝備改進型“太行”發動機的殲-10C戰鬥機,甚至試飛,認可了該型發動機的性能。
其次,巴基斯坦空軍的這一選擇應該也出于減少對俄羅斯發動機依賴的因素。如果JF-17和殲-10C兩大主力戰機的發動機都完全依靠俄方供應,恐怕也不是明智的選擇。
再者,殲-10C戰鬥機以及改進型“太行”發動機的維護保障、大修等可以由中方全面負責,對于巴方來說更加靈活方便。
責任編輯:謝瑞強 圖片編輯:金潔
校對:施鋆
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