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“太行”数字化 中国战机终于实现“飞火推”一体

www.sinoca.com 2016-02-28  观察者网


  涡扇-10A

  大批量装备,终于行了

  不过在硬件上终于“行了”的涡扇-10A,还不算和西方先进大推力航发齐平,充其量是和AL-31F各有千秋。现在我们知道,带FADEC的涡扇-10B才能说是一台完善的“太行”。那么,当初咱们为什么没能搞出带FADEC的航空发动机呢?

  FADEC这堂课没补上,是有历史原因的。

  上个世纪70年代起诞生了一批优秀的涡扇发动机,同时期欧美开始了FADEC的研制工作。前苏联虽然有了发动机,然而其电子工业水平并不能支撑起FADEC 的研发。当时留里卡设计局开辟了一条“旁门左道”,使用模拟电子技术,为AL-31系列发动机开发出了机械液压+模拟电子的混合控制系统。

  涡扇-10发动机的技术源头为美国的CFM-56发动机——这是一种以GE公司F101的核心机为基础研制的民用发动机,之后又借鉴AL-31F的控制技术,才有了今天我们看到的“太行”。然而航空发动机的逆向还原工作显然比其他领域难上了许多。从纸面上看,“太行”是一款媲美美国F110的先进发动机(结构和核心机相同),然而现实中,它却因此犯下了“心脏病”,让国产战斗机多等了十多年,也让中国军迷们苦等了十多年。

  3级风扇+9级高压压气机+1级高压涡轮+2级低压涡轮,太行和F110完全一致

  由于“太行”的技术源头CFM-56是美制民用发动机,中国自己则缺乏高性能涡扇发动机控制系统的研究经验,在上世纪90年代大量引进和深度接触俄制AL-31F发动机后,中国不得不采用了一种“土办法”,就是把AL-31的控制系统移植到“太行”上面凑合。

  对于80年代、90年代的飞机来说,模拟电子技术或许是“够用”了,加上苏联强大的整合能力,使得AL-31系列成为了一代经典。可是作为一种需要在21世纪使用的发动机,机械液压+模拟电子控制系统不仅在系统性能上落后于FADEC,且增加了发动机的重量,对于控制一台“美系”发动机来说更是力不从心。我们现在说这些话是事后诸葛亮,当时却是属于“完全不知道自己竟然不知道”。这一来二去,“太行”竟然走了十多年的弯路。

  在等待“太行”逐步排除故障的同时,战机的研发却一刻不能停歇。为了“太行”能行,空军选择了让歼-11B作出牺牲,但是其他战机却等不了。“太行”原本是配套歼-10的发动机,但是形势逼迫,歼-10A不得选用AL-31FN,为此甚至不得不重新设计了部分机身,随后的歼-10B/C系列也是一脉相承,使用改进后推力增加的42批次AL-31FN发动机——有一架歼-10B用“太行”进行了测试,但“太行”与歼-10的搭配并未持久。

  更关键的是,新一代战机是不能用原版AL-31凑合的!

  FADEC 对新一代战机来说极其重要。三代机或许还能用老的发动机控制系统凑合,但是三代半和四代机却需要“飞-火-推”一体的控制系统。举个例子,印度SU- 30MKI装备的AL-31FP没有配备FADEC系统,使得SU-30MKI仅采用了简单的火推交联技术。其战斗力比起SU-30MKK来说并没有什么本质上的改善,除了在航展上展出一些精心设计的超机动动作外,也就是骗骗印度人罢了。

  印度SU-30MKI的矢量推力无法随意控制,和SU-35S、F-22等飞机的超机动性能完全没有可比性

  而为了让我国下一代战机在国产发动机完善之前拥有FADEC系统和“飞-火-推”一体化的能力,中国对航空发动机的采购实行了“两条腿”走路的方法。

  苏联解体之后,原先的礼炮发动机制造厂获得了投资并组建了研发部门,成立了礼炮联合体。礼炮厂针对中国客户的需求,对AL-31发动机进行了升级。新的 99M1(AL-31FM1)发动机于2006年完成了国家测试,采用了КРД-99Ц数字电子控制系统,并使启动机具备了3500米以上的高原启动性能。量产的99M1发动机被批量运用在歼-10B/C战斗机上,在许多歼-20原型机的照片中,我们也可以看到99M1型发动机的身影。加拿大华人网 http://www.sinoca.com/



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