国产飞机发动机中推之梦

中推之梦中推之梦-浅谈本国中等推力航空发动机发展浅谈本国中等推力航空发动机发展 默认分类 2010-07-17 21:37:41 阅读 207617 评论 200 字号：大中小 订阅 作者 龙腾日月 （读者群：32285317） 据“全球飞行资源”网站当地时间 7 月 15 日的报道，巴基斯坦空军两架枭龙战机在一架 C-130 的 伴随下，已经抵达英国汉普郡，前来参加 2010 范保罗航展，这是枭龙在西方首次公开亮相。枭龙此次在 西方航展上亮相可以说是枭龙战斗机乃至中国航空工业发展的一次重要事件。一个积贫积弱的半农业国家， 一个饱经战乱和困苦的民族经过几十年的不懈奋斗和努力不仅仅使自己装备上了世界先进水平的作战飞机， 还通过自己的科研实力和工程水平让自己盟国的天空雷电轰鸣，霹雳呼啸。（雷电是枭龙在巴基斯坦空军 的绰号，霹雳是我国空空导弹的代表符号） 加挂三个副油箱，采用巴基斯坦空军空优涂装的枭龙战斗机抵达范保罗航展现场 在新中国航空工业建设过程中，苏联老大哥确实给予了很多帮助，我们对为了新中国航空事业发 展做出突出贡献的国际专家和友人表示崇高的敬意。但是当徒弟快要超过了师傅，师傅心里就开始酸溜溜 的了。最近俄罗斯媒体使劲在鼓噪：枭龙是老大哥拳头产品米格-29 在第三世界军火市场的主要竞争者， 将对其出口构成威胁。遍览世界战斗机市场，枭龙战斗机可以说是性价比最高的三代战斗机。枭龙通过新 老技术的成功融合，以较低的成本实现了发射主动雷达制导导弹进行超视距空战的性能。同时，面对小巴 本国空军装备的 F16C/D 战斗机的有力竞争，枭龙通过采用更加先进的气动布局，换装先进综合航电和全 权数字飞控系统等措施进行了全面的作战效能升级。当枭龙 04 号原型机展现在世人面前时，世界明白了， 中国航空工业早已不是蹒跚学步的学徒，而是剑指全球战斗机市场的一匹黑马。参加范保罗航展只是枭龙 迈出国门，杀向世界的一步。是的，你们会习惯世界各大航展上中国飞机的身影的。 枭龙已摆脱了刚出世时的青涩，一举一动已经是世界先进战斗机的派头 从歼七改两侧进气的超七，到美国格鲁门公司指点下的佩刀计划，再到米格设计局参与下的 FC- 1，最终枭龙研制成功了。虽然在气动、结构和航电方面，枭龙都带有国外设计的因素，但是枭龙全身上 下都是中国造，除了动力。是的，又是动力，枭龙和歼十，歼十一，飞豹等我国自主研制的战斗机面临着 同样的问题。枭龙所采用的动力是俄罗斯发动机 RD93，与枭龙的竞争对手之一米格 29 所采用的动力是 基本一样的。于是为了打压中国武器出口，争夺国际市场份额，俄罗斯媒体前一段时间又传出来禁止出口 RD93 航空发动机给中国装备枭龙战斗机的消息。紧接着，正在为枭龙动力被卡脖子担心的人们又听到另 外一个振奋人心的好消息：中航工业自行立项研制的泰山发动机配装枭龙与 2010 年 3 月 18 日首次滑跑 成功！那么泰山发动机性能如何？中国在中等推力航空发动机研制路程上又经过怎样的波折与成功？请听 龙腾为您讲述：中国的中推之梦。 本国航空动力工业是从维修、生产和仿制前苏联涡喷发动机开始的，经过多年发展，研制生产了 涡喷 7 和涡喷 13 两个主力型号。但是由于航空工业整体实力较弱，我国涡轮风扇发动机发展一直没有起 色。606 所设计研制的 910 发动机，也就是我们熟知的涡扇 6 发动机经过 16 年的研制，却没能最终成功。 我国生产装备的第一款中等推力涡扇发动机是从英国引进仿制的秦岭，也就是涡扇 9，其原准机是斯贝 MK202。 英国斯贝 MK202 发动机 军用斯贝 MK202 发动机是英国罗斯罗伊斯公司在民用斯贝 MK511 和 MK512 基础上发展起来 的，为满足军用要求加大了的飞行载荷和受力状态，在结构上和材料上作了较大的修改。斯贝 MK202 发 动机是双转子涡轮风扇内外函混合加力式发动机，其采用了五级轴流式低压压气机，12 级轴流式高压压 气机，环管燃烧室和高低压涡轮各两级。整机加力推力 9.3 吨，军用推力 5.5 吨，燃烧室出口温度 1500K 左右，流量 92.5 公斤每秒，推重比 5.05。虽然斯贝 MK202 的成功引进解决了飞豹的动力问题，但是不 得不说斯贝 MK202 这款发动机的整体技术水平是较低的。由于其设计年份较早，整机结构设计落后，发 动机转子总级数达到了 21 级，推比仅仅是 5 级别的，而三代典型中等推力涡扇发动机转子总级数一般是 12 左右，推比是 7 一级。不过涡轮风扇发动机相比于涡喷发动机的优势却在飞豹身上显示的极为明显， 由于斯贝 MK202 耗油率较低，飞豹最大作战半径达到了突破性的 1600 公里，相比于国内其他作战飞机， 不得不说飞豹成为远程精确打击的国之重器。 装有秦岭发动机的飞豹战斗轰炸机，真正成为了远程精确打击的国之重器 在上世纪 70 年代初期本国引进斯贝 MK202 这一款二代中等推力涡扇发动机的时候，航空强国 已经开始装备第三代涡轮风扇发动机。第三代涡扇发动机的典型代表就是美国的 F404。该机采用带可调 进口导流叶片的环形进气口，3 级轴流宽弦实心钛合金风扇叶片，7 级轴流式高压压气机，短环燃烧室和 单级高低压涡轮的总体设计方案。中间推力 4800 千牛，加力推力 7120 千牛，推重比 7.24 的性能指标傲 视群雄。为了缩短差距，跟上潮流，1980 年我国开始了高性能推进系统工程预先研究（简称高推预研） 计划，整个计划的核心目标就是对 F404 发动机进行分析和预先研究，研制出水平相当于 F404 核心机的 中推核心机，为我国自行研制涡扇发动机提供技术储备。根据相关资料记载：该项目以中国燃气涡轮研究 院为总工程师单位，有全国 24 个厂、所、院校 1000 多名高、中级科技人员参加。 先进中等推力发动机的典型代表美国的 F404 发动机 国内首先以 F404 为预研对象，对 F404 的结构，循环参数，冷却手段，材料和工艺进行了全面 的分析研究，然后在国内开展相关技术的研究和突破工作。经过长达 10 年的艰难攻关，中推核心机的相 关核心技术被陆续攻破。1990 年底，中推核心机被正式列为国防科工委”八五”期间 l8 项关键预研项目之 一。624 所开始开展中推核心机的研制，同时积极进行中推验证机的方案论证工作。并将中推预研分为 3 个阶段，即三大高性能部件研制，中推核心机研制和中推验证机研制。三大部件即航空发动机的高压压气 机、燃烧室和涡轮，航空发动机研制的重点。中推核心机采用了七级高压压气机（核心机没有风扇，也就 是没有低压压气机）、短环燃烧室和单级高压涡轮（没有风扇的同时也没有低压涡轮）的总体设计。其基 本结构与 F404 完全相同。其中七级高压压气机全面达标，相当于美国 F404、CMF56 发动机高压压气机 的水平，此后先进的高压压气机成为我国先进航空发动机的特色，包括我国推比 10 一级核心机在内的航 空发动机研制计划都广泛受益。突破三大部件研制后，中推核心机进行了组装，解决了三大部件的匹配问 题。然后开始了地面台架和高空台的试车任务。1992 年 12 月 12 日，中推核心机达到地面最大转速状态， 1994 年 1 月中推核心机达到设计指标。 中推核心机非常非常稀有的清晰照片，也是仅有的几张能够找到的照片中最清晰的一张 高推预研历时 15 年，经历了四个阶段，取得了许多令人瞩目的重大成果。通过高推预研，我国初 步掌握了推比 8 一级核心机的总体、气动、冷却、结构、强度设计技术和三大部件间的匹配技术。按照我 国航空发动机型号都以山川命名的习惯，中推核心机被命名为“天山”。1997 年，中推核心机获得研制中推 验证机的批准。正在高推预研计划经过多年的基础研究开始工程化变成实在的发动机型号之时，1999 年， 高推预研计划因经费问题终止。此时，中推核心机的整体技术水平已经与 F404、RD33 相当。不过各位 看官莫要惋惜，预研计划的好处就是进行技术验证和储备，项目虽止，但技术不死，天山不倒！经过数年 沉寂，中推以一个更加令世人惊艳的面貌展现在世人面前，它就是我们下文再说 中推核心机台架试车时的照片，可以看到我国航空发动机工作者的工作环境并不是很好，向他们致敬。 高推预研计划中断有着多方面的原因，除了经费方面的原因之外，高推下马另外一个很重要的原 因就是受到了其他型号的冲击，它就是前文中装配枭龙滑跑成功的涡扇 13，绰号泰山。与中推核心机从 基础研究开始逐步进行验证和试车并且进行长远规划的发展不同，泰山是个针对性很强的项目。随着枭龙 项目的推进和米格设计局的加入，枭龙的动力问题从西方系的发动机转向俄罗斯。米格设计局很自然的把 米格 29 的动力系统 RD33 推荐给了中国，于是枭龙装备了 RD33 的单发型号 RD93 中等推力发动机。小 巴装备枭龙是为了打印度阿三，而阿三和枭龙动力的提供者俄罗斯有长期军售关系，于是阿三就开始呼吁 俄罗斯禁止出口 RD93 发动机给中国。俄罗斯媒体也是一阵一阵的响应阿三的号召，声称枭龙走向国际市 场影响了米格 29 的生意。本国向来不是个伸着脖子让别人卡的主儿，2005 年本国开始山寨俄罗斯 RD93 发动机，这就是泰山。相信再过几年，枭龙也就能够像完全摆脱英国斯贝进口发动机的飞豹一样，实现动 力的自主供应。由于泰山项目属于仿制现有发动机，而且技术成熟可靠，因而一直搞得比较艰难的天山就 受到了影响。本国航空工业被外来型号冲击而下马的自主型号还是不少的。不过经过长期的经验教训总结， 本国也明白了，航空发动机不能总是靠进口，一定要有自己研制的先进型号。 珠海航展上的新中推与 RD33 进气道支板设计比较类似，进气道头锥里就是风扇前的零号轴承 珠海航展上，一个加力推力 9500 公斤的新型中等推力发动机模型引起了众多关注的目光。这款没有 注明型号的中推发动机模型到底是何方神圣，技术来源如何？网络上猜测满天飞。我们暂且称之为新中推 吧。新中推采用了类似于 RD33 风格的进气道支板来支撑风扇前的轴承，而 F404、EJ00 等西方中推都采 用了风扇后加轴承的支撑方案。但是整机外形采用了铣出栅格的钛合金机匣这一点又偏偏与 F110 和 EJ200 等欧美航空发动机非常类似。当然决定整机技术脉络不是转子支撑方案也不是外机匣如何处理，而 是三大部件和核心机部分设计。根据模型展示出的新中推的内部结构来看，新中推的风扇应该是三级左右， 采用了七级高压压气机和短环燃烧室。新中推的涡轮部分没有展示出来，但是不妨碍我们推测一下。事实 上，自从第三代先进中推机问世，一般都采用单级高低压涡轮的设计。因而新中推最可能采用的结构就是 三级风扇、七级高压压气机、短环燃烧室和单级高低压涡轮的整体设计。现在我们对比一下天山七级高压 压气机、短环燃烧室和单级高压涡轮的结构 西方发动机往往使用铣出栅格的钛合金机匣，这是法国的 M88 中推发动机，这一点与新中推非常类似 天山复活了！不对，应该是涅槃，因为新中推的整体技术水平比天山有了一个提升。 天山师承美国先进航空发动机典型代表 F404 的整体设计，技术水平明显高泰山一个档次。这么性 能优良，投入巨大的预研项目就此付诸东流岂不是相当可惜。实际上，我国根据国外先进航空发动机研制 经验，开始构架推力从 20 千牛一直到 200 千牛的航空发动机核心机序列。我国用五个流量不同的核心机 来保证今后航空兵和民航大部分发动机型号的研制。这就是核心机预研工程。而中推核心机已经作为这个 计划的一部分纳入到了我国航空发动机长远发展的规划当中。根据资料来看，中推核心机就是整个核心机 序列中的换算流量 20 公斤的核心机 GD20。新中推的加力推力达到了 9500 公斤，这已经接近大推力涡 扇发动机的推力级别了。传统的第三代中等推力涡扇发动机比如 F404 基本型，其加力推力一般是 7-8 吨 级别。加力推力 9 吨以上的性能指标一般是以 EJ200 为代表的新一代中推发动机的参数。因而可以推断 新中推一款新一代中等推力涡扇发动机，其推比应该在 8 以上，甚至达到 9。目前新中推应该处于验证机 或者型号研制阶段，等到新中推定型的时候，我国就真正可以说拥有了自主设计的先进中等推力航空发动 机。萦绕我国四十年的中推之梦，可以变成现实了。 世界中推之王，中推新秀 EJ200，新中推相比于 EJ200 也许性能尚有不足，但是已然可以屹立于世界先 进中推之林了。 更多精彩，请关注网易军事频道！ 未经允许禁止商业性转载！ 本文配图参考资料均来源于网上，权利归原作者所有。 1 人 | 分享到： 阅读(207617)| 评论(200)| 引用(5) |举报 请大家主持公道，偶的文章被吃果果剽窃了 韩国棒子的“新棒子” 历史上的今天历史上的今天 共和国的雷达霹雳（一）2009-07-17 23:10:02 相关文章相关文章 最近读者最近读者 登录后，您可以在此留下足迹。 lyl6181 zjayy w66057 飙风在先 liming08 davy 无我非我 沙漠狼 评论评论 点击登录|昵称： 取消 09-05 17:41 dr_yangyong126 泰山不是绰号,巴国不叫小巴,人家对你尊重,你也应当学会对别人尊重,不管国家是大是小,这是个品德问题. 回复 09-05 18:47 hi-cainiao 回复 dr_yangyong126 顶楼上！请问有哪个国家会在你危难时倾国之力来援助你？不要以为自己很大，在其他国家眼中，我们也 只不过是小中而已！我们还未大到可以叫人家小巴，还未大到忘记人家的恩惠，天天小巴小巴地叫！请尊 重人！ 回复 09-05 19:03 hi-cainiao 回复 dr_yangyong126 我们一些人就是这样，别人越是瞧不起我们，我们却要把热脸偏偏往人家冷屁股上贴，反而对那些真诚热 爱我们的，却给与冷嘲热讽。我们可以叫小朝、小越但请别这样对我们最友好的国家！他们不是 小巴，是我们的朋友！请尊重他们！ 回复 一刻钟前 aaa 回复 dr_yangyong126 回复 09-05 21:32 ihih11221263com 社会如此,任何地方都一样.飞机发动机在尖端方面.中国差外国几十年.在上世纪 60-90 年代是飞机发动机 发展的高速时期,看看中国在干什么.现在中航工业的各个单位和各个生产公司,都存在很大的问题就拿 这篇来讲,中国是最近才生产出来的发动机却与外国 50 年代的发动机相比,这有可比性吗.中国就是这样子. 有一小点的突破就开始大吹特吹.也开始大书特书.还有就是现在国家官方和中航工业高层都是一个共同点: 对老外什么都不要,只要脸,对国内民众翅是什么都要,就是不要脸 回复 半小时前 smithsteven 回复 ihih11221263com 最後一句很經典！ 回复 半小时前 smithsteven 回复 smithsteven 航空發動機真的真的要加把勁啊！萬一真要打大仗，就會有麻煩了！ 回复 半小时前 1234 回复 ihih11221263com 对老外什么都不要,只要脸,对国内民众翅是什么都要,就是不要脸一语中的 回复 半小时前 yhui 实在的，确实不容易，这样的 FB 环境能完成了，毕竟有了基础，但是，搞工业技术都明白，这些东西太 多无根的组合，里面配件真百分百都是国产？清醒些 回复 半小时前 胖子老三 加油！中国！ 回复 09-04 17:17 这个世界有点烦 顶起来 回复 09-05 18:52 尼果果 回复 这个世界有点烦 中国人可悲就在于，有很多人默默的脚踏实地的努力，却总有不住一批人整天在享受了他们的劳动成果获 后，站在一边唧唧歪歪、这个不服那个不忿的冷嘲热讽的挑毛病 回复 1 小时前 mou