谈黎明轻燃气轮机兼议中国最新涡扇航空发动机.doc

谈黎明轻燃气轮机兼议中国最新涡扇航空发动机由于历史的原因，天朝在燃气轮机项目上一直落后于世界。世界上第一台实用的燃气轮机早在1920年就诞生了，1947年，第一艘装备燃气轮机的舰艇在英国下水。而这时新中国还没有建立，国共两党正忙于你死我活的厮杀之中，所以更不用谈现代化的工业发展了。 天朝的第一个由航空发动机改装而成的用于发电的燃气轮机诞生于1984年，是由涡喷6G发动机改装而成。迄今为止，黎明一共提供了仅仅10台该型燃气轮机，数量少得可怜。 目前天朝燃气轮机产业分散在机械、航空、兵器、船舶、航天等工业部门，均为低水平重复。总的说来，还处在初级发展阶段。在美国的LM2500燃气轮机早在70年代就大量装舰的的时候，我们还缺少合适的国产燃气轮机，以至于不得不用柴油机或其他发动机。但是燃气轮机具有其他发动机无与伦比的优势：那就是只需占用较小的体积就可以发出巨大的动力！绝大多数航空发动机改装的轻型燃气轮机每发出1KW的功率，所需的重量不到200克，对于每一公斤重量都很宝贵的军舰等来说无疑具有巨大的吸引力。这也就是为什么上世纪70年代以来燃气轮机大量取代蒸汽轮机和柴油机上舰的主要原因。在80年代天朝曾经获得过几台LM2500，后来因为美国的制裁没有能够继续得到该型燃机，所以只有和两艘舰装有LM2500。但是海军还是感受到了燃气轮机巨大的优势。在后续舰只里天朝即便只能使用性能稍差的乌克兰DA-80也在所不惜。 无论如何，使用国外的“心脏”对天朝来说总是容易受制于人的。这对于一个有几千年强大历史的国家来说也是一种羞辱。有鉴于此，国家决定：一定要下大力气解决国产舰船没有中国心的问题。所以我们才有机会看到近年来黎明在燃气轮机项目上的巨大发展。 本文仅仅谈谈黎明的轻型燃机项目，重型燃机如R0110，或微型燃机不在本文的讨论范围之内。所有这些轻型燃机都是由航空发动机改装的，与现役的发动机有很高的通用性，因此可以节约大量的费用。 （1）QD70: 以某A型发动机为主，是“具有90年代世界先进水平的燃机”，动力涡轮输出功率7060 kW（峰值可达8000KW），热效率31.2%，燃气发生器总增压比 13.2，空气流量29 kg/s，其工作负荷比在航机上有“大幅度降低”（黎明称比国内外所有的航改燃机下降的幅度都大），这有助于提高机组的工作可靠性和寿命。该机2003年7月在中原油田与下面提到的QD128共同并网发电，投入市场运作。其后发现了一些问题并进行了改进。 （2）QD128: 以“昆仑”发动机为主。燃气发生器来源于昆仑（去掉加力部件），动力涡轮是以斯贝SK15HE型为原准机修改而成。输出功率11500KW（峰值功率为13200KW），热效率28%，燃气发生器总增压比12，空气流量60kg/s。动力涡轮温度1028摄氏度。其技术性能据称处于世界中等偏上水平。“昆仑”发动机于2002年5月20日通过设计定型，但QD-128燃气轮机的首台机组于2000年就已完成制造。可见“昆仑”发动机产业化的思路早就制定下来了。 （3）QD168和168A: 按照黎明的说法，这两型燃机均为“在俄罗斯最先进战斗机发动机的基础上改型研制而成”。QD168A的研制工作，从1999年10月份开始设计方案前期研究； 2000年2001年底进行了该项目的总体方案设计， 2001年7月份开始结构设计。2002年6月完成了验证机的全部结构设计工作并开始研制，首台验证机研制于2003年底完成验证机的调试、试车工作，2004年初将首台配SPEY动力涡轮的燃气发生器运抵试验电厂进行试（4）QC185: 以某A型发动机为主。额定功率可达17780KW，热效率高达37.2%，即使在世界范围内，这个数字也是非常高的。其涡轮进口温度是1265。而空气流量只有58.6kg/s，这个数字甚至小于QD128，足以说明其原型机的水平之高。QC185燃气轮机验证机燃气发生器已经于2004年2月8日正式点火成功。其综合性能指标应当位于同档功率世界先进水平之列。 （5）QC70: 也以某A型发动机为主。性能不详。功率也应在7000KW左右，跟QD70相比做了一定的改进以满足进一步的要求。 （6）QC260: 以“昆仑”发动机为主，是采用先进的间冷回热技术发展的新一代舰用燃机。目前所知不详。但是按照命名法，估计可达26000KW，已经达到了著名的美国LM2500燃气轮机的功率。其用途，想必大家都能想象得到，肯定是为上舰研制的。 看到这里，我想很多人都会好奇：除了昆仑发动机外的其他发动机原型机到底是什么型号？实际上这也是我当初追踪燃气轮机发展的初衷：那就是看看到底我们用了什么发动机？ 根据我所掌握的资料，实际上所谓的“俄罗斯最先进战斗机发动机”就是SU27上所用的AL-31F。黎明在介绍该发动机时提到“涡轮结构基本沿用31航空发动机涡轮”，这里31实际上就是该发动机的俄国名称。另外黎明又提到改制QD168A 燃机采用的某型航空发动机属国际第4代发动机、其涡轮前温度1392更进一步证实了这就是AL-31F，因为现役发动机中只有AL-31F是1392。这证明，我们的黎明已经具有了完全的生产和维修该发动机的能力。联想到2000年有一则新闻中提到，黎明成功的完成了某型发动机可收扩喷口的国产化，很有可能就是这种发动机。这就意味着，一旦我天朝空军的苏27心脏出了问题，根本无需请俄国专家，我们自己就可以修理，这为战时飞机的高出勤率打下了坚实的基础，同时又节省了大量外汇。 另一型所谓的“A”型发动机，实际上就是我们最为关注的WS10！有一篇在概括我国燃气轮机现状的文章提到QD70和QC185都是由WS10发展而来的。加上其他的证据，说明该“A”型发动机就是我们的大推力级涡扇发动机WS10。由该机同时改型成三款燃气轮机足以说明国家对它的厚爱！ 值得关注的是，QC185和 QD168A都是由现役第三代战斗机的心脏改装而来的。QC185的涡轮前温度比QD168A高了123，空气流量却小了6.2 kg/s，而额定推力却大了6%！这足以说明我们的涡扇10有着比AL31F更为强劲的发动机，更高的涡轮前温度。假设QC185涡轮前温度的下降幅度跟AL-31F相同，则WS10的涡轮前温度可以高达1515度！与目前世界主要国家现役战斗机的主力发动机的该参数近似。 更为可喜的是，我们对燃气轮机的研究已经不限于纸面上。例如天朝海军在2020年前的舰用动力规划会上已将QC70和QC185燃气轮机这两型燃机确定为未来我军舰用动力的主要产品之一，同时，QC185燃机也可用于未来我军舰载综合电力系统的主要装备装配部队。目前QC70的上舰立项工作已经完成。可以预见，在不远的将来，装载有天朝自行研制的燃气轮机的海军舰船就将驰骋在祖国的领海上保卫自己的领土。我们的祖国