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[军事] 《出鞘》2019-04-18:乱红飞过秋千去:中推涡扇19能否送FC31战机早日上舰?

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发表于 2019-4-18 03:07 PM |显示全部楼层








乱红飞过秋千去:中推涡扇19能否送FC31战机早日上舰?
新浪军事  2019年04月18日


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近日在四川省人民政府新闻办公室发布的第22届“四川青年五四奖章集体”资料中,出现了航发涡轮院(624所)涡扇发动机研制团队的合影,“四代中推”总设计师黄维娜也有出镜。有人据资料就指出,该团队研制的军用发动机就是配套FC-31战机的涡扇-19发动机,此举表明FC-31战机已经上舰在即了。虽然这张图片仍有不少疑点,但我们也不妨就此探讨下涡扇-19发动机与航母舰载机之间的关联。本期《出鞘》就来谈涡扇-19。



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目前就国际一般标准而言,一种中等推力的涡扇发动机必须满足推重比达到10,并且加力推力达到110KN(11吨),可以实现战机超巡、超机动的高性能,才能被称为“四代中推”,也即我们一般所说的“先进中推”。如果按照文字介绍中所指出的,即该团队研制的军用发动机代表着我国航空发动机的最高水平,已列入我国“航空发动机与燃气轮机”重大专项,以及他们仅用一年时间就完成了发动机设计,仅用半年时间就完成首台发动机试验验证,成功实现发动机制造周期缩短2/3等,那么毫无疑问只有涡扇-19符合这一描述。



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在中国航空发动机的研制和生产环节中,传统上的主机研制生产单位主要包括航发旗下的3家主机所——沈阳606所、株洲608所和江油624所,以及7家生产厂——沈阳黎明、西安西航、贵州黎阳、株洲南方、成都成发、哈尔滨东安和常州兰翔。其中沈阳606所主要负责著名的涡扇-10“太行”和涡扇-15“峨嵋”等大推力航空发动机的研制工作,株洲608所负责研制涡扇-11和涡扇-16等小推力航空发动机的研制工作,而江油624所则负责研制涡扇-15大推力发动机的核心机和涡扇-19“黄山”中等推力航空发动机等。



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此次外界判定航发涡轮院(624所)在“先进中推”项目上取得积极进展的依据在于,我国在中等推力涡扇发动机研制方面的领军人物之一黄维娜也在合影中亮相。此前国外媒体曾透露,三代中推涡扇-13“泰山”无加力型在2018年完成设计定型后,总设计师黄维娜因在研制中成果突出,被推选为2019年工程院院士增补候选名单。此外黄维娜与涡扇-13的关联还有其他资料佐证,那就是黎阳在2003年前后开始涡扇-13发动机的研制工作,而黄维娜正是在2003年黎阳新型发动机研制工作正式进入工程设计阶段时,在发动机核心机设计过程中,担任产品的设计部部长兼主任设计师。



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黎阳方面对研制涡扇-13的各种“准备工作”可说是相当之久了。在上世纪90年代基于对三代中推代表之一的美制F404发动机的分析后,黎阳就开始筹备研制一款中等推力涡扇发动机。在这款中推项目夭折之后,黎阳的主要产品就几乎只剩下涡喷-13发动机,虽然其竞争对手成发放弃了军品生产,而沈阳黎明则开足马力转向生产涡扇-10发动机,但在歼7和歼8已经快要全部退役的情况下,涡喷-13可以说是已经威胁到黎阳厂员工的饭碗了,所以黎阳方面早就对中推“蠢蠢欲动”也就不奇怪了。



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而在另一家中推研制主力军624所方面,虽然他们在上世纪90年代就曾搞出过中推核心机,但由于1992年我国决定引进俄罗斯苏-27战机,并决定从俄罗斯引进“三姨夫”生产中国版的歼-11战机,沈飞歼-14方案被迫下马,为其配套的中等推力涡扇发动机核心机也失去了型号的依托,转而进入技术储备阶段。不过之后随着枭龙战斗机项目的成功进行,以及配套的俄罗斯RD-93发动机的引进,一方面国产中等推力涡扇发动机在沈飞歼-14战斗机项目夭折之后,再次拥有了可靠的验证机,另一方面国家对于保障枭龙战斗机出口顺畅的重视,也让国产中等推力涡扇发动机项目出现了生机。



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此外这期间随着国内大型无人机的不断研制和装备,军队对中等推力涡扇发动机的需求也渐渐显现出来。此前我国大型无人机一般采用的是无加力的涡喷型号,可其耗油量是同等推力级涡扇发动机的一倍,势必要生产新的无人机用涡扇发动机。此外为枭龙引进的RD-93发动机也是不能胜任此任务的,因为一方面俄罗斯向中国出口的RD-93属于带加力推力的型号,并不适用于无人机,另一方面即使再从俄罗斯引进RD-93的无加力型号,也不能满足军方对大型无人机的全部性能需要,为无人机配套的发动机推力和耗油率等指标势必也要提升。



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在这样的条件下,黎阳方面一早就开始借着自产枭龙发动机的名义自筹资金仿制RD-93发动机,并将其性能提升后的版本命名为涡扇-13“泰山”发动机。但由于贵州方面的科研力量一直较为薄弱,后决定邀请曾在上世纪90年代研制过中推核心机的624所来共同研制,总设计师则由原贵发所的黄维娜担任。在研制期间,由于624所一直长于预研,没有实际型号的研制经验,双方还从北航等单位引进了一些研制力量。此外黎阳方面也曾向俄罗斯派出了一些人,据说是去学习RD-93发动机的大修技术等。



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涡扇-13发动机的装机对象无疑首先是枭龙,而无加力型号则被用于利剑无人机。从技术角度来看,采用涡扇-10的无加力型本是利剑最理想的选择,但由于涡扇-10要优先供给歼-10、歼-11、歼-15、歼-16和歼-20等战斗机,在利剑产能分配上很难排得上号。此外据资料披露,大推力涡扇发动机的采购成本在300万美元以上,而中等推力涡扇发动机价格则只有其2/3 ,且中等推力发动机的单位时间油耗也要比大推力涡扇要低得多,所以利剑无人机采用中等推力的涡扇-13也可以具有更低的采购和运行成本。



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除了枭龙和利剑之外,装备涡扇-13发动机的还有沈飞的FC-31战机。此前FC-31战机所使用的发动机是为枭龙战斗机配套的俄罗斯RD-93发动机,期间还因为这款发动机而在珠海航展上狠狠冒了阵黑烟。后来沈飞虽然发展了换装涡扇-13发动机的“鹘鹰”2.0,但涡扇-13改进型的极限推重比仅达到了9,推力也仅有10吨,在外界普遍传出FC-31战机已经被海军选中,作为下一代舰载机的正式型号的情况下,推力不足的涡扇-13发动机也就搬不上台面了。



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沈飞方面显然是不能容忍FC-31一直使用涡扇-13的。去年10月9日“航发贵阳所”公众号曾发布消息指,沈飞孙聪院士和总设计师王永庆等人到贵发所就某型发动机研制工作进行调研。贵阳所和黎阳发动机集团有关领导均列席会议,中国航发专职总师及原贵发所总师黄维娜专门介绍了某型发动机的研制进展情况。由于沈飞方面目前一直没有其他的新型战斗机项目,外界就推测两个单位是在研讨FC-31战机与某型发动机之间的配套问题,而这型发动机便是传闻已久的“先进中推”涡扇-19“黄山”。



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期间黄维娜总师的表态用通俗的话来讲,就是在孙聪院士代表沈飞来催货的情况下,一方面代表贵州和四川方面安抚辽宁方面,另一方面也借机透露该款发动机的研制工作已经接近尾声,希望和沈飞一起完成装备列装的任务,尽快满足客户对战机和发动机的期盼。此次在第22届“四川青年五四奖章集体”活动上趁势曝出四代中推涡扇-19的消息,基本上也算是在解放军海军建军70周年海上阅兵前夕,发动机研制团队给沈飞吃了定心丸,否则辽宁号航母裸着甲板担任检阅舰而没有任何说法,恐怕谁都交代不过去。



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此外值得注意的是,“四川青年五四奖章集体”报道资料中还提到,624所的团队仅用一年时间就完成了发动机设计,且仅用半年时间就完成首台发动机试验验证等。他们进展如此迅速,除了有过去中推核心机的研制基础以及涡扇-13项目的成功经验之外,还有一种可能就是涡扇-19直接使用了为涡扇-15发动机准备的核心机,毕竟涡扇-15就是由624所给研制发动机核心机的,之后才转给了606所研制型号整机。



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有资料曾指涡扇-19推重比能达到11,而推力则在11吨以上。应该说,如果涡扇-19能进一步挖掘潜力达到12吨的推力,那2台发动机就有24吨推力。相比美国海军F-35战机目前改进后的F-135单发动机21吨的推力,最大起飞重量达到33吨;两台涡扇-19共24吨的推力,至少可以支撑FC-31战机35吨的起飞重量。35吨的起飞重量可以让其达到1500公里左右的作战半径,就算FC-31携带4枚反舰导弹和6枚空空导弹,仍能拥有约800公里左右的作战半径。如果再配合射程达到400公里的反舰导弹,那么FC-31战机的打击范围能达到1200公里左右,足以保证我航母的海上优势。



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而从2017年11月黎阳发布的《黎阳涡轮院召开型号研制推进会并现场授旗》的报道中来看,FC-31战机的配套发动机涡扇-19“黄山”首台原型机很可能已经组装下线。如果涡扇-19原型机组装下线非常顺利,那么其应该早已转入初始飞行前规定试验阶段。此外如果涡扇-19进一步装有矢量喷管,还可以为FC-31战机提供更为强悍的飞行性能,但是这离安装在FC-31“鹘鹰”上并形成初始战斗力,恐怕仍要有很长的路要走,毕竟至今我们都没有见到“鹘鹰”3.0的出现。



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除了FC-31“鹘鹰”之外,我们还可能从枭龙改进型上抢先看到涡扇-19的身影。今年3月杨伟在两会期间曾对外透露枭龙第三批的研制情况,称在枭龙飞机的机体平台上会实现更强的信息化作战能力,包括采用有源相控阵雷达雷达、新的集成电子战 系统、三轴数字电传飞行控制系统和头盔显示瞄准系统等。由于发动机与整个飞机航电系统匹配的问题,在三代机之后的新机型上显得尤为重要,不能排除成飞在持续改进枭龙航电之余,也顺便将发动机升级至涡扇-19。考虑到枭龙平台要比FC-31平台更加成熟,涡扇-19恐怕也会先上枭龙进行验证,而非正主FC-31战机。



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此外虽然有网友提出,在FC-31舰载机和配套的涡扇-19发动机迟迟不能出炉的情况下,为尽快应对美军F-35C战斗机已经开始大批量装备部队,歼20战斗机也可以替代上舰。但这种说法不合理的地方在于,为空军设计的歼20战斗机还是和舰载机有不一样的地方,比如歼20强调超音速飞行,而舰载机多强调亚音速、大载荷和远航程,对超音速指标“点到为止”,所以上舰也必须在现有的歼20基础上进行改进。而且在没有强悍发动机的情况下,我国未来的主力隐身舰载机估计还是双发布局,涡扇-19发动机的角色同样无可或缺,而且它的重要性可能还比FC-31重要得多,并不一定只用来送后者上舰。那么本期《出鞘》就到这里,我们下期再见。
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