长期以来,航发性能不足带来的“心脏病”问题都是困扰国产战机的痛点之一。

在千禧年间,尽管中航工业已经具备了独立制造战机的能力,研制出了歼-10、歼-11系列等优秀机型,但依然需要从俄罗斯引进航发产品,每年耗费的资金超过2亿美元。

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中国制造的涡扇航发

不过,经过十余年的艰苦技术攻关,航发方面的短板如今有望得到解决。据香港《南华早报》报道,在过去10年里,中航工业在航发领域投入了9000亿人民币,最终使歼-20的核心技术——涡扇-15研发成功。

困扰中航的“心脏病”

航空发动机是一款战机的核心技术,它被誉为航空工业皇冠上最璀璨的明珠

毫不夸张地讲,一款航发的性能水准将决定一款战机的空战能力达到何种层次。

不过,对于任何一个国家而言,研发航空发动机都是难度极大的科研任务,它不仅需要长期稳定地投入巨额资金,而且需要经验丰富的科研团队与强大的工业实力。

国产航发模型

上世纪80年代,为了追赶世界先进战机水平,国家开始重视航空工业的发展,涡扇-10“太行”发动机便是在这种背景下立项的。

然而,国内科研团队很快就不得不承认一个事实:由于过去我国在航发领域的技术积累不足,因此涡扇-10的相关技术指标根本无法实现

直到90年代引进侧卫战机与配套的俄制AL-31F系列航发后,中航工业才算拥有性能足够的航发产品,这一系列的俄制航发成为了歼-11A与歼-10A的动力方案。

在国产四代机的制造过程中,中航只能大量引进俄制航发,每年进口数量达上百台,为此每年耗费的成本超过2亿美元

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歼-11A战斗机

不过,AL-31F系列航发为国产航发的问世提供了基础。

2006年前后,涡扇-10A发动机正式定型,它被装载于歼-11上完成了测试。虽然涡扇-10A相比进口的俄制航发存在推力稍逊、寿命较短等问题,但它依然解决了国产航发从无到有的问题,具有里程碑式的意义

可是新的问题又摆在了中航工业面前。

2007年,五代机歼-20正式立项,经过4年的努力,技术团队解决了隐身设计、隐身涂层、航电配置等方面的一系列难题,唯独动力方案依然无计可施,毕竟涡扇-10A的稳定性与推力都很难满足歼-20作为五代机的需求。

中国歼20隐身战机

迫于无奈,在2011年歼-20首飞时,它只得暂且搭载俄制AL-31FM2航发,其加力推力仅有14吨,而美国F-22战机使用的F119-PW-100发动机拥有高达16.4吨的加力推力,比俄制航发高出18%左右。

直到2017年歼-20交付空军时,它搭载的依然是推力明显劣势的俄制航发。

歼-20的发动机

克服“心脏病”的种种努力

为了解决航发性能不足造成的“心脏病”问题,中航工业痛定思痛,决心尽早研制出性能“超俄赶美”的优秀航发。

不过,正所谓“饭要一口一口吃”,中航工业为航发突破设立了两个阶段:先将涡扇-10技术成熟化,再以此为基础研发性能更强的涡扇-15。

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涡扇-15发动机

在此后10多年里,中航工业在航发领域投资9000亿人民币,建立了一套完善的国产航发科研/制造体系,包括厂房、实验室、科研设备、测试平台等等。

按价值算,这笔巨额投资已经相当于1536架歼-16的造价,如果用于扩充空军装备,我们可以打造全球最庞大的空中力量。

但中航清醒地认识到:单纯的数量多少不是空军强国的评价基础,是否掌握核心技术才是决定性的因素,而航发无疑就是其中一项核心技术。

更重要的是,在建立完善的科研/制造体系后,今后的航发研制项目都能从中受益匪浅,这将从根本解决国产战机的“心脏病”问题。

航空发动机测试场地

2014年前后,涡扇-10经过大量迭代改进,推力增加10%,寿命从数百小时增加至数千小时,实现了成熟化的目标,因此歼-11系列、歼-10系列乃至最新的歼-16都纷纷搭载了涡扇-10B新版航发。

在涡扇-10B成熟后,俄制航发的进口意义已经不大,于是中国大幅缩减了引进俄式航发的数量。

歼-20的完全体

至于歼-20的航发问题,则由定制版的涡扇-10C解决。

涡扇-10C相比涡扇-10B,推力从13.9吨增加到14.5吨,大幅缩小了与F119-PW-100发动机的差距,美媒《航空观察》曾评价:搭载涡扇-10C的歼-20,其推力相当于美制F-22的91%水准,最大的短板已经得到弥补

歼20战斗机

不过,涡扇-10C并不是歼-20的终极动力方案。虽然它的推力性能有明显提升,但这是以牺牲航发寿命为代价的。因此,歼-20的核心技术——涡扇-15依然具有不可替代的价值

值得庆幸的是,据《南华早报》报道,涡扇-15已经由歼-20搭载完成了试飞项目,随后它将进入批量生产阶段,而中国航发领域的泰斗级人物刘大响院士也证实了这一报道。

刘大响院士

相比涡扇-10系列,涡扇-15“峨眉”航发的性能得到了全方位升级

在加力推力方面,涡扇-15可达到18吨的门槛,性能已经反超了F-22搭载的F119-PW-100发动机,至于俄罗斯为苏-57准备的AL-41F航发更是被其远远地甩在了身后。

而在航发寿命方面,涡扇-15可达到5000小时以上,虽然距离美制航发还有一定差距,但相比俄制航发已经实现了弯道超车。

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航空发动机测试

在歼-20全面换装涡扇-15后,它将正式进入“完全体”状态,成为守护祖国领空最强大的利剑。而这一切的成绩,都要感谢中航当年大力发展基础科研体系的先见之明。