说起航空发动机,这可是战斗机的心脏,航发推力够不够,直接决定战机能不能飞得远、打得猛。全世界玩大推力航发玩得明白的,也就中美俄三家了。之前总有人说美国第一,俄罗斯靠猛冲,中国一直追不上,今天咱们拿实打实的数据掰扯清楚。

打开网易新闻 查看更多图片

咱们先从中国第一款大规模使用的国产航发WS-10说起,它1987年就启动研制,当初还参考过我们接触过的CFM56商用航发。就算有现成参考,大部分设计还是得从头来,九十年代还拿到过俄罗斯的技术输入,之后又花了整整十年打磨,才把量产质量提到合格线。哪怕到这一步,问题也没完全解决。

2009年国内飞机厂商就公开说过,那时候国产航发质量还不过关。2014年的数据显示,当时的发动机平均大修间隔才300小时,总寿命也就1500小时。哪怕是上世纪八十年代苏系战机用的AL-31,甚至六十年代美国给F-111搞的TF30,大修寿命都比这个强。

早些年歼-20刚出来的时候,要么装俄制AL-31F,要么装早期的国产WS-10B,推力一直卡在13.5吨左右,寿命也差不多1500小时,还被外界调侃成“百小时报废”。航发性能其实分三个核心维度,不是光看推力大就牛。最直观的就是硬参数,推重比、最高温度压力阈值这些,直接决定战机有没有超音速巡航能力。

打开网易新闻 查看更多图片

油耗这一块现在军方越来越看重,它直接关系到战机的作战航程。还有就是寿命和维护间隔,没人愿意飞一百次任务就把发动机拆下来大修折腾。美国和英国航发圈,新型号研发的时候,往往愿意接受推力稍微克制一点,换更低的油耗和更长的维护间隔。这个思路其实很务实,毕竟用起来成本低还省心。

现在我们没有中国航发最新寿命的公开数据,按照发展轨迹推测,现在两次大修间隔差不多快到1000小时了。毕竟咱们投入比俄罗斯大,不排除进度更快,现在整体水平已经和俄制航发差不多的可能。美制航发从设计开始就偏重耐久性,人家算寿命不用小时,用循环次数,不好直接比较。按照美国空军的估算,1小时飞行差不多相当于两到三个循环。

现在美国的航发早期磨合完,能用二十年甚至三十年,耐久性比其他国家强太多。苏-57用的AL-41F1加力推力大概18吨,推重比超过10,瞬间爆发力特别猛。但代价就是寿命短,早期型号总寿命也就3400小时,就算最新改的产品30,也就刚摸到4000小时,还不到美国同级产品的六成。

打开网易新闻 查看更多图片

这其实是俄系的一贯思路,战场上飞机能不能撑过多少架次都不好说,推力够猛就行,做太耐用反而浪费,坏了直接换,维修也便宜,适合高强度短周期作战。现在美制顶级航发的推力已经做到接近25吨,不光推力大,还更看重全寿命的稳定性、低油耗和长维护间隔。同一代产品,美俄账面数据差很多,但其实都符合自家的需求,毕竟服务的是完全不同的空军作战思路。

回到中国这边,大家熟悉的WS-20其实不太适合C919客机,所以我们搞了更先进的CJ-1000。它的目标就是对标现在最顶如果只是要一款能用的国产航发,WS-20完全够用,但CFM56级别的技术对新客机来说早就没竞争力了。CJ-1000已经研发了快二十年,估计还要再花几年才能搞定,过程一点都不轻松。还好军用航发砸进去的巨额研发资金,客观上也推动了CJ-1000的进展。就算CJ-1000最后真能达到LEAP-1C的水准,也比人家晚了整整十年,性能更强的LEAP-1A问世更早。

打开网易新闻 查看更多图片

尖的商用航发LEAP,涡轮压气机布局和LEAP非常像,纸面参数比CFM56甚至俄制还没投入使用的PD-14都先进。具体指能把差距缩小到顶尖水平二十年以内,对中国航发行业来说已经很不容易了,这个差距也能用来衡量咱们军用航发和世界顶尖的距离。放在六十年代,二十年的技术差距是天堑,那时候航发才刚起步。八十年代差距还是很大,到了本世纪初,同样的差距就没那么致命了。

标还没公开,但商用航发要飞航线,肯定放到今天,确实还让咱们军用航发处于劣势,但大致已经摸到美国F-22刚服役、F-35航发还在研制时候的水平,美军大部分战机现在用的还是更老的型号。真正让中国航发质变的,是这几年出来的涡扇-15。它把加力推力直接推到了18.5吨级别,推重比突破10,寿命比之前翻了一番,达到3000小时以上,实验室阶段的目标更是冲着5000小时去的。

得能和LEAP C竞争才行

打开网易新闻 查看更多图片

这意味着咱们终于在最核心的战斗机动力上,跨进了和AL-41F1同一个量级,虽然离美国F119那种25吨级的顶配还有距离,但性质已经和过去的追赶完全不一样了。中国在其他涡轮发动机领域还有不少短板要补,之前有观点说,2010年之前咱们直升机产量上不去,海军造舰扩张推迟,一部分原因就是发动机卡脖子。

这里面涵盖直升机用的涡轴、中型运输机特种任务飞机用的涡桨,还有驱逐舰用的燃气轮机。放到今天,咱们已经有了覆盖所有需求的全谱系航发项目。熬了几十年,咱们现在喷气式航发已经基本实现自给自足,也攒下了相当可观的涡扇技术能力。

打开网易新闻 查看更多图片

我们还没追上美国,但俄罗斯九十年代到本世纪初缺钱,流失了几十年的发展时间。现在除了美国,也就英国罗尔斯·罗伊斯的涡扇技术比咱们强一点。美国顶级推力25吨,寿命长油耗低,稳坐第一,胜在全面均衡又耐用。俄罗斯的18吨级AL-41F1,追求瞬间爆发力和维修方便,胜在够猛不纠结长寿。

打开网易新闻 查看更多图片

咱们中国走的是自己的路,既怕核心技术被卡脖子,又要平衡成本寿命和性能,一步一个脚印往前挪。从当年WS-10被嘲讽“百小时报废”,到涡扇-15把推力顶到18.5吨寿命翻番,再到CJ-1000瞄准民航顶级航发,发展脉络其实特别清晰。差距确实还在,但从当年被当成笑柄,到现在能和俄制同台竞技,朝着美制看齐,中国航发花几十年走出的这一步,含金量真的不低。接下来能不能缩短最后那一段差距,才是真正值得关注的看点。

参考资料:环球时报 中美俄航空发动机推力对比