2010-03-15 23:11:32 阅读525 评论2 字号:大中小
作者 龙腾日月
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3月4日,有媒体报道称开罗正在和巴基斯坦方面谈判,希望与巴基斯坦共同联合生产枭龙战斗机。同时,埃及还希望引进枭龙战斗机的生产线,自行生产该型号的战斗机。如果关于单发枭龙战斗机的而已能够最终达成,埃及将成为枭龙战斗机的{dy}个外国客户。巴基斯坦空军已于二月正式将该型号飞机介绍给埃及。埃及政府高级官员曾表示谈判正在进行,最终结果会在几周之后予以公布。
巴基斯坦的枭龙战斗机海报
枭龙/FC—1飞机是中巴双方共同投资、中国航空工业集团公司所属的成都飞机工业集团有限责任公司、成都飞机设计研究所、中国航空技术进出口公司等单位研制,按照市场经济规律运作,巴基斯坦空军参与开发的全天候、单发、单座、多用途轻型战斗机。首飞后,中方正式命名为枭龙/FC-1,巴方命名为:“Thunder/JF-17”。与歼十非常类似,枭龙的总体设计方案,气动布局,机体结构,机载设备都是由中国自主研制生产的,只有动力系统还需要进口俄罗斯的RD93中等推力涡扇发动机。从某种意义上说,枭龙是中国成飞纯粹为满足国外用户要求而研制的出口先进战斗机,是中国空军从进口战斗机到航空工业出口战斗机重大进步的标志。但发动机受制于人给枭龙走向国际市场制造了很多麻烦。曾经枭龙出口小巴时,发动机问题就闹起一场国际口水,最终以俄罗斯同意向中国出口RD93发动机装备出口小巴的枭龙为结果。这次本以为俄罗斯又会大打发动机牌,和印度继续上演国际闹剧的续集,结果没看到相关报道,不知道俄罗斯是不打算继续玩这套把戏了还是反应比较迟钝。
俄罗斯RD93发动机装备我国枭龙战斗机,成为限制枭龙出口的主要瓶颈
起初,枭龙战斗机还处于超七方案阶段的时候,由于主要是中国美国小巴三方合作,所以其备选发动机并没有现在装备的俄罗斯型号RD93。超七方案设计思路和歼八改进为歼八二基本相同:保留歼7的基本结构;将歼7原来的机头3波系进气道改进为两侧进气道,留出机头空间以安装先进雷达和航电设备。由于当时中国和美帝关系有所改善外加小巴与美帝存在传统的合作关系,超七在选择发动机的时候,不必拘泥于中国动力型号。当时,我国也根本没有适合先进多用途战斗机装备的中等推力涡扇发动机。所以超七方案预定选装西方发动机,包括通用动力的F404-GE-400、普·惠的PW1120和PW1126发动机以及罗尔斯·罗伊斯的RB199型发动机。
超七早期方案简图,可以看出只是歼七两侧进气改进版
F404是由通用电气公司研制的加力小涵道比涡轮风扇发动机,该型号不仅性能先进,而且以可靠性和维护性著称于世。通用电气在F-15和轻型战斗机项目(YF-16获胜)中输给普惠公司的F-100发动机之后不久,便基于诺斯罗普YF-17用的YJ101发动机发展出了F404发动机,以装备F/A-18。后来F100发动机因为可靠性问题让空军大伤脑筋,不得不让通用研制F110发动机拯救趴窝皇后的时候,美帝空军肯定非常后悔一开始没有选择通用的YJ101发动机,当然这都是后话。1975年11月通用电气公司与美国海军签订了全面研制F404的合同。1977年1月首台运转,1978年6月完成飞行前规定试验,11月装飞机试飞,1979年12月F404-GE-400通过定型试车并批准投入生产,1980年1月交付{dy}台生产型发动机。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。其性能指标在当时可以说是世界{dy}中推涡扇发动机,中间推力4800千牛,加力推力7120千牛,推重比7.24。不仅如此,通用公司还汲取了普惠在发动机研制过程中重视性能忽视可靠性的认识误区,按照结构完整性大纲对F404进行整机设计。如果枭龙能够装备F404发动机,那么其{zd0}马赫数,巡航速度,耗油率,航程和推重比都将优于现在装备RD93发动机的最终方案。我国当时也非常希望能够引进F404发动机,甚至还有给歼七换装F404发动机的想法。但是我国当时没有能力将F404发动机国产化,美帝也不可能提供F404研制生产资料,因而先进中推涡扇发动机就成为中国追赶世界先进动力水平的梦想,直到今天也没有xx实现。
中推{zw}F404发动机
PW1120是一种连续放气式涡喷发动机,是F100涡扇发动机的改型。普·惠公司当时研制PWll20,主要是考虑与F404和RB199发动机的推力增大型竞争下一代战斗机的动力,因此为了减小研制风险,选用了F100的核心机进行研制。以色列首先于1981年决定采用PW1120作为其新型“狮”单发战斗机的动力装置。该机可以说是F100发动机核心机降低流量和优化改进的结果。不过不管是F404还是PW1120,美帝都只是拿出来走个过场,算是支持盟友巴基斯坦空军建设的一个象征。美帝是不可能将当时{zxj}的三代航空发动机拱手送给中国被仿制和改进的,要知道基于F404和PW1120的三代核心机以及改进动力型号,美帝现在还在大规模使用。美帝真正热心推荐的动力系统其实是PW1126,一款二代涡喷发动机型号。因而,从美帝手中得到适合超七性能要求的三代中推涡扇发动机看似近水楼台,实则水中望月。
以色列狮式战斗机和PW1120发动机
不过英国还算是厚道,基本上是抱着合作的态度来推销其RB199发动机的。RB199是为欧洲战斗机“狂风”研制的加力式三转子涡扇发动机。它是由英国罗·罗公司、德国MTU公司及意大利FaltAviv公司组成的涡轮联合公司研制的。RB199发动机采用了罗·罗公司独特的三转子设计是xx发动机中{wy}采用三转子结构的发动机。由3级风扇、3级中压压气机、6级高压气机、环形蒸发式燃烧室、单级高、中压涡轮、两级低压涡轮、加力燃烧室及可调收扩喷管等组成。另外,发动机上还装有反推力装置,以减小飞机着陆时的滑行距离,这在战斗机发动机中是{dywe}的。发动机的基本参数为:涵道比约为1.0.总增压比大于23,涡轮前温度约为1 600 K,加力比约为1.0。发动机是全单元体结构设计,也是{dy}种xx按视情维修设计的战斗机发动机,允许在外场维修和更换单元体。不过其设计参数和性能指标和超七方案差距较大,要是使用RB199发动机,超七要经过比较大的结构改动。而且三转子设计基本上不符合我国航空动力工业的胃口,国产化难度较大。后来中国与西方蜜月期结束也直接切断了与国外进行航空技术引进和交流的通道。应该说,幸好当时没选择西方发动机,不然一旦国际社会有个风吹草动,枭龙可就因为没有发动机可用而趴窝了。
使用RB199发动机的狂风战斗轰炸机,RB199发动机采用三转子结构导致出口情况不佳
就在格鲁曼普惠通用罗罗等西方航空巨头由于政治原因撤出超七计划后,前苏联米格设计局的加入使枭龙最终融合了中西俄三方设计师的智慧和设计特点,也为枭龙动力问题的解决带来了曙光。最终,枭龙采用俄罗斯克里莫夫设计局的RD93发动机,这款发动机的基本型RD33装备了xx的米格29战斗机。该机采用无导流叶片带有四个前掠支板的进气口,四级轴流式钛合金风扇,九级高压压气机和单机高低压涡轮的总体设计。其加力推力8140千牛,中间推力4913千牛,推重比在6.6左右。虽然RD93也是典型的第三代中等推力涡扇发动机,但是与F404相比还存在较大的技术差距。虽然RD93的总体性能指标如加力推力和中间推力与F404类似,甚至还略有超过,但是在流量,重量,燃烧室进口温度,耗油率,维护性,可靠性和寿命方面与F404存在相当大的技术差距。比如,F404的燃烧室进口温度比RD93要高100K左右,更高的循环参数赋予F404更低的耗油率和更轻的结构重量。F404比RD93要轻100-200千克,这对于发动机已经是很大的技术优势了,于是RD93的推比在6.6左右,而F404大于7。可靠性和寿命指标就更不用提了,做个粗略的比较,把一台F404用报废的时间足以把三四台RD93送进垃圾堆。
枭龙最终采用了更加先进的气动布局和航电方案,但是发动机仍然没有任何进步
虽然前苏联老大哥比西方朋友更靠得住,但是事实证明只有永远的利益没有永远的朋友。在枭龙战斗机完成研制开始批量装备巴基斯坦空军的时候,俄罗斯在印度的怂恿下突然宣布对向中国出口RD93发动机进行制裁,理由是:“俄罗斯销售给中国的战斗机发动机系统,是只能适合中国环境使用的发动机。而俄罗斯与巴基斯坦目前没有一贯的持续的军事贸易长期合作。FJ-17战斗机计划,也不是有俄罗斯军事部门参与的国际合作项目,因此,根据俄中贸易备忘记录。俄罗斯国家不能同意,将RD93发动机安装在超越中国境外以外的第3国使用的战斗机系统上。这是xx违反了俄罗斯武器控制条款的”。龙腾认为俄罗斯制裁中国进口RD93发动机是印度施加压力、自身发动机技术被仿制改进和中国对俄罗斯军火市场潜在冲击力综合造成的。不过这种制裁不可能长久,因为中国在确定枭龙使用RD93发动机以后就开始了对其的国产化和改进工作。根据相关资料推测,RD93在我国的仿制型号被称为涡扇**,有人称之为“泰山”。而且,俄罗斯空军由于经济问题,对于航空发动机的采购量不足以养活俄罗斯自己的航空动力工业,所以对中国出口航空发动机其实是俄罗斯航空企业重要的谋生之道。所以后来,这场国际闹剧无果而终。俄罗斯人自己的解释是:“我们并没有把这种发动机卖给我们不应该卖给的国家。我们卖给的是中国。至于中国会把它应用在那里。那不属于此次合同协议的签署范围。我们也没有权利去干涉中国自己的行为。但是这不表明我们会支持巴基斯坦国家发展对抗印度盟友的行动”。对比一下俄罗斯人前后的态度就能看到国际军火交易xx没有道义可言,有的只有利益和实力的制衡和角逐。
学术材料中我国新三级风扇样图,这个风扇据猜测可能会被使用于涡扇**上
根据本国相关资料报道,RD93的山寨工作进展顺利,预计于今年就可以设计定型。据航空报报道:“红湖机械厂2005年全面启动WS**项目的核心机和整机研制任务,推动工厂由生产涡喷型发动机向生产涡扇型发动机的转变。WS**核心机的关键部件之一环形火焰筒需要在内腔进行高温陶瓷加工,这种陶瓷是从未使用过的新材料。面对挑战,红湖厂6车间工艺室主任兼陶瓷主管工艺员成文卫勇挑重担,经过多方查阅资料和自行设计工艺参数,终于成功完成了高温火焰筒的陶瓷加工。结果表明,产品实物的各项技术指标和外观质量都达到了样机标准,个别指标还超过了样机标准”。而且我国并不是单纯对RD93进行仿制,还进行了一定的改进工作。由于RD93发动机采用了四级风扇设计方案,相比于国际上流行的三级风扇设计显得保守和落后,我国计划采用自己的前掠翼三级风扇对涡扇**进行改进。根据国内的学术资料介绍:“试验结果表明,新设计的三级风扇流量增加了8%,效率提高了3.5%,超过了设计指标。该新三级风扇串装于某发动机顺利完成地面试车,其不加力{zd0}推力增加464 daN,超过了原计划增加200 daN 的指标”。
也许今后一段时间内枭龙还会继续使用进口的俄罗斯发动机,这基本上是照顾俄罗斯人的感受和利益。在我国已经掌握RD93发动机生产改进技术以后,国际社会一旦再有风吹草动,枭龙立刻就能实现动力的自主化并且可以毫无约束的独立出口。中国通过自己在航空工业上的努力,在枭龙战斗机经历采用西方动力,俄罗斯型号若干波折之后,正在赢得本国战斗机出口的独立勋章。
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