航空发动机对于一个国家的重要性不言而喻。作为工业制造皇冠上的明珠,航空发动机体现着一个国家工业制造的最高水平。
现如今,能独立研发航空发动机的国家,压根没几个,也就中美俄等国能够胜任。可以说,谁掌握了航发的研制权,谁就掌握了空中交通的钥匙。
话说我国的航发事业究竟是如何崛起的?这里面又涉及到哪些大型企业?
从当前的情况来看,中国航发便是承载我国航空发动机事业的鼎力支柱。
中国航发全称是中国航空发动机集团有限公司,它于2016年成立,是中央直接管理的国有特大型企业。
在持股占比中,国资委占股70%,国管中心占股20%,中国航空工业占6%,中国商飞占4%。可见,这家企业自始至终都是国字头当家的企业。
像刚才提到的中国航空工业,就是中国航发的母公司。
2008年,它由原中国航空工业第一、第二集团公司合并组建,负责研制战斗机、运输机、直升机等机型。像歼20、运20、C919等飞机,都是出自中航工业之手。
从某种意义上来讲,中航工业就是中国各类飞机制造企业的“母体”。正是有了中航工业这个大平台的加持,其他飞机制造企业才能如鱼得水,百战百胜。
而今天的主角中国航发,就是2016从中国航空工业拆分出来的专业化集团。
中国航发独立出来以后,开始专门聚焦航空发动机的研制。像太行发动机、CJ1000A发动机、昆仑发动机等,都是中国航发的杰出作品。
大家可能对国产航空发动机的命名比较模糊,其实这些所谓的“名山”发动机,都是涡扇系列发动机的代名词。
像太行发动机,就是指的涡扇10。歼20上的峨眉发动机,就是指的涡扇15。而歼35上的黄山发动机,就是涡扇19。换言之,那些所谓的名山大川发动机,皆属于涡扇系列。
当然了,按照业内人士的说法,国内大大小小的航空发动机,有一半都跟中国航发有关。可见,即便强如涡扇发动机,也离不开中国航发在其中发挥的关键作用。
以前的航发都是进口货?
回顾历史,筚路蓝缕。很多人可能不知道,中国航空工业早期使用的发动机,其实大多都是进口的。
就拿歼35上的发动机来说,就曾使用过俄制的RD-33发动机,该发动机由莫斯科契尔尼舍夫工厂生产。
虽然它在苏联时代大放异彩,但其性能在如今已然不够看了。不仅性能跟不上,有时候还故障不断。
像印度的米格29空军部队,就曾使用过这款发动机。但这些年由于发动机事故频出,导致印度空军训练不断受阻。久而久之,印度也就对其爱理不理了。
再说歼20,这款飞机曾经使用的发动机,也是俄制AL-31发动机。虽然俄方对其赞不绝口,但它的可靠性和可维护性,也是一直存疑。
像俄军的苏27战斗机,就采用过AL-31系列发动机。只不过,其实际寿命与宣传数字相差甚远,所以海内外都不怎么中意这款发动机。
我国在研发歼20时,对这款发动机的推力就相当不满意。可以说,那些琳琅满目的俄制发动机,对我国而言完全就是鸡肋。
既然如此,那咱们的歼20和歼35该咋办呢?研制过程总不能停滞不前吧?其实早在上世纪80年代的时候,我国就已经启动了涡扇发动机研制计划。
当时的沈阳发动机设计研究院,即后来的606所,就专注于研发涡扇10发动机。而这款发动机的原型,就是模仿的美国通用公司的CFM-56涡轮扇发动机。
按照研发人员的回忆,当时他们对CFM-56发动机进行了测绘仿制,以便于确定其总体架构。
测绘过程中,像9级高压压气机、1级高压涡轮、2级低压涡轮、3级风扇等等一系列搭配,基本上都已经确定好了。
然而,研制的时候,由于研发人员对数控系统的想法过于简单,一直以来发动机瓶颈始终无法打破。在这种情况下,发动机就无法成形出炉了。
虽然研发人员想移植俄制发动机的系统,但由于没法操作,所以只能作罢。
最终,在研发高层的艰难抉择下,我国只能从零开始,自主研发国产发动机。只有这样,才能走出一条属于咱们自己的航发之路。就这样,纯国产涡扇发动机,慢慢开始登场了。
在后面的十几年时间里,研发人员经历了呕心沥血的付出,终于造出了涡扇10发动机。只可惜,发动机虽然造出来了,但实验效果却不佳。
2004年,歼11曾搭载涡扇10发动机进行试飞。试飞期间,由于突发机械故障,导致左侧发动机停止运行。
好在当时的飞行员足够老练,冷静的操纵飞机着陆。不然的话,造成的损失可就难以估量了。
在后面的研发历程中,涡扇10又发生过发动机叶片断裂的事故。因为这个事儿,让已经投产的歼11B,只能被迫回炉重造,并重新将俄制AL-31F发动机当做替代件。
可以说,那时候的国产航空发动机,几乎很难在国际上抬头。
看到国外人士的嘲笑,当时的涡扇10研发人员,只能憋着一股劲,默默排查一个又一个问题,试图让涡扇10重返蓝天。
皇天不负有心人,2009年,一家搭载新款涡扇10的歼11-B,在试飞实验结束后,取得了圆满成功。
许多军迷从报道中发现,歼11-B的发动机造型,与以往的俄制AL-31F完全不同。这一次,大家纷纷流下了激动的泪水,并表示:“太行发动机终于出息了”。
有了歼11-B这个成功样板,接下来的操作就好办了。后来研发人员又历经数年,搞出了涡扇10-C发动机。
这款发动机的推力,远大于那些俄制发动机。其最大推力甚至达到了惊人的130千牛,基本上满足了歼20立项时制定的标准。在这种情况下,咱们的五代机之梦也就跃然纸上了。
从当前的情况来看,涡扇10发动机已经成了歼20的“御用发动机”。它驱动着歼20翱翔蓝天,纵横四海,打出了中国空军的赫赫威名。
按照相关人士的说法,在未来,歼20将全部列装涡扇15发动机。相比于涡扇10而言,涡扇15的性能更为强劲。
虽然它是一款小涵道比发动机,但其推重比已经达到了10:1。靠着这个逆天的推重比,让涡扇15的最大推力高达18吨。
有专业人士就计算,换装涡扇15后,歼20的最快速度可以达到2.5马赫,最大载弹量可达11吨,最大作战半径甚至超过了2000公里,性能远在F22之上。
如此看来,一旦涡扇15全部列装歼20,那美国的F22大概率就得变成“老古董”了。目前涡扇15已经逐渐被换装到歼20上,预计在不远的将来,歼20枪挑F22指日可待。
涡扇19恐怖如斯至于歼35的话,大家也不用担心,因为歼35有自己专属的发动机——涡扇19。
众所周知,在未来,歼35势必是要成为我国海军主力舰载机的。而这就必须要求歼35拥有超强的机动能力,以及超音速巡航能力。不然的话,压根没法在航母上起飞。
那怎样才能达到这个效果呢?很简单,发动机推重比必须超过10,也就是和美国的超级大黄蜂、欧洲的台风战斗机相当。
只有这样,才能确保舰载机的平稳运行。于是乎,涡扇19发动机便应运而生了。
从有关数据来看,涡扇19的单台推力可达10吨,两台联合推力超过了20吨,推重比也超过了11。
尤其是涡扇19E,单台推力甚至达到了惊人的14吨,简直恐怖如斯。到了这个时候,面向我国空军的航空发动机,在世界上已然处于领先地位了。
民用航发的破局之路当然了,除了军用航空发动机以外,在民用航发领域,我国也走到了世界前列。比如C919上的发动机,就是一个典型的例子。
曾几何时,C919上的发动机,用的都是美国通用公司的LEAP-1C发动机。
由于我国常年被航发卡脖子,因此在C919研制期间,美国老拿LEAP-1C发动机来威胁我国,表示如果咱们“不听劝”,美国就限制LEAP-1C发动机的出口。
面对老美的威胁,咱们当时有办法吗?可以说是毫无办法。直到CJ1000A发动机的出现,才打破了这场僵局。
2023年11月,随着CJ1000A发动机在运20上成功试飞,一时间引来了全体国民的欢呼。这款由中国航发自研的民用大涵道比涡扇发动机,给国产航空发动机赚足了尊严。
按照相关人员的说法,研发CJ1000A发动机的目的,就是为了给C919做备份。预计在2025年的时候,大批量CJ1000A发动机将走上服役之路。
如此看来,老美引以为傲的卡脖子手段,日后将荡然无存了。正所谓有了CJ1000A,谁奈我何?
总的来说,国产航空发动机的研制,如果要用四个字来概括,那就是“步履维艰”。
但即便道路再艰辛,我国研发人员也从来没有放弃。当涡扇系列发动机和CJ1000A发动机纷纷畅游蓝天的时候,一场属于中国航空的新时代,就要拉开序幕了。