"太行"還是不太行

老虎菜

根據(jù)某些媒體猜測，我國在第三代大推渦扇機方面的開山之作--太行是在測繪仿制CFM56核心機的基礎(chǔ)上發(fā)展起來，而CMF56的核心機就是F110的核心機--GD25。結(jié)合各方面報道來看，太行從設計概念和總體結(jié)構(gòu)上講，確實基本與F110類似，采取了三級軸流式風扇，九級高壓壓氣機，高低壓雙轉(zhuǎn)子，高溫升燃燒室，小涵道比，混合排氣的總體設計。拜較大的涵道比所賜，太行的軍用推力耗油率較低，加力比很大，約1.7左右。太行可以說是航空相對落后發(fā)展中國家后發(fā)優(yōu)勢和薄弱工業(yè)基礎(chǔ)綜合作用的產(chǎn)物，其在總體性能上屬于第三代軍用渦扇，但是在部分技術(shù)和工藝運用上卻更為大膽，達到了某些四代大推的水準，與此同時又在材料使用上與航空強國有著較大差距，屬于二代半水平。

珠海航展上的太行發(fā)動機，雖然此時太行已經(jīng)向世人展出，但是其技術(shù)性能離完善成熟還有一定距離。

太行的技術(shù)特征：

首次采用帶進氣可變彎度導向葉片，超塑成型擴散連接的進氣機匣，是國內(nèi)該項設計技術(shù)的全新突破；三級風扇為帶進氣可變彎度導向葉片的跨音速氣動設計，采用懸臂支承。并首次采用整體鑄造鈦合金中介機匣；

太行帶進氣可變彎度導向葉片的跨音速氣動設計的三級風扇

1.第Ⅳ級和Ⅷ級高壓壓氣靜子葉片，在國內(nèi)首次實現(xiàn)了高溫合金葉片的冷輥軋。研制成功的GH4169合金Ⅳ級至Ⅷ級靜子葉片冷輥軋?zhí)钛a了國內(nèi)高溫合金葉片冷輥軋技術(shù)的空白。2004年12月底完成攻關(guān)，在國際上處于領(lǐng)先地位。

2.兩級低壓渦輪首次采用復合傾斜彎扭的三維氣動設計，兩級導向葉片均為空心、三聯(lián)整體無余量精鑄結(jié)構(gòu)，與高壓渦輪對轉(zhuǎn)，其效率達到當今國際先進水平；

3.將納米氧化鋯技術(shù)應用于熱障涂層，給“太行”發(fā)動機高壓渦輪導向葉片以及低壓一、二級導向葉片穿上了一層性能優(yōu)良穩(wěn)定的“保護衣”，達到了世界熱障涂層技術(shù)應用的最前沿。2005年5月，完成該技術(shù)工程化，在“太行”發(fā)動機葉片上應用。2005年8月，用納米氧化鋯熱障涂層技術(shù)噴涂的高壓渦輪導向葉片解決了燒蝕問題，順利通過了“太行”發(fā)動機長期試車考核。

4.復合材料外涵道機匣是國外第四代發(fā)動機技術(shù)，填補了國內(nèi)航空發(fā)動機技術(shù)的空白；

5.加力燃燒室為平行進氣式，工作范圍寬，重量輕，流體損失小，采用分區(qū)分壓供油方案，保證在發(fā)動機工作包線內(nèi)可靠點火和穩(wěn)定燃燒；

6.尾噴口為全程無級可調(diào)收斂擴散噴口設計。

太行的全程無級可調(diào)收斂擴散噴口太行發(fā)動機的定型可謂是中國航空發(fā)動機領(lǐng)域最具有重大意義的事件。太行的研制成功具有深層次意義---我國已經(jīng)擁有一款性能先進的三代航空發(fā)動機核心機。 在重型雙發(fā)戰(zhàn)斗機上試用的太行發(fā)動機太行其實只是這個核心機的一個衍生型號。有了這個核心機，我國就能在關(guān)系到國計民生的重大動力領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破。在這個核心機上衍生的大推力渦扇發(fā)動機，也就是太行，能夠?qū)崿F(xiàn)我國在重型雙發(fā)空優(yōu)戰(zhàn)斗機，重型雙發(fā)遠程精確打擊戰(zhàn)斗轟炸機和中型空優(yōu)戰(zhàn)斗機及其對地改型上的動力完全自主生產(chǎn)，自主供應，自主維護。而以往這個位置是由我國從俄羅斯購買的AL31系列發(fā)動機占據(jù)的。太行目前已經(jīng)裝備了我國的殲十一B型重型空優(yōu)戰(zhàn)斗機---為了避免新發(fā)動機在裝機實用過程中的風險，一般各國都首先把新發(fā)動機安裝在雙發(fā)飛機上使用。不過，由于太行發(fā)動機是我國在三代大推力渦扇發(fā)動機的首個也是唯一一個作品再加之太行在渦輪葉片和渦輪盤材料工藝上仍然與先進發(fā)動機的要求有較大差距，太行在裝備殲十一B戰(zhàn)斗機后，出現(xiàn)了一系列的技術(shù)問題，曾經(jīng)導致這個型號的戰(zhàn)斗機無法完全適應戰(zhàn)斗力要求。這是航空發(fā)動機研制歷程上再正常不過的事情。美國的F100發(fā)動機在裝備F15后，也曾經(jīng)導致F15戰(zhàn)斗機大面積停飛，甚至使得美國不得不再研制出一款新的發(fā)動機F110應急。作為現(xiàn)代工業(yè)最為復雜和先進的產(chǎn)物，航空發(fā)動機在實用尤其是剛剛裝備部隊時暴露問題也是日后改進和發(fā)展的珍貴財富。太行在單發(fā)戰(zhàn)斗機上的應用也隨著近年來殲十試飛太行工作的開展而一步步走進。太行在殲十上進行試飛是從2006年開始的，可是由于當時太行技術(shù)并不成熟，為了壽命和可靠性，性能限制也較大，無法完全滿足在單發(fā)飛機上應用的性能和可靠性要求。試飛工作并未大范圍開展，只是進行了太行在單發(fā)戰(zhàn)斗機上使用的一次驗證性探索。不過太行在殲十一系列戰(zhàn)斗機上的成功使用大大鼓舞了航空動力科研工作者的信心，也為太行在單發(fā)戰(zhàn)斗機上試飛提供了性能和可靠性保證。預計從今年也就是2009年開始，太行將會安裝在殲十戰(zhàn)斗機上進行全面的試飛。等到試飛結(jié)束，太行裝備單發(fā)戰(zhàn)斗機殲十將標志著太行做為一款大推力軍用渦扇發(fā)動機的完全成熟，太行將迎來生產(chǎn)型定型的里程碑式成功。從此，中國在三代戰(zhàn)斗機發(fā)動機領(lǐng)域?qū)碛幸恍臀覀儔裘乱郧笫畮啄甑某墒煨吞枺∵@個成熟，穩(wěn)定而先進的平臺將會在日后進行充分的改進。太行改進的主要有以下幾個型號：1.增加可靠性和壽命的基本型號；彌補太行基本型號在可靠性和壽命方面的不足，進一步應用先進材料和控制系統(tǒng)，使得太行從推力級別到各種性能都完全達到國際第三代軍用大推力渦扇發(fā)動機先進水平。這個改進的重點就是換裝我國自主研制的DD6單晶渦輪葉片和安裝我國為太行研制的全權(quán)數(shù)字控制系統(tǒng)。這些改進措施，將使得太行在壽命，可靠性，加速性，啟動特性，升限以及推力曲線方面基本達到和超過現(xiàn)有俄羅斯發(fā)動機的標準，為今后實現(xiàn)完全不依賴俄羅斯三代航空發(fā)動機打下堅實基礎(chǔ)。2.增加推力和推重比的增推改進型號；目前太行雖然具有相當先進的核心機，但是由于我國在工業(yè)基礎(chǔ)方面的差距，并沒有把核心機的性能完全發(fā)揮出來。今后太行改進將會增加加力推力和推重比，完全釋放先進核心機的性能潛力。預計太行增推改進型的加力推力能夠達到13噸左右，甚至達到14噸乃至更高的級別，在加力推力上承接三代動力和四代動力；推重比預計達到9，甚至10左右，可以實現(xiàn)在中國四代動力不成熟的情況下保證中國未來四代戰(zhàn)斗機的首飛和試飛任務。另外，我國在三代戰(zhàn)斗機改進上也需要增推型太行。殲十作為一款空優(yōu)中型戰(zhàn)斗機是完全合格的，但是隨著空軍日后在對地打擊任務方面承擔更多的份額。筆者推斷，我國也會在殲十的基礎(chǔ)上改進出一款強調(diào)對地和精確打擊的三代半中型戰(zhàn)斗機。這款戰(zhàn)斗機將在氣動和結(jié)構(gòu)設計上做出較大改動，機身加寬，進氣道可能采用三維乘波設計（就是梟龍上目前采用的鼓包進氣道），增加掛架數(shù)量和載彈量，這些改進對于發(fā)動機的推力性能提出很高要求。如果太行能夠繼續(xù)改進，加力推力在不長的時間內(nèi)能夠達到上述的14噸左右，就完全能夠勝任殲十改型的推力要求。同樣，我國也會在殲十一基礎(chǔ)上改進出一款遠程對地精確打擊重型戰(zhàn)斗轟炸機，這款戰(zhàn)轟將會采用更新的機體結(jié)構(gòu)---在結(jié)構(gòu)設計和應用水平上超越俄羅斯蘇35系列---而且具有更大的載油量和載彈量，從而在綜合水平上超越蘇30系列，接近或者達到F15E的作戰(zhàn)效能。太行改進型也會在這樣一款先進的戰(zhàn)斗轟炸機上為我國攻防兼?zhèn)淇哲姂?zhàn)術(shù)體系的建立做出突出貢獻。3.大涵道比改進型；我國目前的安全局勢整體較為緩和，但是在局部地區(qū)仍然具有爆發(fā)高強度戰(zhàn)爭的可能。為了實現(xiàn)我國地面部隊的大規(guī)模戰(zhàn)略快速部署，我國需要載重達到50噸左右的大型戰(zhàn)略運輸機。目前我國在此級別運輸機動力領(lǐng)域?qū)儆谕耆瞻?，太行的核心機完全具備改進出大涵道比非加力型發(fā)動機的潛力，有足夠的能力填補這個空白。我國的戰(zhàn)略運輸機設計應該參考前蘇聯(lián)的伊爾76系列機型，并進行適當放大和改進。太行的核心機經(jīng)過改進后衍生出的大涵道比發(fā)動機將會把整機換算流量提升至200公斤每秒左右，單機最大推力達到13噸左右，完全可以滿足伊爾76以及更大四發(fā)戰(zhàn)略運輸機的推力需要，滿足我國戰(zhàn)略運輸裝備體系建設的要求。如果對太行進行更加深入的改進，將整機流量提高的300公斤甚至400公斤每秒，則可以滿足雙發(fā)和四發(fā)大型干線客機的需求，今后將會實現(xiàn)我國民航動力的完全自主化。4.艦用燃氣輪機；燃氣輪機在近二十年成為軍艦動力的首先選擇，其功率輸出較大，加速性能好，效率更高。我國在艦用燃氣輪機方面也與世界有著較大差距，在我國新近下水并裝備部隊的主力艦只中，基本沒有采用國產(chǎn)艦用燃氣輪機的型號。在太行基礎(chǔ)上改進出艦用燃氣輪機也是完全可行并且意義重大的工作。 國產(chǎn)QC185燃機——為“太行”渦扇發(fā)動機改裝目前，太行發(fā)動機還存在著大量的問題阻礙著其進行生產(chǎn)定型和大批量裝備。比如，高空性能不足，空中開車較慢，葉片震動模型不夠完善，某些部件國內(nèi)尚不能保證大批量生產(chǎn)條件下的質(zhì)量等等。不過，無論太行出現(xiàn)了什么問題都不是難以克服的，面對問題也不能抱有指責和放棄的態(tài)度。太行是我國實現(xiàn)航空動力自主化的關(guān)鍵型號，如果因為一些小問題沒能堅持下去，我國的三代和四代動力型號很可能就從此一蹶不振，而堅持把太行搞下去則意味著我國有希望完全突破歐美發(fā)達國家最后的工業(yè)壁壘。太行發(fā)動機于05年定型，06年前后開始試用，現(xiàn)在仍然沒有完全成熟，不過只要堅持用解決問題的態(tài)度面對問題，再過5年左右，太行即可擔當撐起我國和平天空的重任！由此可見，一款三代大推力渦扇發(fā)動機的研制成功能夠帶來多大的戰(zhàn)略利益和經(jīng)濟利益。航空發(fā)動機，尤其是先進航空發(fā)動機，是一個國家最為寶貴科技財富。我國在第三代大推力渦扇發(fā)動機太行研制成功和裝備部隊以后，并沒有停止發(fā)展的腳步。在深化太行系列發(fā)動機改進改型的科研工作的通過，也開始了對第四代大推力航空發(fā)動機的探索和研制。

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