千金換得玲瓏心:中俄蘇35交易的發動機因素

據俄媒體消息,近日俄羅斯和中國簽署了供應24架蘇35戰機的軍售合同,交易額達20億美元。據悉,雙方還將進一步擴大飛機發動機領域的合作。那麼這是否意味著俄方將向中方轉讓117S發動機技術呢?如果轉讓成功,將對中國產生怎樣的重要影響呢?本期出鞘,小編將和您聊聊這一話題。

按照俄方的說法,俄中蘇35軍售談判的過程極為複雜。因為它包含了蘇35的發動機配套、火控及外掛武器名錄、機載雷達等。小編認為這之中最重要的是發動機技術轉讓的問題。事實上,早在中俄蘇35合同達成前,就有分析人士指出,中國購買蘇35的主要目的是為了獲取117S發動機的技術。

蘇35與之前的蘇27家族飛機之間的重要區別是使用增力發動機,即著名的117S發動機,與蘇-27家族之前使用的AL-31F發動機相比,117S發動機是AL-31F量產型發動機使用第五代技術的深度發展型號。特殊模式下發動機推力增加16%,達到14500千克,最大無加力推力達到8800千克。

117S渦扇發動機(俄羅斯編號AL-41F-1S)是俄羅斯土星聯合體在21世紀為蘇-27改進型和PAK-FA/T-50戰鬥機研製的動力系統,它是在AL-31F的基礎上改進而成的,其中有80%的零部件是重新研製的,包括高、低壓氣機、燃燒室與加力燃燒室,它的風扇直徑由0.905米增加到0.932米。

2014年珠海航展期間,俄羅斯廠商曾攜117S矢量發動機來華參展,當時新浪軍事的小編曾採訪了俄羅斯發動機聯合製作展台的負責人,他稱117S經過一定的改造現在已經可以適用於蘇27和蘇30。新浪小編又問那麼中方的殲15和殲16能否安裝,俄方工作人員則頓時笑而不語。

眾所周知,中國擁有世界上最大的蘇27家族機隊,而這一龐大的機隊長期以來一直使用AL-31系列和號稱「AL-31中國版」的太行發動機,其設計思想、製造標準、性能諸元還是蘇聯冷戰時期戰略方針的體現,在今天現代化作戰條件下,其實已經嚴重不合時宜。

蘇聯根據衛國戰爭經驗,發現坦克和飛機的戰場壽命往往只有幾十到一百多個小時,所以戰後時刻準備打第三次世界大戰的蘇聯設計武器就以簡單、便宜、容易大規模生產為原則。認為航空發動機沒有必要需要長壽命和翻修期。在這種指導思想下,蘇聯的發動機翻修和壽命要比美國的短得多。

蘇聯解體以後,俄羅斯認識到了這種思想已經過時,所以現在AL-31系發動機的改進型號的首翻期和總壽命已經比早期型號有所增加,但是因為基礎設計問題,AL-31系發動機的推力、壽命、耗油率、雜訊水平和環保水平等主要指標都落後於世界先進水平,所以仍然遠不及美國同類型發動機。

說完質量,我們再談談性能問題,戰鬥機有所謂的「日重一磅」的規律,就是戰鬥機研製成功以後,面對新的威脅來需要不斷的提高性能,這就不可避免的需要增加設備,這些都會增加飛機的重量,從而降低飛機的推重比,影響飛機的飛行性能,讓飛行包線變窄,這樣就需要增加發動機的推力。

以我國空軍目前的蘇27、殲11、蘇30、殲-16、海軍航空兵的殲15等主力戰機來講,它們都屬於蘇-27側衛家族的改進改型,改進包括加裝了兩個重載掛架,對機翼和機身進行加固,同時還增加了部分設備,殲-15還增加了鴨翼,因此不可避免的增加了飛機空重,飛機空重增加1000公斤以上。

但同時這些戰機使用的AL-31F和太行發動機,推力仍舊停留在蘇27SK的水平之上,這樣就造成了推重比下降,飛行性能變差,包括加速性能、爬升、起降等性能。有鑒於我國的殲10系列戰機也在使用AL-31F和太行發動機,因此,為中國龐大的主力機群尋找更強勁的心臟就變得刻不容緩。

需要指出的是蘇-30MKK、殲-16可能還將進一步升級,包括換裝有源相控陣雷達、增加電子對抗能力,如配備拖曳誘餌,能夠使用更多的精確制導武器,這樣就可能的進一步增加飛機的空重,因此需要更大推力的發動機來保證飛機的推重比不致下降太多,以保證飛機的飛行性能。

從相關資料來看,我國有關單位也在研製太行發動機的性能增強型,採用了新的風扇、新設計了低壓段,提高了燃燒室的性能,從而把發動機的推力提高12%,使其性能達到或者接近117S的水平,但從進度來看,它暫時還無法用於戰機的改進,在這種情況下只能引進117S應急和過渡。

而且我國航空發動機長期在測繪仿製中徘徊,至今沒有一個型號走完一個研發的全過程並裝備部隊。在設計方面,我國基本上還處於參照國外機型半仿半研、通過實物試驗反覆迭代的階段。在這種情況下,通過引進一型外國先進發動機利用其技術發展國產先進發動機也是無奈的選擇。

這種情況與1990年代的情況驚人的相似,當時我國的殲10、殲11都需要先進的渦扇發動機,但是國產太行發動機進度遲緩無法配套,只好引進俄AL-31F/FN發動機,後來經過努力太行渦扇可以為殲11/11BS做為配套,近來也有太行版殲-10戰鬥機試飛的報道,這才緩解了AL-31F依賴症。

除了有助於對現有第三代戰機的升級之外,引進117S發動機還有助於我國第四代戰機殲20的研發。目前殲-20已進入設計定型階段,但是為殲-20研製的渦扇15發動機進度明顯落後,而目前殲-20在試飛中配備的AL-31FN-M1發動機性能仍然不足,中國四代戰機定型急需可靠的發動機。

當然,引進117S發動機並不是只為了將其直接照搬到國產四代機上,實際上,對於第四代戰機來說,該發動機的缺點很明顯:F117S發動機單台發動機的重量達到了2噸以上,這與四代機所需要的、更輕的動力系統是相互矛盾的(四代機的發動機理想重量大概為1.4噸-1.6噸)。

而目前即使殲20裝上了117S發動機試飛,也不利於戰機重心的調整,而且117S剛剛完成試製,還來不及裝備殲20,。依照目前殲20現在的進度,小編認為殲20目前還是會採用AL-31F進行試飛,等進口的117S發動機到貨時進行小批量試驗改裝,這樣不至於使殲20戰機的研製進程放慢。

而安裝117S發動機的殲20絕不是中國空軍的最終目的,將117S的先進技術應用到自行研製的渦扇15「峨眉」發動機上才是中國空軍所追求的,作為為我國第四代重型/中型戰鬥機而研製的小涵道比推力矢量渦扇發動機,渦扇15的定型也確實急需117S發動機的矢量技術作參考。

因此,引進117S發動機技術,實際上是事關我國空軍第三代、第四代戰機戰鬥力形成並提升的重要環節,作為我國目前能得到的為數不多的先進發動機,117S發動機這顆中國用重金換來的「心臟」必將為中國空軍的現代化,貢獻巨大的力量。
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