法兰西不能没有动力

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1、法兰西不能没有动力法兰西不能没有动力 航空知识 2010-12-03 19:55:27 阅读 114343 评论 73 字号：大中小 订阅 法国海军“夏尔戴高乐”号航母机库内，地勤人员正在为“阵风”舰载战斗机安装斯奈克玛 M88-2 涡扇发动机。 司古和美国、俄罗斯甚至英国比起来，法国的航空工业有着浓厚的法兰西特色。法国的航空工业建立较早，但在二战前一直缺乏高水平的活塞发动机，致使法国战斗机性能平平，战后法国总统戴高乐还对此耿耿于怀。由于二战时败于德国，法国的航空工业在战争期间没有得到什么发展的机会，最多只是充当纳粹德国的生产车间。但法国的航空传统还在，对于动力系统地位的认识还在。战争结束后，

2、法国人急切地发现，美国、苏联和英国早已开始了喷气推进技术的研究，而且都把自己的喷气式飞机送上了天。法国明白，如果不想落后，首要必须解决喷气推进问题。经过六十多年的历程，许多法国航空业人士都谈到法国航空发动机发展史时都说，二战后法国主要发展了 3 个系列战斗机发动机，即”阿塔”、M53 和 M88，虽然它们都不及美国同类发动机，但却为法国航空开辟了独属于自己的一方天地。阿塔的阿塔的 25 年年德国战败后，原本处于极度保密状态的喷气推进技术已经公开。法国人知道，眼下从英美盟国手中很难拿到最新的技术成果，简单的办法是去找德国人。早在战争结束前夕的 1945 年 2 月，纳粹德国负责开发 BMW 00

3、3 喷气发动机的赫尔曼奥斯特里希（Herman ?strich）及其研发团队匆匆迁往马格德堡附近的小城施塔斯福特。在城外的盐矿里，纳粹建立了地下工厂，继续生产喷气发动机。4 月 12 日，美军占领了施塔斯福特，德国守军投降，奥斯特里希将许多重要技术文件藏在当地一处墓地里。不久，美国普惠公司技术人员组成的 10 人调查组进驻，找到奥斯特里希，弄走了技术资料。凭借这些资料，美国成功生产出 BMW 003。英国人很看重奥斯特里希，布里斯托尔发动机公司力邀奥斯特里希前往英国工作，但奥斯特里希却有自己的打算，与已经在喷气推进领域进展不小的美国和英国相比，在该领域尚属空白的法国能提供的交换筹码显然会更多，

4、而此时法国政府也在积极寻找德国喷气研究技术人员和资料。在秘密会见了法国调查研究局的代表后，奥斯特里希答应帮法国继续发展 BMW 003，此时法军在自己的占领区找到了一些 BMW 003, 迫切希望能建立起该发动机的生产设施。德国宝马 BMW 003 轴流式喷气发动机，法国航空喷气推进技术的最初基础即来源于此。在和奥斯特里希达成合作意向后，法国在德国法占区瑞肯巴赫的原道尼尔工厂为他建立了研发设施，研究队伍很快扩大到 200 人。这个研究团队被称作“瑞肯巴赫航空技术工作室”，缩写为”阿塔”（ATAR）。奥斯特里希领导这个团队在 BMW 003 基础上开发推力更大的轴流式喷气发动机，1945 年 1

5、0 月完成初始设计，命名为”阿塔”101。法国政府非常满意，允诺将让团队成员与家人团聚，提供更优厚的薪水，放松旅行限制，甚至将给他们法国国籍。1946 年 4 月，”阿塔”101 的图纸被送往法国斯奈克玛公司投入生产（需要指出的是，斯奈克玛当时也是国有公司）。5 月，斯奈克玛完成了首批零部件的制造，但压气机和涡轮的制造却遇到了麻烦，直到 1947 年中才完成。1948 年 3 月 26 日，第一台完成的”阿塔”101 开始试车，在 4 月 5 日的测试中，发动机推力达到了 3700 磅（16.8 千牛），经过一番改进，到 10 月推力提升到了 4850 磅（22 千牛）。到 1950 年 1

6、月，斯奈克玛又制造了多台”阿塔”101 加入试验，使总的运转小时数超过了 1000，推力进一步提高到 5955 磅，”阿塔”101 成为当时最强劲的喷气发动机之一。要知道当初的 BMW 003 推力只有 1760 磅，还不到”阿塔”101 的一半。斯奈克玛后来对”阿塔”101 进行了小幅改进，增加了定子导流片数量，成为”阿塔”101B。1951 年 2 月，首台”阿塔”101B 完成了 150 小时寿命测试，工作推力达 5290 磅（24 千牛）。12 月 5 日，安装”阿塔”101B 的达索“飓风”进行了试飞，从 1952 年 3 月27 日起，”阿塔”101B 又装在格罗斯特“流星”F.4

7、 翼下开始飞行测试。不久，斯奈克玛又推出了压气机和燃烧室经过改进的”阿塔”101C，进一步将推力提升到 6170 磅。其后的”阿塔”101D 采用新型高温合金涡轮，同时增大了涡轮尺寸，使涡轮前温度提高到 1000 摄氏度，推力则提高到 6615 磅。”阿塔”101D 喷管还使用了眼睑式的两片式调节瓣。再后来的”阿塔”101E 增加了零级压气机段，将总压缩比提高到 4.8:1，推力增至 8160 磅。法国人又给”阿塔”101D 加装了加力燃烧室，发展成”阿塔”101F，推力达到了 8380 磅，随后”阿塔”101E 也增加了加力机构，成为”阿塔”101G，推力提升到 10365 磅。1954 年

8、 8 月，”阿塔”101F和”阿塔”101G 装在“神秘”II 上进行了飞行测试，但并未正式装备该机。1955 年 3 月 2 日，一架“超神秘”进行了成功首飞，它的动力装置来自英国，是罗罗的“埃文”，1956 年 5 月 15 日，采用法国国产”阿塔”101G的“超神秘”完成首飞。斯奈克玛“阿塔”101G3A 喷气发动机及使用该动力的达索“超神秘”B2随着喷气推进技术的发展，现有的”阿塔”101 系列推力渐显不足。1954 年，斯奈克玛公司开始开发一种更激进的改进型发动机”阿塔”08，这种发动机总体设计和”阿塔”101 相近，但压气机从原来的 7级增加到 9 级，采用了稍小的两级涡轮和合金压

9、气机转子。最初完成的”阿塔”08B-3 压缩比提高到 5.5:1，推力达到了令人鼓舞的 9500 磅。接着法国人为”阿塔”08 设计了全新的加力燃烧装置，成为”阿塔”09。1967 年 1 月试车中，”阿塔”09 加力推力达到了惊人的 12350 磅，并很快进一步提高到 13230 磅。1959 年 12 月斯奈克玛又推出”阿塔”09C，其喷口调节机构由两片改为 18 片。”阿塔”09C 采用了微型涡轮发动机作为起动动力，直接为发动机提供压缩空气，这样发动机可以不必等到压气机达到充分转速时完成起动。此后的”阿塔”09D 喷管和加力燃烧室都使用钛合金材料，能让飞机保持两马赫的高速飞行。1969年

10、完成的”阿塔”9K-50 重新采用了空心涡轮叶片技术，改善了总体性能，特别是提高了燃油经济性，”阿塔”9K-50 也是法国独立自研的第一台 7 吨级推力的军用引擎。从 1945 年的”阿塔”101，到 1969 年的”阿塔”9K-50，法国人花了 24 年时间，从 1 吨级推力一直发展到 7 吨级推力。7 吨级推力喷气发动机被视为一国涡轮喷气发动机技术的标志和重要里程碑。自此法国人终于在喷气发动机研制领域中跻身美、英、苏强国之列，组成了第一集团 4 强俱乐部。正因为如此，“军旗”、“超军旗”、“幻影”III/IV/V/F-1 等飞机才有了法兰西自己的动力系统。法国人可以荣耀地宣布，在航空动力领

11、域自己不需要依靠任何人。法国布尔歇博物馆收藏的“幻影”F-1 战斗机全尺寸内构模型，其中清晰可见“阿塔”9K50 发动机，1969 年推出的“阿塔”9K50 是法国第一台 7 吨级推力军用喷气发动机。“阿塔”9K50 发展而来的无加力简化版“阿塔”8K50，后来成为达索“超军旗”的动力。1955 年，法国政府发起了一项旨在实现 3 马赫飞行速度的研究计划，斯奈克玛受命开发相应的发动机。新发动机沿用”阿塔”101 的压气机，但将轻质合金换成了合金钢，以耐受更高的工作温度。高速飞行要求发动机采用空心气冷涡轮叶片，新发动机被命名为 M26，1957 年 5 月开始试车，不加力推力达到了 10364

12、磅（47 千牛）。经过进一步改进的 M28 在 1958 年 9 月的试车中产生了 11466 磅（52 千牛）的推力。几经尝试最终推出的超级”阿塔”是一个里程碑式的产品，采用了当时颇为风行的可调定子，加力推力 85 千牛。虽然 3 马赫研究机项目最后无果而终，“超级”阿塔”发动机也在 1960 年停止研究，但该发动机为法国航空动力开发积累了丰富经验。第二个里程碑第二个里程碑M531958 年普惠自筹资金开始开发一种全新的发动机，希望成为美国超音速战斗机的动力装置。一年后的 1959 年，普惠购买了少量斯奈克玛的股份。两家公司从此开始了较为密切的合作，普惠委托斯奈克玛在欧洲维修 JT3/4 发

13、动机，而斯奈克玛则与普惠合作开发新型航空发动机，在普惠原有的 JTF10 基础上，斯奈克玛与普惠合作改进推出 TF104/106，并成为法国垂直/短距起降研究机“幻影”III-V 的升力发动机，后来普惠和斯奈克玛又合作发展出 TF306，用在了“幻影”G 上。这两种飞机都飞上了天，却没能进入量产。法国与普惠合作开发高端军用发动机的进程就此中断，但斯奈克玛在合作中还是获益匪浅：普惠的JTF10A 在 1961 年被选为 F-111 的动力装置，成为世界上第一种军用加力涡扇发动机TF30。借助普惠 JTF10 的技术，斯奈克玛和普惠联合开发了 TF306，虽然该项目最终夭折，但斯奈克玛还是在合作中

14、获益良多。JTF10 后来发展出著名的 TF30。1967 年，斯奈克玛开始打造法国喷气发动机发展史上的第二个里程碑M53 涡扇发动机。值得注意的是，也是在这一年，法国退出了与英国等国合作的“狂风”变后掠翼战斗机项目。“狂风”的方案分歧让法国多少感觉到，在动力核心技术掌握在英国人手里的前提下，自己很难在设计上有更多的话语权。法国人当然有不甘心的理由，当年在合作研制“美洲虎”攻击机时，英国罗罗还和法国透博梅卡公司联合开发了“阿杜尔”发动机，1968 年成功首次试车，“阿杜尔”额定推力 5240 磅，加力推力 8430 磅，总计生产了2800 多台，飞行小时数超过 700 万。“阿杜尔”有带加力和

15、不带加力两大系列，既能满足对地攻击需要，又能满足高级教练需求，甚至还能满足航母舰载机需要。除了“美洲虎”，日本三菱 T-2 和 F-1，BAE 系统公司“霍克”和波音-BAE“苍鹰”，也都采用了该发动机，耐久性和维护性都很不错。通过与罗罗合作，法国发动机研制水平得到了一定的提升，希望在新的国际合作项目上拥有更重要的地位。某种程度上，推出“狂风”项目也促使法国进一步发掘”阿塔”的潜力，开发新型发动机。M53 最初被称作超级”阿塔”，法国希望以此作为国产两倍声速战斗机的先进动力。在”阿塔”基础上经过 3 年改进，M53 最终诞生。1970 年起，首批 20 台样机开始测试；10 月，发动机达到了设

16、计转速和最大不加力推力（11446 磅/50.96 千牛）；1971 年 9 月，M53 实现了最大加力推力（18740 磅/84.43 千牛）；1973 年 7 月，M53 装上一架“快帆”右侧的发动机短舱接受飞行测试，次年 12 月又被装上“幻影”F1-M53 进行高马赫数飞行试验当时该机正在同 F-16 角逐北约战斗机招标合同。M53 的设计理念可以追溯到”阿塔”9C/9K，M53 也采用单轴设计，风扇、高压压气机和涡轮都在一根轴上。许多人以为作为目前世界上在主力战机上服役的唯一一款单轴涡扇发动机，M53 的设计颇为老套。也许，但不能否认这一设计却让 M53 的结构异常简化，比当年的 TF306（该发动机十分接近普惠TF30）更加简单可靠。和同时代的双轴涡扇发动机相比，M53 皮实耐用，完全不需要悉心关照。M53 的维护也非常简便，因为采用了模块化制造理念，零部件通用性非常好。维护过 M53 的工程人员对这种发动机最深的印象就是简单，它没有可调定子，活动零部件数量也较少，其可靠性较好，操控性也不错，在使用中性能没什么限制这在作战中尤为重要