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“太行”还是不“太行”?

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太行”还是不“太行”?根据某些媒体猜测,我国在第三代大推涡扇机方面的开山之作--太行是在测绘仿制 CFM56 核 心机的基础上发展起来,而 CMF56 的核心机就是 F110 的核心机--GD25结合各方面报道来 看,太行从设计概念和总体结构上讲,确实基本与 F110 类似,采取了三级轴流式风扇,九 级高压压气机,高低压双转子,高温升燃烧室,小涵道比,混合排气的总体设计拜较大的 涵道比所赐,太行的军用推力耗油率较低,加力比很大,约 1.7 左右太行可以说是航空相 对落后发展中国家后发优势和薄弱工业基础综合作用的产物,其在总体性能上属于第三代军 用涡扇,但是在部分技术和工艺运用上却更为大胆,达到了某些四代大推的水准,与此同时 又在材料使用上与航空强国有着较大差距,属于二代半水平 珠海航展上的太行发动机,虽然此时太行已经向世人展出,但是其技术性能离完善成熟还有 一定距离 太行的技术特征: 首次采用带进气可变弯度导向叶片,超塑成型扩散连接的进气机匣,是国内该项设计技术的 全新突破;三级风扇为带进气可变弯度导向叶片的跨音速气动设计,采用悬臂支承并首次 采用整体铸造钛合金中介机匣; 1.第Ⅳ级和Ⅷ级高压压气静子叶片,在国内首次实现了高温合金叶片的冷辊轧。

研制成功的 GH4169 合金Ⅳ级至Ⅷ级静子叶片冷辊轧填补了国内高温合金叶片冷辊轧技术的空白2004 年 12 月底完成攻关,在国际上处于领先地位 2.两级低压涡轮首次采用复合倾斜弯扭的三维气动设计,两级导向叶片均为空心、三联整体 无余量精铸结构,与高压涡轮对转,其效率达到当今国际先进水平; 3.将纳米氧化锆技术应用于热障涂层,给“太行”发动机高压涡轮导向叶片以及低压一、二 级导向叶片穿上了一层性能优良稳定的“保护衣” ,达到了世界热障涂层技术应用的最前沿 2005 年 5 月,完成该技术工程化,在“太行”发动机叶片上应用2005 年 8 月,用纳米氧 化锆热障涂层技术喷涂的高压涡轮导向叶片解决了烧蚀问题,顺利通过了“太行”发动机长 期试车考核 4.复合材料外涵道机匣是国外第四代发动机技术,填补了国内航空发动机技术的空白; 5.加力燃烧室为平行进气式,工作范围宽,重量轻,流体损失小,采用分区分压供油方案, 保证在发动机工作包线内可靠点火和稳定燃烧; 6.尾喷口为全程无级可调收敛扩散喷口设计 太行发动机的定型可谓是中国航空发动机领域最具有重大意义的事件太行的研制成功具有 深层次意义---我国已经拥有一款性能先进的三代航空发动机核心机。

在重型双发战斗机上试用的太行发动机 太行其实只是这个核心机的一个衍生型号有了这个核心机,我国就能在关系到国计民生的 重大动力领域实现突破在这个核心机上衍生的大推力涡扇发动机,也就是太行,能够实现 我国在重型双发空优战斗机,重型双发远程精确打击战斗轰炸机和中型空优战斗机及其对地 改型上的动力完全自主生产,自主供应,自主维护而以往这个位置是由我国从俄罗斯购买 的 AL31 系列发动机占据的太行目前已经装备了我国的歼十一 B 型重型空优战斗机---为了 避免新发动机在装机实用过程中的风险,一般各国都首先把新发动机安装在双发飞机上使用 不过,由于太行发动机是我国在三代大推力涡扇发动机的首个也是唯一一个作品再加之太行 在涡轮叶片和涡轮盘材料工艺上仍然与先进发动机的要求有较大差距,太行在装备歼十一 B 战斗机后,出现了一系列的技术问题,曾经导致这个型号的战斗机无法完全适应战斗力要求 这是航空发动机研制历程上再正常不过的事情美国的 F100 发动机在装备 F15 后,也曾经 导致 F15 战斗机大面积停飞,甚至使得美国不得不再研制出一款新的发动机 F110 应急作 为现代工业最为复杂和先进的产物,航空发动机在实用尤其是刚刚装备部队时暴露问题也是 日后改进和发展的珍贵财富。

太行在单发战斗机上的应用也随着近年来歼十试飞太行工作的 开展而一步步走进太行在歼十上进行试飞是从 2006 年开始的,可是由于当时太行技术并 不成熟,为了寿命和可靠性,性能限制也较大,无法完全满足在单发飞机上应用的性能和可 靠性要求试飞工作并未大范围开展,只是进行了太行在单发战斗机上使用的一次验证性探 索不过太行在歼十一系列战斗机上的成功使用大大鼓舞了航空动力科研工作者的信心,也 为太行在单发战斗机上试飞提供了性能和可靠性保证预计从今年也就是 2009 年开始,太 行将会安装在歼十战斗机上进行全面的试飞等到试飞结束,太行装备单发战斗机歼十将标 志着太行做为一款大推力军用涡扇发动机的完全成熟,太行将迎来生产型定型的里程碑式成 功从此,中国在三代战斗机发动机领域将拥有一型我们梦寐以求十几年的成熟型号!这个 成熟,稳定而先进的平台将会在日后进行充分的改进太行改进的主要有以下几个型号: 1.增加可靠性和寿命的基本型号;弥补太行基本型号在可靠性和寿命方面的不足,进一步应 用先进材料和控制系统,使得太行从推力级别到各种性能都完全达到国际第三代军用大推力 涡扇发动机先进水平这个改进的重点就是换装我国自主研制的 DD6 单晶涡轮叶片和安装我 国为太行研制的全权数字控制系统。

这些改进措施,将使得太行在寿命,可靠性,加速性, 启动特性,升限以及推力曲线方面基本达到和超过现有俄罗斯发动机的标准,为今后实现完 全不依赖俄罗斯三代航空发动机打下坚实基础 2.增加推力和推重比的增推改进型号;目前太行虽然具有相当先进的核心机,但是由于我国 在工业基础方面的差距,并没有把核心机的性能完全发挥出来今后太行改进将会增加加力 推力和推重比,完全释放先进核心机的性能潜力预计太行增推改进型的加力推力能够达到 13 吨左右,甚至达到 14 吨乃至更高的级别,在加力推力上承接三代动力和四代动力;推重 比预计达到 9,甚至 10 左右,可以实现在中国四代动力不成熟的情况下保证中国未来四代 战斗机的首飞和试飞任务另外,我国在三代战斗机改进上也需要增推型太行歼十作为一 款空优中型战斗机是完全合格的,但是随着空军日后在对地打击任务方面承担更多的份额 笔者推断,我国也会在歼十的基础上改进出一款强调对地和精确打击的三代半中型战斗机 这款战斗机将在气动和结构设计上做出较大改动,机身加宽,进气道可能采用三维乘波设计 (就是枭龙上目前采用的鼓包进气道) ,增加挂架数量和载弹量,这些改进对于发动机的推 力性能提出很高要求。

如果太行能够继续改进,加力推力在不长的时间内能够达到上述的 14 吨左右,就完全能够胜任歼十改型的推力要求同样,我国也会在歼十一基础上改进出 一款远程对地精确打击重型战斗轰炸机,这款战轰将会采用更新的机体结构---在结构设计和应用水平上超越俄罗斯苏 35 系列---而且具有更大的载油量和载弹量,从而在综合水平上 超越苏 30 系列,接近或者达到 F15E 的作战效能太行改进型也会在这样一款先进的战斗轰 炸机上为我国攻防兼备空军战术体系的建立做出突出贡献 3.大涵道比改进型;我国目前的安全局势整体较为缓和,但是在局部地区仍然具有爆发高强 度战争的可能为了实现我国地面部队的大规模战略快速部署,我国需要载重达到 50 吨左 右的大型战略运输机目前我国在此级别运输机动力领域属于完全空白,太行的核心机完全 具备改进出大涵道比非加力型发动机的潜力,有足够的能力填补这个空白我国的战略运输 机设计应该参考前苏联的伊尔 76 系列机型,并进行适当放大和改进太行的核心机经过改 进后衍生出的大涵道比发动机将会把整机换算流量提升至 200 公斤每秒左右,单机最大推力 达到 13 吨左右,完全可以满足伊尔 76 以及更大四发战略运输机的推力需要,满足我国战略 运输装备体系建设的要求。

如果对太行进行更加深入的改进,将整机流量提高的 300 公斤甚 至 400 公斤每秒,则可以满足双发和四发大型干线客机的需求,今后将会实现我国民航动力 的完全自主化 4.舰用燃气轮机;燃气轮机在近二十年成为军舰动力的首先选择,其功率输出较大,加速性 能好,效率更高我国在舰用燃气轮机方面也与世界有着较大差距,在我国新近下水并装备 部队的主力舰只中,基本没有采用国产舰用燃气轮机的型号在太行基础上改进出舰用燃气 轮机也是完全可行并且意义重大的工作 国产 QC185 燃机——为“太行”涡扇发动机改装 目前,太行发动机还存在着大量的问题阻碍着其进行生产定型和大批量装备比如,高空性 能不足,空中开车较慢,叶片震动模型不够完善,某些部件国内尚不能保证大批量生产条件 下的质量等等不过,无论太行出现了什么问题都不是难以克服的,面对问题也不能抱有指 责和放弃的态度太行是我国实现航空动力自主化的关键型号,如果因为一些小问题没能坚 持下去,我国的三代和四代动力型号很可能就从此一蹶不振,而坚持把太行搞下去则意味着 我国有希望完全突破欧美发达国家最后的工业壁垒太行发动机于 05 年定型,06 年前后开 始试用,现在仍然没有完全成熟,不过只要坚持用解决问题的态度面对问题,再过 5 年左右, 太行即可担当撑起我国和平天空的重任! 由此可见,一款三代大推力涡扇发动机的研制成功能够带来多大的战略利益和经济利益。

航 空发动机,尤其是先进航空发动机,是一个国家最为宝贵科技财富我国在第三代大推力涡 扇发动机太行研制成功和装备部队以后,并没有停止发展的脚步在深化太行系列发动机改 进改型的科研工作的通过,也开始了对第四代大推力航空发动机的探索和研制 。

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