歼35这颗心脏,推力11.5吨,欧洲中推全被甩在身后

它不像涡扇15那样光芒四射,也未曾如同太行系列那样被大规模装机,但中国下一代舰载机的命运,却与它紧密相连。它,便是涡扇19,代号黄山——歼35的专属心脏,此刻也是中国最先进的中等推力发动机。

文章配图-1

战斗机发动机的世界,依照推力大致分为三档。首先是重型大推,推力超过12吨,用于装备重型战斗机,例如美国的F119、F135,以及我们自主研发的涡扇15。接下来是中推,推力在8到12吨之间,匹配中型机,像美国的F/A-18的F414,欧洲的台风EJ200和阵风M88都属于这一级别。最后是小推,推力5吨以下,通常用于教练机和轻型战机。很多人觉得中推发动机不上不下,其实恰恰相反。大推发动机虽然性能强大,却重量大、耗油高,在重型机上使用未免浪费;而小推发动机推力不足,无法满足中型机起飞和高速机动的需求。中推发动机正好填补了这两者之间的空白,堪称中型机和舰载机的理想选择。尤其在舰载机领域,对重量的限制更为严格,双中推布局也比单大推更具灵活性,更加适配航母起降的需求。中推发动机,绝非二等公民,它是中型机和舰载机赖以生存的命根子。但就在这关键领域,中国曾经留下过一块难以弥补的遗憾。我们的大推发动机,如太行和峨眉,起步较晚,却在短时间内迎头赶上。然而,中推发动机却长期依赖于仿制俄制RD93,自主设计能力空有其形。而涡扇19,正是为了填补这个巨大缺口而生的,它填补的方式,远超出了所有人的想象。

文章配图-1

RD93,是俄罗斯米格29战斗机的出口型发动机,推力为8.3吨,推重比为6.5,启动时还会伴随着滚滚黑烟,那景象着实不雅。更重要的是,我们被困在别人的技术链条上,这对于一款隐身战机来说,无疑是致命的。隐身战机对超音速巡航有着严苛的要求,而RD93在高空高速飞行时,性能欠佳,油耗过高,根本无法满足五代机对动力的需求。国产化,不再是可选项,而是关乎国家生存的必选项。贵阳发动机研究所率先在RD93的基础上,研发出了涡扇13,将推力提升至8.5吨,推重比达到7左右。但核心部件,如机匣、压气机和涡轮,依然沿用了RD93的结构,即便努力将其推向9吨,推重比提升至7.5,也已触及极限。随后,又推出了一款过渡型号——涡扇21,推力达到了9.3吨,推重比为8,目的是先让歼35能够起飞,进行气动和航电的测试工作。这种策略,与歼20先使用AL-31F再逐步升级到涡扇15的路径如出一辙——飞机与发动机,各司其职,并行发展。然而,仅仅依靠过渡型号,是无法满足歼35最终设计指标的。要实现真正的突破,必须研发一款全新的四代中推发动机。

文章配图-1

歼35的前身,是FC31鹘鹰,那是一款由沈飞集团自筹资金研发的外贸隐身验证机。最初,它并非军方正式立项的项目,在五代机竞标落选后,沈飞集团为了维持团队和生产线,毅然决然地投入资金,自行研发。首飞时,FC31使用了两台RD93发动机,在国际市场上,它夹在高端的F35和低端的米格29之间,定位显得有些尴尬。转机出现在海军对下一代舰载战斗机产生了迫切需求,需要一款能够替代歼15的全新战机。歼20体积庞大,重量过重,而FC31的尺寸和重量却恰好合适,况且歼15的研制也出自沈飞集团之手。海军看中了FC31的潜力,决定将其发展成为舰载五代机,于是,歼35应运而生。它从最初不受重视的外贸验证机,一跃成为海空军共同渴望的主力机型。涡扇19的总师是黄维娜,贵阳发动机研究所中为数不多的女性总师之一。贵阳所位于贵州安顺,名气远不如沈阳所和西安所,但它却是中国中推发动机领域的专业户,长期从事仿制和改进工作,而涡扇19,则是其首次完全自主设计的一款四代中推发动机。这从抄作业到自己出题、自己考,难度提升了一个数量级。在黄维娜的带领下,团队历经了大约十年的艰苦奋斗,从图纸设计到批量生产,一步一个脚印,克服了重重困难。总师负责制,是中国航发行业的传统,一款发动机的研发和生产,总师往往要盯着十几年,这十年里,他们承受了多少未知的压力,外界无从得知,但最终的结果,实实在在地摆在了我们面前。涡扇19采用了诸多前沿技术:数字化设计,用计算机仿真代替了大量的地面实验,大大缩短了研制周期,减少了25%以上;第三代单晶涡轮叶片,涡前温度比涡扇13高了200多摄氏度;还有陶瓷基复合材料,这是欧美航发领域引以为傲的技术,如今也已在我们这里得到应用。这些技术,并非凭空产生,而是太行和峨眉两代发动机不断积累的宝贵财富。没有太行20多年的摸爬滚打,没有涡扇15在大推领域的经验验证,涡扇19根本不可能一蹴而就。航发技术,是积攒出来的,是靠一步一个脚印走出来的。 当参数数据摆在眼前时,我们才能清晰地认识到涡扇19的实力:推力达到11.5吨,推重比超过10.5,总压比高达35,涵道比为0.4,涡轮前温度超过1870K。美国F414发动机,从F404发动机发展而来,仅仅推力从7吨提升到9.8吨,就耗费了40年的时间。而涡扇19,却在短时间内就达到了11.5吨的推力水平,与F414的改进型相比,毫不逊色,甚至超过了欧洲的EJ200和法国的M88。这不仅仅是简单的追赶,更是一步到位,达到了世界先进水平。太行发动机,是中国从仿制到自主研发的里程碑,而涡扇19,则是中国从自主三代中推发动机到自主四代中推发动机的巨大飞跃。从RD93到涡扇13,再到涡扇21,最后再到涡扇19,中国航发人走过了十多年的不懈努力。曾经拖着黑烟的外贸验证机FC31,如今已经蜕变为海军和空军都迫切需要的歼35。那些在贵州大山里,一砖一瓦地建造实验室的人们,那些肩负起总师重任,坚持了十几年的人们,所做的,就是这样一件平凡而伟大的事情:把别人认为不可能的事情,一件一件变成现实。在传奇航空发动机系列故事中,涡扇19或许是最不起眼的那一款,但它却证明了一件事——中国航发,不再是追赶者,至少在中等推力这个领域,已经站在了世界的最前沿。