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中國從英國引進的成功航空發動機,30多年後仍在殲轟7上使用

2024-07-21軍情

在我們之前的文章【中國引進最成功的航空發動機,緩解了空軍30年的技術壓力】中提到,自90年代初,中國在第三代渦扇發動機研發上遠遠落後西方,當時殲-10戰鬥機計畫剛啟動便遭遇了發動機短缺的困境。因此,進入90年代後,中國依托與蘇聯/俄羅斯的良好關系,在引進蘇-27「側衛」戰鬥機的同時,也引進了若幹AL31FN發動機,用於殲-10的試飛。1996年中俄簽訂訂單,1997年俄羅斯開始向中國交付AL31FN航空發動機,1998年3月23日裝備此發動機的殲-10戰鬥機首次試飛成功。

在隨後的相當長時間內,殲-10一直采用從俄羅斯進口的AL31FN發動機,此外包括國產化的殲-11B、首款艦載機殲-15「飛鯊」,以及首飛和批次裝備的殲-20「威龍」隱身戰鬥機等,也都使用了從俄羅斯進口的AL31FN發動機及其改進型。然而,國產渦扇-10發動機在本世紀初雖然進行了近十年的試驗,在殲-11B和殲-11BS等機型上進行了小批次裝備,主要是為了測試其可靠性和耐用性。

裝備AL31FN發動機的殲-10

不過,這些發動機的效能始終未能滿足中國空軍的高要求,並曾發生多起空中停機等嚴重事故。直到2011年後,黎明發動機廠啟動了渦扇-10發動機的品質改善計劃,提升了渦扇-10發動機的可靠性、使用壽命和推力,即後來的渦扇-10A發動機,2015年經改進後的渦扇-10A開始批次生產,並裝備在殲-11B、殲-11BS、殲-16等機型上。

渦扇-10

隨後,黎明發動機廠進一步開發出渦扇-10B、渦扇-10C和向量版本的發動機。2018年珠海航展上,裝備渦扇-10向量發動機的殲-10B在航展上進行了眼鏡蛇機動、落葉飄等高難度機動動作飛行表演,這標誌著中國在航空發動機研制上達到了一個新高度,同時渦扇-10家族也在向多樣化方向發展。

搭載向量發動機的殲-10B

在殲-10上大規模裝備並投入使用是在幾年後的2021年,當時空軍宣布裝備渦扇-10B的殲-10C型戰鬥機服役,這標誌著渦扇-10發動機已經開始在單發的殲-10戰鬥機上廣泛使用,顯示出其優越的推力、可靠性和耐用性。與雙發戰鬥機相比,單發戰鬥機對發動機的要求更高,一旦發動機故障無法重新開機,將面臨重大事故,而雙發戰鬥機則可以依靠另一台發動機安全返回。

出口到巴基史坦的殲-10C裝備了渦扇-10B發動機

因此,渦扇-10系列發動機在初期並未在單發的殲-10戰鬥機上廣泛使用,只在雙發的殲-11等戰鬥機上進行了小批次裝備,以測試其效能,並為未來的研發和改進提供了寶貴的數據。到了第二年(即2022年),殲-10C戰鬥機成功出口至巴基史坦,也裝備了國產的渦扇-10B發動機。巴基史坦官方在其報道中還特別提到渦扇-10B發動機的卓越效能,表示其推力強、可靠性高、使用壽命長,足以證明如果渦扇-10B發動機不成熟,巴基史坦不會花費巨資引進36架殲-10C戰鬥機。

殲-20裝備的渦扇-10C

現如今,連殲-20「威龍」隱身戰鬥機也換裝了改進後的渦扇-10C發動機,其尾噴口帶有鋸齒狀,並且推力更大,標誌著渦扇-10系列發動機已全面成熟,可大批次換裝空軍主力戰鬥機,至此中國對俄羅斯AL31FN系列發動機30多年的依賴終將成為歷史。同時,在國產第三代渦扇-10航空發動機的研制上,中國也花費了30多年的時間(自1987年立項開始),可以說,如果沒有俄羅斯AL31FN系列發動機作為過渡,中國的航空工業發展將受到極大的制約,至少要滯後10年以上,這充分說明發動機對航空工業發展的重要性。

殲-10裝備的AL31FN發動機

除了AL31FN系列發動機,在中國航空歷史上還引進了一款裝備時間更長的航空發動機,它的裝備時間超過40年,至今仍在殲轟7「飛豹」戰鬥轟炸機上使用。這就是從英國引進的斯貝RB.168MK202渦扇發動機。接下來,我們將詳細討論這款傳奇的航空發動機,探究其引進過程及為何能長時間服役。

斯貝發動機由英國羅爾斯·羅伊斯公司在1960年代中期研制,1970年代初開始在英國從美國引進的F4K戰鬥機上替換原有的J79渦噴發動機後裝備使用,並由此引進美國。除了戰鬥機,斯貝發動機的改進型和衍生型還裝備了BAC1-11雙發支線客機、「三叉戟」三發客機、荷蘭F28支線客機、英國「獵迷」反潛機、灣流公司的公務機灣流II和灣流III等機型。時至今日,斯貝渦扇發動機依然活躍在全球多個領域。

斯貝渦扇發動機

使用斯貝的英國F-4K艦載戰鬥機

除了航空領域,斯貝渦扇發動機經過改造後還發展出了「海洋斯貝」艦用燃氣輪機(SM1系列,如SM1A型加力燃氣輪機),廣泛裝備在包括英國的22型和23型護衛艦、荷蘭的「卡雷爾.多爾曼」級護衛艦、「七省」級驅逐艦,以及日本海上自衛隊的「朝霧」級、「村雨」級、「高波」級、「秋月」級、「旗風」級和「阿武隈」級等多種戰艦上。在當時,斯貝渦扇發動機不僅廣泛用於軍事領域,還在民用航空和海軍軍艦中有重要套用。

斯貝渦扇發動機在A-7「海盜II」攻擊機上的使用

中國引進斯貝渦扇發動機

斯貝發動機除了在全球其他國家廣泛使用外,中國也曾引進及其生產線。由於上世紀60年代初中蘇關系惡化,蘇聯中斷了對華的技術支持,這導致中國航空發動機的技術引進中斷,使技術水平落後於世界先進水平,嚴重制約了中國航空工業的發展。1971年12月26日,周總理在航空產品品質座談會上指出:「航空工業就是有心臟病,要好好治一治這個心臟病。」並建議中國考慮引進英國的「斯貝」軍用航空發動機,以改變中國在航空發動機領域的落後局面,同時作為殲轟7的配套發動機。對此,英國方面也很快做出了積極回應,在經過一年多的商討和接觸後,1972年底英國答應向中國單獨出售民用「斯貝」發動機。1973年,中國在考慮後決定,在引進發動機的同時,從英國引進軍用「斯貝」發動機的專利技術,以實作國產化。

為此,1975年12月13日,中國在花費7679萬英鎊的情況下(不包括國內的投入費用),與英國簽訂了購買軍用「斯貝」發動機(RB.168 MK202型)專利合約、發動機整機購銷合約和發動機輔機專利合約,這在當時是一筆相當大的開支,並引進了成品40多台。

英國之所以向中國出口「斯貝」發動機及其合約,其背後的原因是當時以美國為首的西方國家都在積極拉攏中國,以達到對抗蘇聯的目的,因此在許多裝備的出口上都相對寬松。在引進「斯貝」發動機的專利技術後,中國制定了兩步走的計劃,第一步是在三年內,用英國提供的材料、毛坯、成品和附件,制造出與英國本土制造同等品質水平的「斯貝」發動機。

第二步是在五年內,用中國自己生產的材料、毛坯、成品和附件,制造出同等品質的發動機(也就是全面國產化)。1979年下半年,西安航空發動機廠出廠了第一批4台發動機,並進行了一系列的考核實驗。1980年2月至5月,中國又到英國進行更為嚴苛的考核實驗,最終證明中國本土生產的「斯貝」發動機都符合要求,並將其命名為「渦扇9」發動機。

殲轟7裝備的「斯貝」發動機

1983年年底,渦扇9發動機的第一期工程竣工驗收。但在此後,由於授權費用高昂,國民經濟調整,英國方面不派遣專家提供幫助、國內鑄造發動機壓氣機葉片段等工藝無法過關等種種原因,渦扇9遲遲無法完全實作國產化。進入到80年代末,隨著中西方關系惡化,英國方面也不再提供更多技術支持,導致渦扇9的國產化行程陷入到了瓶頸中。

與之配套的殲轟7「飛豹」戰鬥轟炸機,隨著時間推移,引進的40多台「斯貝」發動機很快就用盡了。因此,進入90年代以後,中國加快了對「斯貝」發動機的國產化工作。同時,為解決殲轟7的發動機問題,中國還從英國獲得了一批推移,發動機還可以繼續使用的F-4K與F-4M戰鬥機,以暫時緩解沒有發動機可用的局面。

全面國產化的渦扇9則一直到2003年7月17日才終於透過國產化工程技術鑒定,開始批次生產,並裝備在殲轟7上使用。如果這樣算下來,那麽從1975年簽訂專利購買合約,到2003年才全面國產化,僅斯貝發動機的國產化中國就花費了28年之久。時至今日,殲轟7依舊大批次裝備中國空軍和海軍航空兵,執行戰術對地和對海的打擊任務。而「斯貝」軍用發動機的引進,盡管國產化過程一波三折,但它的國產化過程卻為中國航空發動機的發展提供了寶貴的經驗和技術。

結語
從中國航空發動機的發展歷程不難看出,無論是渦扇9還是渦扇10,它們的發展過程都充滿了坎坷與挑戰。不僅受制於人,還要克服一系列的困難,一切從零開始。不過從今天看來,背後付出的一切都是值得的,它們的成功將推動中國航空工業的進步,擺脫卡脖子的局面。未來,中國在航空發動機的發展上將全面走向獨立自主,並一步步走向世界航空強國的行列。

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