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中国从英国引进的成功航空发动机,30多年后仍在歼轰7上使用

2024-07-21军情

在我们之前的文章【中国引进最成功的航空发动机,缓解了空军30年的技术压力】中提到,自90年代初,中国在第三代涡扇发动机研发上远远落后西方,当时歼-10战斗机项目刚启动便遭遇了发动机短缺的困境。因此,进入90年代后,中国依托与苏联/俄罗斯的良好关系,在引进苏-27「侧卫」战斗机的同时,也引进了若干AL31FN发动机,用于歼-10的试飞。1996年中俄签订订单,1997年俄罗斯开始向中国交付AL31FN航空发动机,1998年3月23日装备此发动机的歼-10战斗机首次试飞成功。

在随后的相当长时间内,歼-10一直采用从俄罗斯进口的AL31FN发动机,此外包括国产化的歼-11B、首款舰载机歼-15「飞鲨」,以及首飞和批量装备的歼-20「威龙」隐身战斗机等,也都使用了从俄罗斯进口的AL31FN发动机及其改进型。然而,国产涡扇-10发动机在本世纪初虽然进行了近十年的试验,在歼-11B和歼-11BS等机型上进行了小批量装备,主要是为了测试其可靠性和耐用性。

装备AL31FN发动机的歼-10

不过,这些发动机的性能始终未能满足中国空军的高要求,并曾发生多起空中停机等严重事故。直到2011年后,黎明发动机厂启动了涡扇-10发动机的品质改善计划,提升了涡扇-10发动机的可靠性、使用寿命和推力,即后来的涡扇-10A发动机,2015年经改进后的涡扇-10A开始批量生产,并装备在歼-11B、歼-11BS、歼-16等机型上。

涡扇-10

随后,黎明发动机厂进一步开发出涡扇-10B、涡扇-10C和矢量版本的发动机。2018年珠海航展上,装备涡扇-10矢量发动机的歼-10B在航展上进行了眼镜蛇机动、落叶飘等高难度机动动作飞行表演,这标志着中国在航空发动机研制上达到了一个新高度,同时涡扇-10家族也在向多样化方向发展。

搭载矢量发动机的歼-10B

在歼-10上大规模装备并投入使用是在几年后的2021年,当时空军宣布装备涡扇-10B的歼-10C型战斗机服役,这标志着涡扇-10发动机已经开始在单发的歼-10战斗机上广泛使用,显示出其优越的推力、可靠性和耐用性。与双发战斗机相比,单发战斗机对发动机的要求更高,一旦发动机故障无法重启,将面临重大事故,而双发战斗机则可以依靠另一台发动机安全返回。

出口到巴基斯坦的歼-10C装备了涡扇-10B发动机

因此,涡扇-10系列发动机在初期并未在单发的歼-10战斗机上广泛使用,只在双发的歼-11等战斗机上进行了小批量装备,以测试其性能,并为未来的研发和改进提供了宝贵的数据。到了第二年(即2022年),歼-10C战斗机成功出口至巴基斯坦,也装备了国产的涡扇-10B发动机。巴基斯坦官方在其报道中还特别提到涡扇-10B发动机的卓越性能,表示其推力强、可靠性高、使用寿命长,足以证明如果涡扇-10B发动机不成熟,巴基斯坦不会花费巨资引进36架歼-10C战斗机。

歼-20装备的涡扇-10C

现如今,连歼-20「威龙」隐身战斗机也换装了改进后的涡扇-10C发动机,其尾喷口带有锯齿状,并且推力更大,标志着涡扇-10系列发动机已全面成熟,可大批量换装空军主力战斗机,至此中国对俄罗斯AL31FN系列发动机30多年的依赖终将成为历史。同时,在国产第三代涡扇-10航空发动机的研制上,中国也花费了30多年的时间(自1987年立项开始),可以说,如果没有俄罗斯AL31FN系列发动机作为过渡,中国的航空工业发展将受到极大的制约,至少要滞后10年以上,这充分说明发动机对航空工业发展的重要性。

歼-10装备的AL31FN发动机

除了AL31FN系列发动机,在中国航空历史上还引进了一款装备时间更长的航空发动机,它的装备时间超过40年,至今仍在歼轰7「飞豹」战斗轰炸机上使用。这就是从英国引进的斯贝RB.168MK202涡扇发动机。接下来,我们将详细讨论这款传奇的航空发动机,探究其引进过程及为何能长时间服役。

斯贝发动机由英国罗尔斯·罗伊斯公司在1960年代中期研制,1970年代初开始在英国从美国引进的F4K战斗机上替换原有的J79涡喷发动机后装备使用,并由此引进美国。除了战斗机,斯贝发动机的改进型和衍生型还装备了BAC1-11双发支线客机、「三叉戟」三发客机、荷兰F28支线客机、英国「猎迷」反潜机、湾流公司的公务机湾流II和湾流III等机型。时至今日,斯贝涡扇发动机依然活跃在全球多个领域。

斯贝涡扇发动机

使用斯贝的英国F-4K舰载战斗机

除了航空领域,斯贝涡扇发动机经过改造后还发展出了「海洋斯贝」舰用燃气轮机(SM1系列,如SM1A型加力燃气轮机),广泛装备在包括英国的22型和23型护卫舰、荷兰的「卡雷尔.多尔曼」级护卫舰、「七省」级驱逐舰,以及日本海上自卫队的「朝雾」级、「村雨」级、「高波」级、「秋月」级、「旗风」级和「阿武隈」级等多种战舰上。在当时,斯贝涡扇发动机不仅广泛用于军事领域,还在民用航空和海军军舰中有重要应用。

斯贝涡扇发动机在A-7「海盗II」攻击机上的使用

中国引进斯贝涡扇发动机

斯贝发动机除了在全球其他国家广泛使用外,中国也曾引进及其生产线。由于上世纪60年代初中苏关系恶化,苏联中断了对华的技术支持,这导致中国航空发动机的技术引进中断,使技术水平落后于世界先进水平,严重制约了中国航空工业的发展。1971年12月26日,周总理在航空产品质量座谈会上指出:「航空工业就是有心脏病,要好好治一治这个心脏病。」并建议中国考虑引进英国的「斯贝」军用航空发动机,以改变中国在航空发动机领域的落后局面,同时作为歼轰7的配套发动机。对此,英国方面也很快做出了积极回应,在经过一年多的商讨和接触后,1972年底英国答应向中国单独出售民用「斯贝」发动机。1973年,中国在考虑后决定,在引进发动机的同时,从英国引进军用「斯贝」发动机的专利技术,以实现国产化。

为此,1975年12月13日,中国在花费7679万英镑的情况下(不包括国内的投入费用),与英国签订了购买军用「斯贝」发动机(RB.168 MK202型)专利合同、发动机整机购销合同和发动机辅机专利合同,这在当时是一笔相当大的开支,并引进了成品40多台。

英国之所以向中国出口「斯贝」发动机及其合同,其背后的原因是当时以美国为首的西方国家都在积极拉拢中国,以达到对抗苏联的目的,因此在许多装备的出口上都相对宽松。在引进「斯贝」发动机的专利技术后,中国制定了两步走的计划,第一步是在三年内,用英国提供的材料、毛坯、成品和附件,制造出与英国本土制造同等质量水平的「斯贝」发动机。

第二步是在五年内,用中国自己生产的材料、毛坯、成品和附件,制造出同等质量的发动机(也就是全面国产化)。1979年下半年,西安航空发动机厂出厂了第一批4台发动机,并进行了一系列的考核实验。1980年2月至5月,中国又到英国进行更为严苛的考核实验,最终证明中国本土生产的「斯贝」发动机都符合要求,并将其命名为「涡扇9」发动机。

歼轰7装备的「斯贝」发动机

1983年年底,涡扇9发动机的第一期工程竣工验收。但在此后,由于授权费用高昂,国民经济调整,英国方面不派遣专家提供帮助、国内铸造发动机压气机叶片段等工艺无法过关等种种原因,涡扇9迟迟无法完全实现国产化。进入到80年代末,随着中西方关系恶化,英国方面也不再提供更多技术支持,导致涡扇9的国产化进程陷入到了瓶颈中。

与之配套的歼轰7「飞豹」战斗轰炸机,随着时间推移,引进的40多台「斯贝」发动机很快就用尽了。因此,进入90年代以后,中国加快了对「斯贝」发动机的国产化工作。同时,为解决歼轰7的发动机问题,中国还从英国获得了一批推移,发动机还可以继续使用的F-4K与F-4M战斗机,以暂时缓解没有发动机可用的局面。

全面国产化的涡扇9则一直到2003年7月17日才终于通过国产化工程技术鉴定,开始批量生产,并装备在歼轰7上使用。如果这样算下来,那么从1975年签订专利购买合同,到2003年才全面国产化,仅斯贝发动机的国产化中国就花费了28年之久。时至今日,歼轰7依旧大批量装备中国空军和海军航空兵,执行战术对地和对海的打击任务。而「斯贝」军用发动机的引进,尽管国产化过程一波三折,但它的国产化过程却为中国航空发动机的发展提供了宝贵的经验和技术。

结语
从中国航空发动机的发展历程不难看出,无论是涡扇9还是涡扇10,它们的发展过程都充满了坎坷与挑战。不仅受制于人,还要克服一系列的困难,一切从零开始。不过从今天看来,背后付出的一切都是值得的,它们的成功将推动中国航空工业的进步,摆脱卡脖子的局面。未来,中国在航空发动机的发展上将全面走向独立自主,并一步步走向世界航空强国的行列。

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