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歼35面临的最大挑战是“泰山”、“黄山”发动机的上舰问题

作者:小飞帅

不久前,随着歼35的试飞,关于我国第一种舰载五代机的争论终于尘埃落定,但歼35何时能形成战斗力仍然充满变数,现在正进行的只是陆上常规起降测试,还要经历弹射试飞、武器试射、舰上试飞等一系列阶段,在这个过程中,起作用的因素很多,但要说对歼35进度影响最大的,还是航空发动机这个老大难的问题。

歼35面临的最大挑战是“泰山”、“黄山”发动机的上舰问题

歼35舰载机

时至今日,可供歼35选择的动力系统有以下三种:

第一种是RD93。它是枭龙的发动机,也曾用作利剑无人机的过渡动力,RD93是RD33发动机的单发版,推力只有81千牛,推重比更是只有可怜的6.5,作为米格29的动力装置,它总体上只有上世纪六七十年代的技术水平。如果说当年歼20还可以用99M1发动机试飞,那么10年后的今天,歼35再用RD93就很难令人接受了,况且以RD93比99M1还要低的推重比,也飞不出多少东西来。俄罗斯正在研发RD93的大改型号RD93MA,其推力提高到91.14千牛,还具备了紧急空中再启动和紧急放油的能力,但RD93MA发动机2020年7月才进入高空台测试阶段,还要经历飞行台和型号试飞,歼35根本指望不上。

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用于枭龙的RD93发动机

第二种是“泰山”发动机。它的前身是“天山-21”发动机,是贵州航空集团在RD93基础上开发的研仿型号,编号为涡扇13,它的3级风扇采用整体叶盘结构和可变导流叶片,单级高压涡轮采用单晶叶片,单级低压涡轮则用了空心气冷叶片,同时也应用了数字式全权限控制系统,“天山-21”发动机的性能因此有了很大改善,即使其高压压气机由9级减为8级,总压比还是从21提高到23,推力增至86千牛,推重比大幅提高到7.8,大修间隔由300小时延长至810小时。

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涡扇13发动机

在此基础上,贵航再接再厉,又推出了更好的涡扇-13E,它用前掠式风扇减小了动能损失,使得总压比进一步提高,同时发动机的转速和空气流量也有增加,最终涡扇13E的推力超过了9吨,其名称也由“天山-21”改为“泰山”,“泰山”发动机已基本上能满足歼35试飞乃至列装的要求,且已通过枭龙进行了试飞,再用于双发的歼35是水到渠成的事。

第三种就是涡扇19“黄山”发动机了。它虽然大量应用了当年“先进中推”的预研成果,却是一种面向21世纪设计的全新型号,推力达9500公斤,推重比则超过了10,可与F-18E/F的F414发动机相媲美。但“黄山”发动机2019年才进入地面台架试车阶段,比俄罗斯的RD93MA还要慢一拍,后面还要经历高空台和飞行台测试,最后才能装到歼35上面进行型号试飞。显然,涡扇19的进度要远远落后于已经开始试飞的歼35。

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我国9500公斤推力级涡扇发动机

因此,现阶段的歼35采用涡扇13E试飞的可能性最大,这就意味着它将来要经历一次换发,可能大家觉得“泰山”发动机9吨以上的推力已经与涡扇19差不多了,但要明确的是,虽然性能大幅提升,但“泰山”的母体仍然是RD93发动机,到“泰山”这里可以说潜力已尽,9吨多的推力几乎已经是“天花板”了。而全新设计涡扇19则完全不同,它的潜力还远未释放,其终级改进型的推力甚至能达到F414最新型号F414EPE的12吨,9500公斤只是涡扇19的起点而已。

但有了可用的发动机绝非万事大吉,更大的难关还在后面,同舰载机一样,其发动机的上舰也是一个很大的挑战。为了实现上舰的目标,歼35的发动机还要进行一系列适应性改进。

歼35面临的最大挑战是“泰山”、“黄山”发动机的上舰问题

歼35的发动机也要经历上舰考验

首先,舰载发动机要适应海上的“三高”环境。舰载环境比起陆上要复杂恶劣得多,舰载机发动机要面对高温、高湿、高腐蚀这“三高”的挑战。前不久,英国的一架F35B之所以坠海,就是因为进气道的盖板未能取下来,可为什么进气道要用盖板盖起来呢?一个很重要的目的就是防止发动机在海上高湿高盐雾的环境中出现生锈和腐蚀现象。但仅仅有盖板是不够的,毕竟还要在这种环境中起降,其发动机的很多材料还是要重做,或是喷涂起保护作用的涂料,这样一来,舰载涡扇发动机的推重比不可避免的会下降,如F14D的F110-GE-400发动机,相比基本型F110-GE-100,其推重比由7.07骤降至6.16。

歼35面临的最大挑战是“泰山”、“黄山”发动机的上舰问题

F-14D战斗机

其次,着舰复飞对舰载发动机的操控性和加速性提出了极高要求。舰载五代机要在航母200米的跑道上完成降落,这个距离只有陆基跑道的五分之一,再加上航母本身还会随海面飘忽不定,由于舰岛的存在,干扰气流也很复杂。在这种情况下,4条拦阻索均未被钩住的可能性还是不小的,这就意味着舰载机必须能迅速开加力复飞。对发动机也提出了两个要求:一是响应速度要快,对飞行员的操作快速作出反应;二是要在极短的时间内达到最大转速,加力燃烧室要可靠点火才行,否则舰载机就有坠海的危险。

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拦阻索并非万能

美国海军就曾在严格测试的基础上硬性规定:舰载发动机从正常进场推力达到最大推力状态,必须在2.5秒以内完成,否则,舰载机就有坠海的风险,这可是无数次惨痛教训的经验总结。

而国产发动机恰恰在快速再启动和加速性上存在很大短板,这集中体现在太行发动机因空中风车起动性能差而长期无法装备歼10上,正因为舰载涡扇发动机难度颇大,歼15才长期装备俄罗斯制造的AL-31cep.3发动机,它是当年为苏33专门研制的动力系统,虽然歼15的最新型号已经解决了动力的国产化问题,但至今仍未见列装。

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最新型歼15

综上所述,歼35不仅要做好用“泰山”完成试飞、上舰乃至批量列装的准备,“泰山”发动机自身还要完成类似RD33到米RD33MK的转变。好在“泰山”发动机是国产的,不存在受制于人的问题,且只需经历一次换发就可达到完全状态,中国人的舰载五代机之梦并不渺茫。

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