航空工業(yè)公眾號近日提到“航空工業(yè)戰(zhàn)斗機換發(fā)團隊”銳意進取,勇于爭先,成為完成國產戰(zhàn)斗機換發(fā)任務,取得了優(yōu)異的成績,獲得2019年““中國青年五四獎章集體”榮譽稱號。
外界認為這個消息表明國產戰(zhàn)斗機殲-20、殲-10C已經成功用國產太行改進型發(fā)動機替代了此前俄制發(fā)動機,標志著國產戰(zhàn)斗機換上了中國芯,為大規(guī)模批量生產掃清了障礙,避免發(fā)動機受制于人。
殲-20戰(zhàn)斗機發(fā)動機是俄羅斯AL-31FN-M1,它是殲-10戰(zhàn)斗機AL-31FN改進型。采用了更大風扇,增加空氣流量,以提高發(fā)動機推力,AL-13FN-M1加力推力增加到13.5噸,AL-31FN是12.5噸。發(fā)動機控制系統(tǒng)采用FADEC系統(tǒng),而后者的機械控制系統(tǒng),F(xiàn)ADEC系統(tǒng)控制比機械系統(tǒng)更加精細,有助于提高發(fā)動機性能和可靠性。
不過AL-31FN-M1畢竟是進口發(fā)動機,中方對它的了解并不深入,尤其是FADEC系統(tǒng)一些關鍵參數(shù)俄方也不愿意透露。殲-20是國產第五代隱身戰(zhàn)斗機,許多性能涉及到發(fā)動機,例如隱身性能,需要對發(fā)動機噴口進行處理,降低雷達及紅外特征信號。飛機控制系統(tǒng),五代機實現(xiàn)了飛控、火控、發(fā)動機控制一體化管理。這樣AL-31FN-M1與殲-20戰(zhàn)斗機融合就會遇到障礙。另外AL-31FN-M1交付也受到廠家產能限制,不利于列-20戰(zhàn)斗機大批量生產。隨著國產太行改進型發(fā)動機研制成功,中國空軍決心為殲-20戰(zhàn)斗機換裝國產發(fā)動機,為此航空工業(yè)成立國產戰(zhàn)斗機換發(fā)技術攻關團隊。
飛機換發(fā)是一個非常困難的事情,涉及到氣動、結構、重心等方面調整。舉一個例子,AL-31F和太行發(fā)動機結構差別較大,前者采用四級風扇,1級低壓渦輪,后者是三級風扇,2級低壓渦輪,因此發(fā)動機在機上安裝存在較大區(qū)別,相應對飛機結構、重心要進行調整。所以我們看到國產戰(zhàn)斗機換發(fā)技術攻關團隊需要解決飛機和發(fā)動機協(xié)調問題,對飛機進行適應性、適配性改裝,以便能夠容納新發(fā)動機。
當然這些還不是最難的部分,最難的發(fā)動機是換發(fā)之后保證飛機隱身性能不會受到影響,隱身戰(zhàn)斗機設計難度非常大,任何表面改動都有可能影響飛機隱身性能,不過太行發(fā)動機是國產發(fā)動機,換發(fā)技術團隊可以在發(fā)動機上采用更徹底隱身技術措施,例如鋸齒邊、吸波吸熱涂料等,以降低飛機雷達和紅外信號特征。還有就是發(fā)動機與飛控、火控系統(tǒng)深度融合,提高飛機綜合化和自動化水平,飛控系統(tǒng)可以根據(jù)飛行員指令和探測系統(tǒng)信息對飛機進行精確操縱,增強了飛機飛行性能和機動性能,攻擊能力更強,這也是殲-20戰(zhàn)斗機換發(fā)關鍵領域。所以我們看到換發(fā)技術攻關團“突破了飛機多系統(tǒng)復雜交聯(lián)技術難關”,表明殲-20戰(zhàn)斗機換上太行改進型發(fā)動機之后,實現(xiàn)了飛控、火控和發(fā)動機控制一體化,進一步增強了殲-20戰(zhàn)斗機作戰(zhàn)能力。
殲-20戰(zhàn)斗機換發(fā)成功之后,為飛機大批量生產掃清了障礙。2019年中國空軍組建了第一個威龍作戰(zhàn)旅,并且在2020初形成作戰(zhàn)能力。外界普遍認為2020年中國空軍將會組建第二個威龍作戰(zhàn)旅,隨著發(fā)動機國產化,殲-20戰(zhàn)斗機進入批量生產,中國空軍殲-20戰(zhàn)斗機部隊組建正在提速,未來我們將會看到越來越多的殲-20作戰(zhàn)部隊。
當然太行改進型發(fā)動機畢竟是第三代發(fā)動機,它的推力對于殲-20戰(zhàn)斗機仍顯不足,無法發(fā)揮出殲-20戰(zhàn)斗機全部效能,例如超音速巡航。殲-20原計劃配套發(fā)動機是國產WS15,這種發(fā)動機推力大,推重比高,能夠讓殲-20具備超音速巡航能力,因此未來殲-20戰(zhàn)斗機可能還要進行一次換發(fā)。(作者署名:兵器軍號)