雲月隱暗雪鴞去，長虹流波鶻鷹來——小記沈飛公司FC-31戰機的前世今生（三）_風聞

四、鶻鷹之心

FC-31驗證機首飛時裝的是兩台俄羅斯RD-33發動機,原型機裝備的則是兩台WS-13E發動機，WS-13E是在俄羅斯RD-33的基礎上深度改進而來。這兩款發動機都不足以讓FC-31發揮真正的四代機性能，缺乏先進發動機的問題長期一直困擾中國航空界，但其實中國原本是有自己的先進中推項目的，這就是曾經的“WS-12天山”。

WS-12是黎陽公司於1989年立項研製的新型推重比8一級，推力8噸的先進中等推力渦扇發動機，WS-12原本是殲-14的配套發動機，但殲-14項目很快就在1993年因為Su-27的引進而放棄。但WS-12則仍繼續研發，當時基於八十年代“高性能推進系統工程預研計劃”開發出的高壓三大件，即高壓壓氣機、燃燒室、高壓渦輪已經研製成功。WS-12立項後，在1994年1月14日核心機研製成功，在1997年開始整機驗證機研製，1999年組裝出第一台驗證機併到了台架試車的階段。但可惜那個時候中國空軍規劃的未來戰機組合是殲-10和殲-11，這兩款戰機都只需要WS-10太行就可以了，這就是所謂的“一發託兩機”，而WS-12原定的裝機對像殲-14早已經下馬，權衡之下沒有裝機對象的WS-12於1999年被終止開放，更多的資源被集中到了WS-10身上。總體來説WS-12在十年研發過程中不論設計思想還是製造工藝在當時都是十分先進的，綜合性能達到了美國F-404和法國M-88的水平。

圖16：台架試車中的WS-12核心機，技術十分先進，可惜在1999項目被放棄

之後很長一段時間中國空軍實際上沒有對先進中推的需求，直到2007年成飛開始為巴基斯坦交付FC-1戰機的時候，當時印度為了阻止巴基斯坦獲得FC-1，直接對俄羅斯施加外交壓力，要求俄羅斯不得向巴基斯坦出口RD-93發動機，印度是俄羅斯軍火進口大户，俄羅斯很快就對印度這個要求表示了支持，當時中俄雙方為此曾發生了激烈爭執，後來經過談判俄羅斯同意先把RD-93出口給中國，再由中國出口給第三國。事情雖然解決了，但直到此時中國空軍才驀然驚醒，手裏竟然沒有一台堪用的中推，又被人卡脖子了。當時殲轟-7使用的WS-9秦嶺，還是第二代中推，推重比只有5，老的實在不像樣了。中國空軍立即着手解決眼前這個問題，就在2007年當年火速立項要黎陽公司自主生產RD-93發動機。其實早在1992年引進Su-27的時候中國就用極少的費用引起了RD-33的全套技術資料，當時RD-33在中國其實沒有裝機對象，引進的目的僅僅是為了開拓眼界或是做為技術儲備，所以RD-33對中國其實毫無秘密可言。黎陽公司接獲任務後，很快就將一條WP-13的渦噴生產線進行了技術改造，又向俄羅斯訂購了部份生產工藝設備，俄羅斯還幫助培訓了技術人員和部份工人，培訓結束後連人帶設備一起運回中國。黎陽用生產線很快就生產出了樣機，樣機的絕大部份零件和RD-33完全相同，部份經過改良，少部份為黎陽新研製的零件，這種黎陽生產的RD-33被定型號為WS-13,WS-13的最大推力為8.8噸（86.37KN），推重比7.8，大修間隔810小時，總壽命2200小時，主要性能均遠遠超過原版RD-33。2010年3月18日FC-1裝WS-13首次地面滑跑成功，2011年首飛成功。

幾乎在同一時間，沈飛開始啓動FC-31項目，要求黎陽公司提供先進的中等推力發動機，但倉促間黎陽哪有發動機提供給沈飛，好在2007年黎陽有了一條WS-13的生產線，改進WS-13不失為一個短平快的辦法，足以滿足FC-31的試飛要求。RD-33是前蘇聯研製於上個世紀七十年代的發動機，基礎設計十分落後，只要用當代的先進軸承、葉片等部件進行小改動，就能讓發動機的壽命、推力等大增，而重量大減。而且黎陽手裏其實還有一台先進中推發動機相關技術的，就是之前研製了十年的WS-12天山，WS-12雖然半路夭折，但它的先進程度遠超RD-33，黎陽決定用WS-12的先進技術來改進WS-13。而此時俄羅斯克裏莫夫設計局也需要改進RD-33來裝備Mig-35，雙方一拍即合，決定合作。

首先，黎陽用原WS-12的三級風扇替換了RD-33的四級風扇，新風扇使發動機長度縮短44毫米，流量提高了每秒6公斤,最大推力提高到9.06噸（88.94KN），而且重量更輕，新風扇還使第一級耐衝擊強度提高了十幾倍，更抗飛鳥撞擊。在這裏克里莫夫做法卻完全不同，它以優化為主調整了RD-33的原四級風扇，這就是RD-33MK；第二步，使用一個全新的黎陽和克里莫夫聯合研製的低壓渦輪，新的低壓渦輪工作温度可以提高70度，工作效率也更高，使用這個渦輪還能更好發揮新三級風扇的潛力，改進完成後最大推力達9.28噸（91.1KN）。在這裏克里莫夫也改用了WS-12的三級風扇方案，配合新的低壓渦輪推出的型號就是RD-33MKM；第三步，黎陽以原WS-12燃燒室為基礎重新設計了新燃燒室，原RD-33的燃燒室太過落後，貧油富燃到最後效率偏低，因此一直會冒較濃的黑煙，改裝新燃燒室的WS-13徹底解決了這個問題，讓燃氣分佈更加穩定均勻，改進燃燒室並不能增加推力，但可以大幅減少油耗和增加發動機壽命；第四步，克里莫夫使用單晶渦輪葉片替換原來的定向凝固葉片，這讓渦輪的工作温度再提高了50-70度，發動機推力達到了9.5噸（94KN），推重比8.6，大修間隔超過1000小時，總壽命超過3000小時。第三分和第四步分別由黎陽和克里莫夫同步完成，RD-33改進到這一步已煥然一新，俄羅斯的型號為RD-33MKN，裝備於Mig-35，中國的型號為WS-13E，裝備於FC-1和FC-31，WS-13E已經於2016年7月1日裝備FC-31驗證機成功首飛。也許是因為使用了非常多原WS-12的技術，也許是對WS-12英年早夭的不甘，黎陽堅持把WS-13命名為“天山21”，尤其是在天山兩字後面還要加個21，這是把原天山WS-12的番號倒了過來，寓意着這是一個“反身仗”，在黎陽眼裏，這或許也是為軍方當年放棄天山的忿忿不平，後來在空軍副司令馬曉天中將直接干預下才將WS-13改名為“泰山”。

黎陽對WS-13的下一步改進計劃是重新設計高壓壓氣機，將原來的7級壓氣機改成6級壓氣機，核心機轉速從14000轉提高到17000轉，重新設計的軸系會讓發動機更短，長度縮減到4米以內，同時核心機引氣流量增大，使用新的高壓渦輪冷卻方案，冷卻能力從350度提高到480度，渦輪前温度從1600K提高到1800K。完成這些改進後，發動機推力將達到11.3噸（111KN）,推重比10。下一步的合作對像除了克里莫夫外，還有烏克蘭進步設計局。

圖17：WS-13E泰山，最大推力9.5噸的，推重比8.6，這兩個性能指標都還好。但可惜涵道比高達0.682，長度更是達到驚人的4530mm，是款典型的第三代中推。FC-31要想成為真正的四代機，用它是不行的

圖18：WS-13E泰山是使用WS-12的技術成果對RD-33的深度改進型，已於2016年7月1日裝備在FC-31（310驗證機）上成功首飛

圖19：裝備WS-13E進行首飛的FC-31（310驗證機），上部黑色尾噴管的發動機為RD-33，下部銀色尾噴管的即為WS-13E

應該説WS-13E的推出基本上滿足了FC-31的試飛需求，甚至傳説讓FC-31有了超巡的能力，但事實卻並非如此美好。首先，WS-13E雖然最大推力有9.5噸，這已經大於歐洲EJ-200的9.17噸了，但WS-13E的自重超過1117公斤，而EJ-200重量僅為1000公斤（2205磅）；再來WS-13E的長度達到了4530毫米，相比之下歐洲EJ-200才3990毫米，美國F-414才3912毫米，足足比歐美髮動機長了半米多，這麼長的發動機將嚴重擠佔機內空間，甚至給後機身設計帶來不良影響，再加本身發動機過重，劣式越加明顯；最後WS-13E為了增加推力涵道比竟然達到了0.682，這在亞音速環境下當然會更省油，但是卻嚴重削弱了超音速能力，而EJ-200和F-414涵道比都才0.4，而F-22裝備的真正的第四代發動機F-119涵道比才0.2，號稱最接近渦噴的渦扇，這才是專門為四代機超音速飛行而優化的發動機。WS-13E的這些問題都是孃胎裏帶來的，在於RD-33的架構基礎過於老舊，這不是通過這些零敲碎打的小改進能解決的。應該説WS-13E是一台典型的具有第三代中推特點的發動機，用於滿足Mig-35或FC-1這樣的三代機是沒任何問題的，但卻無法滿足四代機的需求。價格便宜也許是WS-13E少有的讓人稍感安慰的地方，F-35使用的F-135一台價格超過2000萬美元，但兩台WS-13E價格據説也只需約500萬美元。

使用WS-13E是不能讓FC-31成為真正的四代機的，尤其是WS-13E過大的涵道比將直接影響FC-31的超音速巡航和超機動能力，WS-13E也沒有矢量噴管。為此黎陽公司其實早已經開始研發真正的第四代先進中推，這就是“WS-19黃山”，從現在得到的資料來看，WS-19是一台雙轉子、加力式帶矢量噴管的中等推力小涵道比渦扇發動機，最大推力10噸，推重比9.5，涵道比0.3，對超音速巡航有相應的針對性設計，其驗證機已經於2011年進行過高空台測試，首台原型機於2017年12月組裝完成，下一步將開始台架試車，預計2020年上機首飛。WS-19如果一切順利將基本跟上FC-31的試飛節點，到那時FC-31將成為一架具備全部4S性能的先進中型四代機。

圖20：中航工業集團董事長林左鳴，左掌門身後的就是第四代新型中推WS-19黃山

五、來自南亞的新年禮物

在2016年12月23日FC-31真正原型機首飛的時候，筆者就知道沈飛一定是為FC-31找到了啓動客户，否則是沒有必要製造原型機的，君不見大多數的軍火商還在拿着模型甚至是想像圖在滿世界找客户呢，果然僅僅過了一年，在2017年底中國好基友巴基斯坦就給沈飛遞過來一張空白支票，這對沈飛來説多年的市場賭博終於見到點回報了。但就沈飛真正的意願，最理想的客户還是中國空軍，第二是中國海軍，這兩個客户如果願意為FC-31買單的話，那可以想見未來三十年至少會有數千架的採購規模，這是無論任何國際客户都比擬不了的。但詭異的是直到殲-20已經服役的今天，中國軍方仍然沒有透露要採購第二種四代機的意願，雖然軍方只採購一種四代機的概率極低，道理大家都明白，但現實卻殘酷的六親不認。好在現在排名第三的客户表示了興趣，買賣總算要開張了。

要説巴基斯坦，繞不開的就是他的世仇印度，印度依仗近些年來經濟成長大力建軍，在空軍方面，對外一是採購36架法國陣風，二是繼續推進三代中型機的全球選購，三是與俄羅斯合作了四代機項目FGFA，就是Su-57戰機；對內一是繼續推進“LCA光輝”戰機的改進和量產，二是在2017年初對外公佈了自行研製中型四代機計劃AMCA，三是斥巨資對現役的三代機進行性能升級。對於印度空軍的全方位建軍計劃，巴基斯坦承受了巨大壓力，只能勉力維持，一是繼續用美國的軍援款來獲得美製F-16戰機，二是持續裝備中巴合作研製的FC-1戰機，但真正需要早做謀劃的是四代戰機，俄羅斯Su-57已經臨近服役，印度AMCA計劃也已經啓動，四代機離南亞越來越近。巴基斯坦原本計劃參加土耳其的四代機TFX計劃，這是土耳其和英國BAE系統公司聯合研製的四代機項目，紙面性能和FC-31相差不大，但計劃自2010年啓動至今已經八年了，大家能看到的仍然只是各種花樣翻新的電腦效果圖。在2017年底，土耳其官方宣佈TFX計劃將再一次“正式”啓動，計劃到2020年之前完成戰機機身設計，以及所有相關航電系統、全新發動機、新型彈藥等全套子系統研發，2023年實現原型機首飛。但是巴基斯坦顯然已經等不了這麼“宏偉”的計劃了。

之前沈飛就分析過，如果四代機是一種商品，那全世界的供應商也沒有幾家，這話還是有幾分準確性的。先不提土耳其TFX計劃驚人的研發時間表，只説土耳其自身，TFX計劃顯然主要技術力量來源於英國BAE系統公司，相關配套主要來源於西方國家，但近兩年土耳其和西方世界矛盾激化，雖然同是北約國家，但美國2016年才在土耳其策化了政變，土耳其則派兵包圍了美軍基地，近一兩年土耳其更是大幅向俄羅斯靠攏，剛剛購買了俄羅斯的S-400防空導彈，還和普京稱兄道弟，在敍利亞和庫爾德人問題上也是直接跟美國唱反調，美國甚至傳出要凍結向土耳其出售F-35的合同，所以需要西方大力支持的TFX計劃還有幾分可實施性，現在就不好説了；同樣令人懷疑的還有印度AMCA計劃，該計劃甚至可以追述到2001年，十幾年過去了無大的進展，2017年初印度忽然宣佈AMCA計劃耗資20億美元，用三年時間就要從零開始完成一架中型四代機的全部研發，甚至包括飛行測試，五年之內就要裝備部隊，考慮到印度其它軍備的發展時程，對於這樣的時間表筆者已經無法做出評論了；同樣韓國和印度尼西亞聯合搞的KFX也是風波不斷，自2011年啓動計劃至今也無大進展，先是美國拒絕轉讓多項關鍵技術，然後是印尼宣佈退出該計劃，韓國則在2017年宣佈KFX計劃為了降低技術難度和開發風險，將從四代機降格為沒有中央彈艙的三代半戰機，這等於已經變相放棄四代機了；前景同樣堪憂的還有空中客車公司於2016年正式啓動的FCAS中型四代機計劃，該計劃由英、法、德三國採用多國合作模式聯合推進，但英國在2017年意外通過了“脱歐公投”，脱歐程序已正式啓動，這不得不讓人懷疑，將來不是歐盟成員國的英國還能以什麼身份參與歐盟的尖端國防項目？同樣令人憂慮的是德國在2017年竟然也傳出計劃購買美國F-35的消息，加上英國本身也是F-35的重要使用國，這一切變故都使FCAS計劃前景十分不明朗了。

圖21：土耳其的第四代TFX戰機，已經不知道是第幾稿想像圖了。土耳其計劃要在2020年之前的僅兩年時間內完成機體設計，還有航電系統、全新發動機、新型彈藥等所有子系統開發，在2023年首飛

圖22：印度於2017年初公佈的第四代戰機AMCA，聲稱花費20億美元，3年內完成研發，5年內成軍服役。按這個時間表，它有可能比FC-31更早進入現役，沈飛表示壓力很大呀

圖23：韓國第四代戰機KTX，也是個大量出效果圖的主，在2017年漢城國際航空與防務展上，韓國航空工業公司（KAI）宣佈，為了降低技術難度和開發風險，KTX將降格為沒有彈艙的三代半戰機

圖24：歐洲空中客車公司的第四代戰機FCAS，於2016年正式啓動，無尾氣動佈局是一大亮點，也少有的採用了雙座佈局，但隨着英國脱歐和德國想要採購F-35使該項目前景越發黯淡

四代機的門檻其實比很多國家想像的高多了，整架飛機涉及氣動、機械、火工、環控、電子、材料等幾十個大類和幾百個分支學科，需要幾十家研究所、大學等進行氣動佈局、航電系統、動力系統、機載武器等相關研發，需要上千家工廠、製造商進行系統配套，需要各型零部件上百萬個，這需要一個國家有強大的科研能力、工業能力，還有財力做為支撐，註定不是每個國家都能輕易涉獵的領域。其實比土耳其、印度、韓國更有實力的英、法、日本等國，都有過獨立開發第四代戰機的計劃，但最終都不得不放棄，英國加入了F-35計劃，法國則聯合德國搞FCAS，日本F-3“心神”，甚至連驗證機都上天了，但最終仍只能回頭採購F-35。考慮到其它國家的四代機都還處於效果圖階段，所以巴基斯坦最終回過頭來和中國聯合搞FC-31,其實也是別無選擇。巴基斯坦沒有第一時間和傳統軍備提供商中國合作搞FC-31，而是先去嘗試和土耳其合作，這裏面顯然更多是政治考慮，軍備來源多樣化和促進伊斯蘭世界的防務合作可能是其考慮。

綜合考慮經濟可行性、技術成熟度還有政治現實，還有巴基斯坦軍方提出的四代機技術相關轉讓和國產化率要高於目前FC-1戰機等要求，巴基斯坦和中國合作都是一個最優選擇，而且FC-31在巴基斯坦服役後，巴方可在境內自主設立生產線，在後勤維護上可以完全對接現有FC-1已經在使用的中國體系，在部份航空彈藥上甚至能實現通用。而且把該項目視為一個純商業投資項目也是划算的，巴基斯坦應該不會忘記，在K-8項目上僅投入600萬美元，然後出口300多架而獲得的鉅額利潤，更別提這種高端戰機項目會直接促進巴基斯坦整體航空工業甚至基礎工業的升級，還能提高國家經濟技術水平，增強綜合國力。因此巴基斯坦透露“將會更加廣泛吸納民用工業”參加到四代戰鬥機計劃中，並且希望FC-31能在2020年代初期就能夠投產服役。

這次巴基斯坦空軍參謀長索哈爾·阿曼宣佈的除了與中國的中型四代機合作外，還有中國幫助發射遙感衞星，甚至幫助訓練宇航員等合作。很明顯這是一個商討已久的一攬子合作案，並不是倉促間決定的單一軍備合作項目。而FC-31在原型機首飛後，在2017年已經展開了密集試飛，相信離正式成軍已為時不遠。而有意思的是在2018年初印度軍方卻又曝出想要進口F-35，並且指責俄羅斯Su-57價格昂貴、隱身性能不佳，要放棄採購等消息，這些消息讓南亞這個火藥桶在四代機上的競爭更加撲朔迷離。

六、結語

鶻鷹就是海東青，是一種中等體形的猛禽，遊牧民族常用於狩獵，康熙皇帝曾説：“神俊莫過於海東青”。以鶻鷹為FC-31命名，這充分體現了沈飛這個立足於白山黑水的軍工企業對FC-31的殷殷期望，但現實卻始終不能讓人樂觀，FC-31發展至今，沈飛的研發投入至少也是上百億人民幣，保守估計要出售100架以上的FC-31才能攤平這筆研發費用，近而獲利。這麼大的採購量僅靠國際市場是十分困難的，一切的根結還是在於中國軍方是否採購，但直至2018年初中國軍方也沒有對此透漏隻言片語，FC-31至今也是“妾身未明”。而且就算將來軍方要發展中型四代機，FC-31也未必就符合軍方的要求和定位，而老冤家成飛恐怕也不會那麼輕易就“拱手相讓”，到時肯定會推出自己的中型四代機方案進行激烈競標，所以雖然目前來看沈飛的FC-31搶了一個先手，但到時候鹿死誰手還未可知呀。

圖25：成飛如果發展中型四代機也許會是這個樣子，以殲-20的氣動佈局為基礎，典型的鴨翼佈局，兩側DSI進氣道，雙垂尾，使用兩台中等推力發動機

雲月隱暗雪鴞去，長虹流波鶻鷹來 ——小記沈飛公司FC-31戰機的前世今生（一）

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雲月隱暗雪鴞去，長虹流波鶻鷹來 ——小記沈飛公司FC-31戰機的前世今生（解疑）

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