“太行”研製瞎考（五）：差點被毛子坑得上不了高原_風聞

昨天施佬又變身廣告公號了……搞得好幾個朋友特地找我來確認是不是被盜號了。其實嘛……清明節前一天要比清明忙多了。作為一個工作犬施佬在上班下班之後，又狗不停蹄地驅車從上海趕回老家準備祭祖……上海附近這個高速公路堵況……本來就是打算斷更的。這不正好有廣告可投，施佬索性就沒有節操了……

▲ 免費給席亞洲打個廣告，他的本名就姓這個“堵”…………

最近幾天啊，航空航天行業申報科技進步獎的這個材料引起了很多討論。這不隔壁的席亞洲就在發揮想象跑火車呢麼。這幾個申報的東西其實大多已經搞定而且公開了，只有少數幾個型號還要等到明年國慶才會正式公開。這種武器什麼的，施佬是絲毫不懂滴哈哈哈哈哈哈……總之想看爽文的歡迎去看席亞洲，想聽消息的去看養雞大佬，萬一我從故紙堆裏找出些陳年舊資料的話……

今天還是繼續寫這個“太行”的一些事情。都隔了那麼多天了，上回講的是“太行”如何吸取了美國的設計特點有保留中國特色的，這回就講一個“太行”和老毛子AL-31F有關的段子好了。

▲ AL-31F作為我國大推力渦扇研製歷程後期的長期參考系，自然也會被拿來學習一番

都知道“太行”研製之初很多核心機之外的外設打算參考參考渦扇6，但是後來的技術進展證明這麼保守就屬於作死了，所以後來實際上“太行”的這些東西都屬於自行研製，當然在這其中，參考手頭的AL-31F也毫不奇怪。結果在一個特別“外設”的事情上，AL-31F的設計特點就差點把“太行”給帶坑裏了。

説的呀，就是“太行”發動機的起動問題。

▲ 雖然都是飛起來，但是起動發動機的速度也是很重要的

和汽車啥的一樣，航空發動機的起動也是需要一個外置動力把發動機先帶到一定的轉速，然後才能噴油點火一氣呵成。但是在“太行”研製和早期批次的時候，試用批次經常性出現的問題之一，就是起動時間長、起動時噴口温度過高以及更加糟糕的“起動失速”。

▲ 這些事兒其實和發動機本身有那麼些關係，起動的事兒不影響天上，但是也揪心

這都是什麼意思呢？換成我們熟悉的汽車或者摩托車起動其實也有類似的問題：有的車在起動的時候把鑰匙一插擰上好一陣才能發動起來，還有的甚至擰上好一陣，就算明明聽到發動機的轉動聲甚至轟鳴，但是手一鬆發動機還是撂撅子了；更早那種帶搖把的拖拉機或者卡車，也有搖了半天手柄，發動機也咳嗽幾聲，最後還是動不了的情況。前一種情況就是起動時間長，後兩種就屬於發動機失速。

▲ 就跟搖拖拉機一樣，需要個外力帶動一下發動機

噴氣式發動機在原理上雖然不是活塞式，但也需要外來動力將其渦輪轉速提升到一定水平，壓氣機開始向燃燒室輸送足夠空氣時，噴油點火才能起動。其起動過程大致分成三階段：

第一階段，起動機帶動發動機轉子，當轉速達到一定速度時，開始噴油起動發動機；

第二階段，起動機和渦輪共同帶動轉子，並且逐漸提升發動機轉速，為了儘快起動發動機到額定轉速，起動機通常要工作60秒或者渦輪轉速達到額定轉速的53%之後才脱開發動機；

第三階段，渦輪帶動壓氣機逐漸提高轉速，直到達到發動機運行的最低轉速。

▲ 可別以為發動機這樣一下子就能起動，這都是已經到慢車轉速的發動機

當時“太行”正常情況下的起動時間大約是75秒左右，但是在低温、高温或者高原環境下，很多時候起動時間要麼拖到90秒左右，要麼起動過程中噴口温度超過安全範圍導致發動機部件燒傷，要麼乾脆就失速，起動失敗。

▲ 懂不懂什麼叫分秒必爭？慢那麼多咋行呢？

這其中一個很重要的原因，在於最早“太行”配備的發動機起動機，也就是飛機上的APU系統功率不足，只有80千瓦左右。在“太行”研製的時候，國內可用的航發起動機功率較小，加上“太行”發動機的轉子質量較大，小功率起動機剩餘功率不足，導致其操作時餘量不足，加上燃油供給情況在起動階段沒有充分優化，使得在高温環境下，起動機功率進一步下降，以至於起動機工作60秒脱開之後，發動機本身的轉速仍然達不到額定要求的53%，甚至只有45%……發動機因此長期停留在低速狀態，大幅延長了起動時間，有的發動機甚至因此引發了引擎過熱。

▲ 天一熱啊，就不得勁，發動機跟人是一樣的

低温狀態下，由於發動機起動温度較低，暖機時間較長，導致起動機脱開後出現起動失速問題；至於高原起動，由於高原上空氣稀薄，含氧量小，也會導致起動機輸出功率不足，最終影響發動機的起動速度，早期“太行”在海拔3800米以上機場起動時，就要受到這類問題的巨大影響。

▲ 高原起動問題直接影響到國際友人的情緒～

説到底，這幾種情況的內在規律都是一樣的，就是起動機剩餘功率不足，無法同時滿足加速性和成功率的需求，保證成功率的起動時間需要90多秒，而保證速度的起動就有可能失敗。

▲ 全押上了，我賭這次起動能成功！這哪兒像話啊

為什麼在設計之初沒有研製起動功率更大的起動機做APU呢？

因為在中國航空工業的參考系中，最重要也是最貼近的產品——蘇-27戰機使用的起動機ГТДЭ-117-1的功率就只有66-83千瓦，改進的蘇-33用的ГТДЭ-117-1M也只有80千瓦。這在一定程度上讓中國航空工業者誤以為較小的起動機也沒有問題。

▲ 蘇-27的起動機功率小啊，蘇-33後來好歹還加了點

但看國際上，尤其是西方的幾款戰機的APU的功率，F-16是169千瓦、幻影-2000是132千瓦、F/A-18是201千瓦、“陣風”是125千瓦，“颱風”是164千瓦……大功率才是主流嘛。

▲ 一個單發機的起動機功率都有160多千瓦，説明這個東西大點兒沒什麼壞處

“太行”的這個問題的解決辦法並不困難，核心手段就是使用一款功率更大的起動機。“太行”在換用105-110千瓦的起動機之後，通過將起動脱開轉速提高到63%，同時調節起動階段的供油量，經過優化之後，“太行”發動機的起動時間縮短到了60多秒甚至60秒以下，排氣温度也有了顯著降低，基本杜絕了燒壞引擎部件的可能。在增加了點火補氧功能後，即使是在海拔4300米的高原機場起動，起動時間也只需要65秒左右。

當然有人會覺得，為啥要相信“西方那一套理論”，俄羅斯的起動機功率小，AL-31F不也用的好好的麼？其實，起動機功率較小的俄羅斯戰機雖然未曾在國外傳出過什麼不利消息，但中國空軍在使用蘇-27/30系列戰機的過程中，就曾經長期遇到戰機高原部署的難題。AL-31F發動機在高原環境下也遇到起動時間長甚至起動失敗的情況，嚴重影響了西南方向解放軍空中力量的形成。

▲ 別看現在都高原輪訓了，當年AL-31F高原起動可是世界級難題

比較麻煩的是，因為蘇-27系列是進口戰機，顯然沒法像“太行”一樣換個大功率起動機，於是除了要延長髮動機起動機工作時間、點火補氧、設法提高渦前空氣温度之外，還要搞很極端的“發動機主燃油泵調節器抽真空”之類的措施，相關科研專項前前後後搞了5年，最後也僅僅是讓發動機能夠在高原起動而已，起動時間還是明顯延長了。

▲ 這件事兒上，李應紅院士是居功至偉

▲ 甭管咋樣，上了天三哥就笑不出了

當然，這個事情並不能説實錘是“太行”抄了AL-31F什麼的，畢竟只是起動機功率上相仿的參考而已。不過對於中國的技術人員來説，這種“外國先進產品技術”中間的坑既不是第一次碰到，隨着中國追趕外國搞的東西越來越先進，未來碰到的概率可能還會越來越多。

▲ 跳坑不行，你可能就被別人帶跑了

大家可別嫌短，寫完這個起動機，下次聊“太行”的時候，施佬打算聊一聊發動機材料裏一些個稀有金屬的話題。

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