【小狗】慘！——蘇-57被回爐，進氣噴氣都要隱身_風聞

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       最近這幾天的留裏卡發動機設計局老大總設計師馬爾丘科夫專訪，談產品30發動機。

       總結一下，幾個要點：

1. 説了軍用發動機的幾個指標(俄版）：

       推/流比，推力/發動機流量之比， 要低於0.1質/推比，

       質量/最大推力之比單位油耗，要求省油，也就是變相增大作戰半徑和滯空能力（ 31F和RD-33的油耗在同代裏面是最好的。）

2. 蘇-57的內部彈倉有效載荷：

       4.2噸載彈

3. 正在開發扁平噴管：

        新設計優化，影響推力效率不超過3%；着重強調要通過扁平噴口營造S型噴管氣流通道，屏蔽後燃器之前的渦輪葉片，達到雷達波和紅外降低的雙重目的。

（可能是專門為產品30發動機研製的扁平二元矢量噴管）

4. 變循環？

       談了雙氣流通道變循環，也談了增加第三氣流通道的變循環的作用。沒有暗示，也沒有明示產品30是否採用了雙氣流通道的變旁通比設計。

很清楚了，蘇-57要推倒重來，重點是進氣道的雷達隱身、噴口的紅外隱身，進氣、噴氣都要大改。

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       以下是訪談內容：       

       俄羅斯蘇霍伊蘇-57戰鬥機自問世以來就在非常關鍵的隱身設計上倍受詬病，尤其是該機毫無遮擋的直通進氣道，讓發動機高速旋轉的風扇直接暴露在入射雷達波的照射之下，成為增大RCS的罪魁禍首。

      不過近日俄媒N+1採訪了蘇-57生產型發動機“產品30”設計總師葉夫根尼·馬爾丘科夫（Yevgeny Marchukov），後者透露蘇-57的隱身短板將被這種先進發動機所彌補。

       葉夫根尼·馬爾丘科夫是留裏卡-土星航空發動機聯合體的總設計師，主持研製了俄羅斯第五代戰鬥機渦扇發動機——“產品30”，目前這種發動機正在蘇-57的T-50-2原型機上裝機試飛。

       在談到“產品30”的先進特性之前，N+1先回顧了了蘇-57現用發動機。由於第五代發動機跟不上蘇-57的研製步伐，所以該機被分為兩個技術狀態服役。第一階段蘇-57安裝AL-41F1發動機，也就是蘇-35“產品117S”（AL-41F1S）發動機的進一步改進型“產品117”，第二階段蘇-57才會裝備“產品30”。

       從正式編號上看，“產品117S”和“產品117”雖然都屬於AL-41F家族，但卻與米格1.44驗證機安裝的AL-41F（“產品20”）截然不同。“產品117S”（AL-41F1S）實際上是AL-31FP的深度改進型，沿用了後者的基本設計，“產品117”（AL-41F1）增加了全權限數字式發動機控制單元（FADEC）。所以無論從推重比還是燃油效率上，“產品117”（AL-41F1）都遠不及“產品30”，阻礙了蘇-57超音速巡航和機動性能的充分發揮。

       馬爾丘科夫表示“產品30”的推重比超過10，也就是説發動機加力推力是其自身重量的10倍以上，此外在最大軍用推力大幅增加的同時卻保持着與AL-31F大致相當的油耗（巡航模式下為每小時每千克力670克），這將大幅增加蘇-57的超音速巡航作戰半徑。

       馬爾丘科夫還首次透露，為了在亞音速和超音速速度下都達到較低的耗油率，“產品30”採用了可變涵道比設計，也就是類似YF120的變循環技術。在亞音速下外涵道打開發動機以渦扇模式工作，在超音速下外涵道關閉以渦噴模式工作，兼顧高低速燃油經濟性。

        最重要的是“產品30”還將補齊蘇-57最後一塊隱身短板。

       馬爾丘科夫説“產品30”通過對尾噴管和進氣口進行特殊設計，明顯降低了紅外和雷達隱身特徵。所謂特殊設計很可能是指發動機風扇前的雷達屏障和鋸齒尾噴管。雷達屏障將彌補蘇-57直通進氣道的缺點，遮擋發動機風扇。尾噴管鋸齒邊緣除了能散射後射雷達波之外，還有利於促進高温噴流與冷空氣之間的摻混，降低噴氣温度。

        馬爾丘科夫説“產品30”的全新扁平噴管也在研發中，這種尾噴管內部的S形通道將能隱藏發動機高壓渦輪，進一步優化紅外隱身性能。除推力和隱身的改進外，“產品30”還具有更好的可靠性和壽命，這將能降低蘇-57的生命週期的操作成本。

       （圖文轉自網絡）

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《磨礪記——俄羅斯航空發動機發展及啓示》

作者：肖鏑

（本文轉自中國航空新聞網）

       作為一個後起工業國，蘇聯航空發動機工業從一開始就是建立在仿製的基礎上，到了噴氣時代，情況依然如故。與西方几個航空大國相比，前蘇聯噴氣發動機從無到有走過了一條獨特的道路：自行研製進展緩慢，通過仿製加快進度，最終吸收外來養份，使自己成長壯大。

從仿製起步

       早在上世紀30年代德、英、意等國開始研究噴氣推進技術的時候，蘇聯也開始着手這項工作。阿爾希普·米哈伊諾維奇·留裏卡是蘇聯最先倡導和從事渦輪噴氣發動機研製的代表人物。在多數人不支持、戰爭前夕國家物力和財力有限的情況下，留裏卡經過數年努力，解決大量技術難題後，研製出蘇聯第一台PД-1渦輪噴氣式發動機的樣機，並在1941年4月拿到繼續研製許可證書。但就在這時，戰爭突然爆發了，渦輪噴氣發動機的研製工作被迫中斷。

       就在留裏卡的研製工作遲遲沒有取得突破性進展的時候，前線不斷提出急需能與Me-262匹敵的作戰飛機，於是蘇聯人決定在自行研製渦輪噴氣發動機的同時，採取仿製的方法加快噴氣機的研製速度。第二次世界大戰結束，蘇聯就開始利用繳獲的資料和設備，在德國技術人員的幫助下，仿製德國的  Jumo 004和BMW發動機。只用了半年時間，柯里索夫設計局和庫茲涅佐夫設計局就各自仿製成功，並分別命名為PД-10和PД-20。1946年4月，這兩種發動機分別裝在米格-9和米格-15戰鬥機上試飛成功，蘇聯從此擁有了自己的噴氣式戰鬥機。

（裝德系噴氣發動機的米格-9）

       1947年，蘇聯通過貿易談判從英國購買了25台“尼恩”發動機和30台“德温特”發動機，便立即着手仿製。經過一年多的努力，“尼恩”發動機由克里莫夫設計局仿製成功，命名為PД-45；“德温特”發動機由米庫林設計局仿製成功，定名為PД-500。1949年，PД-45發動機開始批量生產，裝備了蘇聯第一代後掠翼戰鬥機米格-15。PД-500發動機曾裝在雅克-23教練機和一部分靶機上，但由於性能不及“尼恩”，沒有廣泛投入使用。20世紀50年代初期的抗美援朝戰爭中，中國人民志願軍空軍駕駛米格-15噴氣式戰鬥機與美國F-86“佩刀”式噴氣式戰鬥機展開空戰，這是世界上第一次敵對雙方均使用噴氣式戰鬥機的空戰。

（高仿英國“尼恩”的VK-1發動機，

朝鮮戰爭時，米格-15和F-86“佩刀”裝的都是英國“尼恩”的山寨、高仿發動機

所以，朝鮮戰爭空戰，其實是英國發動機的左手打右手）

       通過仿製德、英的發動機，蘇聯逐步培養出了自己的研究和設計隊伍。克里莫夫設計局首先在PД-45的基礎上研製成功BK-1離心式噴氣發動機，推力為26.5千牛。1951年，以BK-1渦輪噴氣發動機為動力的米格-17戰鬥機首次試飛成功。此後，蘇聯的其他設計局也陸續研製成功自己的渦輪噴氣發動機。經過政府、技術人員和管理人員的共同努力，蘇聯只用了5年多一點的時間就實現了從仿製到自行研製的過渡。

（RD-9B噴氣發動機，米格-19上的軸流發動機）

（米格-31上的D-30渦扇發動機）

解體後的慘淡經營與重組

       不難看出，有賴於高度集約的計劃經濟體制，加之二戰之後與歐美幾乎處於同一起點，前蘇聯將從歐洲拿到的最新技術以行政手段分發給不同的研究機構和企業，用舉國體制這樣一種模式全力推進本國航空發動機事業。所以，蘇聯的航空發動機事業在進入噴氣時代之後發展迅速，與歐美之間幾乎沒有代的差距。

       解體前，前蘇聯湧現出大量著名的航空發動機設計師，他們領導的設計局負責航空發動機的研製工作。前蘇聯航空發動機設計局以及其最著名的作品：克里莫夫設計局（RD-33渦扇發動機）、伊索托夫設計局（TV3-117渦軸發動機），等等。

（“潑辣”典範米格29的RD-33）

       其中研製了前蘇聯唯一一型第三代大推力加力渦扇發動機AL-31F的設計局就是留裏卡設計局，它也是今天俄羅斯“留裏卡-土星”航空發動機聯合體的前身之一。前蘇聯航空發動機的生產單位是國有發動機批量廠，生產如“土星”、“禮炮”、“進步”等。可以看出，前蘇聯的航空發動機行業是一種“設計單位百花齊放、生產單位三強並立”的格局。

       但是隨着前蘇聯的解體，前蘇聯的航空發動機行業“百花凋零”進入“嚴冬”。

       上世紀90年代前蘇聯解體之後，俄羅斯經濟休克療法失敗，原來國有的航空發動機設計局和批量廠紛紛被民營資本和國外資本收購。依然被國家控股的軍工企業也無法依靠俄羅斯政府和軍方嚴重縮水的撥款生存。

       在很長一段時間裏，俄羅斯航空發動機行業競爭力非常低，行業的收益率從27%下降到7%，利潤減少一半，航空發動機銷售率下降了約93%。原來國有的留裏卡設計局和土星批量廠都被民營資本收購，成為私營企業。而禮炮批量廠依然維持國家控股，但是由於俄羅斯政府財力嚴重不足，只能依賴國外用户的資金生存。

與美國的差距被一再拉大

       1974年11月，世界上第一種第三代大推力渦扇發動機，美國的F100-PW-100投入使用。與美國F100-PW-100發動機相對應的前蘇聯AL-31發動機於1985年完成研製。考慮到AL-31F發動機不僅完成研製時間晚了十年而且性能與F100-PW-100依然有一定差距，此時美蘇在航空動力領域方面的總體差距大概在15年左右。

       但是在前蘇聯解體之後，美俄在航空發動機領域的差距逐漸增大。以美國的F110發動機改進計劃為例，F110-GE-134發動機在上世紀90年代末就實現了15噸的台架加力推力，而俄羅斯達到15噸加力推力的發動機至今還沒有研製出來。而且俄羅斯發動機在性能不足的情況下，在耐久性方面的差距更大，F110-GE-134發動機首翻期達到了4300戰術循環（大概2000飛行小時），其首翻期已經達到了AL-31F-M2發動機總壽命的水平。

       美國在1986年完成研製的F100-PW-220發動機就裝備了發動機全權數字電子控制系統，而俄羅斯發動機從AL-31F-M2發動機才開始使用類似控制系統，並且AL-31F-M2發動機現在還未投入使用。當美國真正的四代動力（西方劃代方法，相當於俄羅斯的五代動力）F119-PW-100於2002年9月獲得美國空軍頒發的初始使用批准之時，其加力推力15.5噸/軍推10噸、推重比10.5和首翻期大於4000飛行小時的性能，已經足以對所有俄羅斯航空發動機形成質的代差。

（F119發動機）

       俄羅斯近年來航空發動機研製有逐漸回暖的趨勢，經過產業重組之後形成了“99M”和“117”兩個第五代航空發動機研製計劃。但從目前俄羅斯國內的情況來看，已經基本研製成功的型號，無論是99M1、還是117S發動機，都難以滿足第五代戰鬥機T-50的全包線試飛要求，更不用説正式裝備。綜合考慮美俄發動機在型號研製和技術實力方面的因素，兩國在航空發動機研製領域的差距可能已經增加到了20年以上。

       不難看出，前蘇聯解體後，俄羅斯的工業體系之下的各個領域都在積極探索以自由競爭為主要特徵的市場化發展模式，航空發動機行業也不例外。然而，儘管政治制度方面已經發生了改變，但是對於剛剛獨立的俄羅斯來講，前蘇聯時期計劃經濟體制的巨大慣性無法避免，無論其管理模式、管理理念、人才結構還是資源配置模式等等，都無法支撐航空發動機行業真正走上純市場化的發展道路。

       強行推之的結果，只能學了西方自由競爭模式的皮毛，而無法真正與本土企業相融合，最終導致了國有資產流失、技術研發停頓、人才隊伍青黃不接，行業整體與西方差距日益拉大。

強撐門面的“禮炮”與“土星”

       為了挽救本國航空工業，併力圖重塑昔日大國形象，普京上任之後於2007年8月簽署了《關於成立聯邦國有獨資企業燃氣渦輪製造科研-生產中心“禮炮”》的1039號俄聯邦總統令，正式開始了俄羅斯航空發動機行業的一體化整合。

       俄羅斯航空發動機行業根據政府的決定組建四個控股公司，其中兩個負責研製生產戰鬥機使用的大推力渦輪風扇發動機，這兩個公司是：在莫斯科機械製造生產企業“禮炮”的基礎上成立的“禮炮航空發動機聯合體”；第二個公司是通過整合位於雷賓斯克的“土星”科研生產聯合體、烏法的發動機生產聯合體和彼爾姆的航空發動機股份公司中的國家股份成立的控股公司“留裏卡-土星航空發動機聯合體”。

       渦扇發動機行業“兩強爭霸”局面形成之後，兩個航空發動機研製巨頭自然會按照各自計劃進行航空發動機研製，形成各自的發展脈絡。

       首先來看“禮炮聯合體”。經過改組之後，禮炮正式成為俄羅斯政府控股的國有航空發動機研製生產聯合體。現在該公司的發展重點就是“項目 99M”航空發動機研製計劃。值得一提的是，雖然禮炮聯合體一直就是俄羅斯政府所有的企業，但是99M整個計劃並沒有獲得俄羅斯政府的資金。99M計劃打算通過對於AL-31F發動機的四步改進，最終研製出真正的第五代航空動力系統。但目前，只有99M1發動機裝備了俄羅斯空軍，後續的99M2/3/4型都還在研製中。

（AL-31F的製造）

       俄羅斯最近裝備的蘇-35BM戰鬥機使用了“留裏卡-土星”聯合體的117S發動機。根據該發動機聯合體的宣傳，“項目117”航空發動機研製計劃是承接前蘇聯五代動力AL-41F發動機計劃的發動機研製系列工程。AL-41F型加力式雙涵道渦輪風扇發動機是由留裏卡設計局在蘇-27動力裝置AL-31F和蘇-37動力裝置AL-37F基礎上研製發展的俄羅斯第五代發動機，該機加力推力達到了令人震驚的17噸、循環參數1910K。該機研製計劃進行到30%的時候就因為前蘇聯解體而中斷，後來留裏卡設計局被土星合併成為“留裏卡-土星”航空發動機聯合體。因而“留裏卡-土星”聯合體利用留裏卡現有成果繼續進行AL-41F發動機的研製顯然是理所應當的。

       “項目 117”計劃分為兩個步驟：第一步，利用AL-41F發動機的現有技術對AL-31F發動機進行改進，研製出117S發動機；第二步，在117S發動機驗證的五代機動力技術成熟之後發展出真正的五代機動力“新AL-41F”發動機。現在留裏卡-土星聯合體完成了117S發動機的研製，該機加力推力14噸/軍用推力8.8噸，推比7.5。所以，與留裏卡-土星聯合體宣傳的不同，117S發動機其實就是類似AL-31F-M2發動機的三代改進型動力，而性能不足以談得上是五代動力的過渡型號。

（117S已經隨蘇-35被東方某國引進）

       在117S發動機基礎上，土星計劃用兩到三年研製117A發動機（AL-41F1-A）也就是AL-41F型號重新開始研製後的第一個正式型號，該機計劃達到15噸的推力，不過目前由於經費不足依然處於停滯階段。然後再繼續改進出真正的五代動力裝置，加力推力16噸左右，目前也沒有得到資金支持。

       不可否認，同前蘇聯時期相比，當今俄羅斯在航空發動機研發領域與美國的差距不是縮小，而是被拉大了。然而，我們應該看到，既便在如此逆境中，俄羅斯卻仍然在堅守，並積極反思。事實上，上文中提到的普京政府對俄羅斯航空發動機行業鐵腕式的強力整合，也是在探索一種能夠與當下國內經濟體制相適應的發展模式，其實質還是一種舉國體制。

       儘管上文提到，俄羅斯航空發動機研發領域相對於美國的差距被拉大，實際上是在為蘇聯時代“還賬”。要知道，儘管成就斐然，但蘇聯時代航空發動機工業卻存在着這樣一些長期問題。比如，基礎研究薄弱，技術儲備不足，試驗設施不健全；國家經濟相對落後，研製經費嚴重不足；對發動機的技術複雜性和研製規律認識不足；基本建設戰線過長、攤子過大、力量過散、低水平重複；管理模式相對落後，缺乏科學民主的決策機制和穩定、權威的中長期發展規劃等等。這一系列問題最終拖累了蘇聯解體後的有些殘缺的俄羅斯航空發動機工業。不過，從目前的情況來看，俄羅斯航空發動機工業佈局體系的重組，正是從蘇聯時代吸取教訓後的一個產物。

       一方面，既便在技術上暫時被甩下了一段距離，但俄羅斯政府保全並發展完整航空發動機工業基本佈局的決心無比堅定。從世界的政治經濟競爭格局與競爭準則來看，航空發動機工業建設需要的各個工業部門的產品與技術支持，是不可能通過國際合作或國際貿易來解決的，只能靠這些國家自身的工業體系。即使有些國家願意在國防產品上進行相應的支持，在零部件的獲得、產品維護、價格、重要技術參數的保密等方面也存在諸多問題。所以建立完整的航空發動機工業體系是國防工業科技競爭力的主要依託。而國防工業的科技競爭力是體現一個國家綜合國力的最重要標誌之一。

（AL-41發動機）

       另一方面，無論是99M1/2/3/4還是117S乃至AL-41，實際上都意味着俄羅斯正在努力理順一個健全的研發體系和指導觀念。他們意識到，預研技術始終和現役技術保持着合理的時間間隔，確保了技術領先優勢。現役裝備必須考慮技術風險，而預先研究則是為了克服前瞻技術的技術風險，使其走向實用化。也正因為如此，俄羅斯政府將航空發動機產業列入了國家和國防科技中長期發展規劃，注重形成有梯次的航空發動機譜系化產品，促進兩個航空發動機聯合體之間進行適度的橫向競爭和深度的縱向協作。同時國家上層有關部門也牽頭制定了詳盡、專門的航空發動機研發長期規劃，並保持政策的延續性，給予航空發動機產業長期、穩定的支持，從上層解決其結構和體制問題，並且先行發展。

       所謂“橘生淮南則為橘，生於淮北則為枳”，前蘇聯解體後，俄羅斯航空發動機發展已經證明，沒有放之四海而皆準的發展模式，特別是一些具體行業的發展道路。儘管有如前蘇聯般強大的航空發動機工業體系，也難經數載折騰與內耗。

       發動機對於飛機的重要程度，不亞於心臟對於人體。也正因如此，或許可以解釋為什麼蘇聯的航空發動機水平始終低於西方，但俄羅斯在當年蘇聯解體的困境中，卻仍然保持一個大體完整的航空發動機工業，並在經濟稍有好轉後，又繼續奮起直追；從技術角度來説，目前俄羅斯政府對於航空發動機工業的要求，也並不是一下就要拿出十全十美的東西，真正的完善應是在定型裝備之後，通過一個過程而最終實現，這一點更是尤為值得我們深思。 

       （圖片轉自網絡）