乘風破浪會有時:仿製幾十年前的發動機為啥要這麼久(新浪)_風聞
guan_15573814801324-2020-03-27 14:35

在中國空軍的作戰序列中,現役的各型戰術飛機,如殲-11、殲-16、殲-10C、殲-20等,都已經或者即將實現完全國產化,也就是用國產發動機取代上世紀90年代開始引進的俄製AL-31系列發動機。“太行”發動機在經歷了長達十幾年的研製和改進歷程後,也終於成為中國第一款基本上經歷了全部研製流程的先進渦扇發動機。而中國空軍的另一支柱——機隊規模正在迅速擴大的轟炸機和大型運輸機部隊,其主戰機型轟-6K/N和運-20身上卻一直籠罩着關於動力的迷思。
D-30KP-2這款歷史可以追溯到上世紀60年代的老發動機,至今仍然在中國的大型軍機上佔據的顯赫的地位。相比之下其國產化型號渦扇-18發動機,真實的進展反而十分撲朔迷離。而此前航發集團一則有關“決戰六十天,決勝攻堅戰”的官方報道,又讓這款一度十分低調的發動機的批產進度重新回到人們的視野。
在運-20於2013年首飛,轟-6K於2015年首次亮相時,這兩款國產大型軍用飛機採用的發動機就一直是討論的焦點之一,這一話題相比於它們本身的作戰性能而言甚至更加引人注目。這是因為與早已跟上世界主流水平的航電系統相比,發動機一直是中國航空工業始終未能“開竅”的一個痛點。而在長期注重國土防空作戰的中國,國產發動機的發展也不免出現了更多偏重於戰鬥機發動機的情況。
受限於有限的研製力量,中國也一直難以複製通用電氣的通用核心機策略:用戰鬥機渦扇發動機的核心機派生出適用於大型機的大涵道比渦扇發動機。直到採用“太行”衍生版核心機,尚未投入服役的渦扇-20上,我們才能看到相應的轉變。因此驅動轟-6K和運-20的早期量產型的,一直是經過輕微修改過的俄製D-30KP-2發動機。
作為最成功的俄製發動機之一,D-30家族可謂枝繁葉茂,從裝備於圖-134雙發客機,推力不過70千牛的D-30II,到安裝加力燃燒室,裝備於米格-31截擊機,推力超過150千牛的D-30F6發動機,基本上涵蓋了各種可能的用途。與之可以相比的大概只有與其誕生在同一時期的美製JT3D/JT8D發動機。身為一款衍生自JT3C渦噴發動機的第一代渦扇發動機,JT3D/JT8D成為美國早期各型客機的主要動力來源,不僅在市場上打敗了誕生更早、性能更好的羅爾斯·羅伊斯“康威”發動機,同時JT3D的軍用型號TF33也成為了美軍B-52、E-3、KC-135等大型飛機的主動力。JT8D還與D-30一樣衍生出了用於戰鬥機的RM8發動機,成為瑞典薩博-37“雷”式戰鬥機的主動力。
此外JT8D還曾經是中國第一款大型客機——運-10的動力裝置,並且成為中國第一款大型無加力渦扇發動機渦扇-8的仿製原型。巧合的是,D-30KP-2也同樣有着中國衍生型號渦扇-18,數字上的聯繫雖然可能僅僅是巧合,但也能看出渦扇-18比技術水平相當的渦扇-8在年齡上小好幾輪的現實。
平心而論,對於工業基礎早已今非昔比,再也不是那個連大尺寸蒙皮都造不出來的中國而言,D-30KP-2這款上世紀70年代水平的發動機並不應該成為一款難以啃下的“硬骨頭”。事實上,在2014年那張“熱烈祝賀某型發動機首飛圓滿成功”的照片曝光後,不少人就已經相信,量產型的轟-6K和運-20上已經開始裝備渦扇-18發動機。畢竟一架轟-6K需要兩台發動機,運-20更是需要4台,同時國內還有20多架伊爾-76,單靠進口原裝D-30KP-2很難滿足需求。不過後面從各種不同來源傳出的信息來看,渦扇-18這款多數人眼裏不過是一碟小菜的發動機,在仿製過程中出現了較大的技術難題,一度陷入半停滯狀態。而當初人們認為最不可能的途徑卻成為了現實——靠着進口的400多具D-30KP-2發動機,中國在2010年代實現了轟-6K和運-20的批量生產和交付,而在今年俄方仍將向中國交付訂單剩餘的58具D-30KP-2發動機,能夠在短期內大體上支撐運-20和轟-6N的量產工作。
渦扇-18進度一再拖延,甚至要被更先進的渦扇-20趕超的狀況,讓人十分不解,畢竟這是目前在研國產發動機中技術最老舊,風險也最低的型號。這其中的原因主要還是,擔負渦扇-18研製任務的,是位於成都的某發動機集團公司。提到“太行”渦扇發動機以及在老軍迷中如雷貫耳的“崑崙”渦噴發動機的時候,人們很容易想到黎明公司;在討論渦扇-13、渦扇-19中推時,黎陽的名字大家也不會陌生。然而與這兩者相比,在擔負D-30KP-2發動機的國產化任務之前,成發公司的主要產品是渦噴-6發動機——一直生產到20世紀末。相比之下,D-30KP-2雖然老舊,但與50年代水平的渦噴-6相比,顯然是一個巨大的技術跨越。
其實早在擔負D-30KP-2國產化任務之前,渦扇-8發動機的早期研製工作也曾在這裏進行。不過渦扇-8後來隨着運-10的下馬而夭折,僅留下一台樣機。中國也與自己的大飛機動力失之交臂,不得不在多年後重新以巨大的投入為代價進行另一款技術水平相當的發動機的國產化。在航發集團的官方報道中,我們可以看到在渦扇-18批產攻堅戰中,主要的瓶頸就是反推裝置。對於一款發動機來説,反推裝置並不是核心部件,可以根據需要選擇添加或移除,瑞典在研製薩博-37戰鬥機的過程中,為了照顧短距起降的需要,就為其安裝的RM8發動機單獨研製的反推裝置,中國在研製轟-6K的過程中,也曾為其安裝的D-30KP-2(小幅改裝版稱渦扇-18A)去除了反推裝置。
因此反推成為渦扇-18的瓶頸多少讓人感到意外。畢竟發動機本體都仿製出來了,結構更簡單的反推裝置更是可以“依樣畫葫蘆”,同時D-30KP-2採用的蚌殼式反推力裝置與環形格柵式反推力裝置相比,結構和動作方式都更為簡單。因此渦扇-18遭遇的反推裝置技術瓶頸,更可能是來自制造環節中諸如質量之類的可控因素,並不會成為不可逾越的技術屏障,從“決戰六十天”的説法也可以看出,這一問題也許在距離文章發佈早已過了60天的現在,已經不再是制約渦扇-18交付的因素。
在此前的武漢抗疫戰場上,運-20的出現極大鼓舞了人們的士氣,也體現了一款大型軍用運輸機在攻防兼備的中國空軍中舉足輕重的地位。在安-124這一級別的運輸機短時間內難以出現在中國空軍作戰序列當中的情況下,提升運-20的性能和裝備數量就是當務之急,重要性甚至不亞於生產更多的戰鬥機和轟炸機。畢竟運-20現在除了基本的運輸型,已經為外界所知的改型就有加油型、預警機型乃至民用型。


目前的運-20根據曾經公開的數字,並未達到起飛重量220噸、載重60噸的指標,而有8%左右的性能縮水。這與目前採用的小涵道比D-30KP-2發動機有着直接的關係。而對於基本上完全復刻D-30KP-2的渦扇-18來説,它的到來也並不能對運-20的性能提升有所幫助,僅僅是解決運-20批量生產的後顧之憂。雖然目前更先進的渦扇-20早已為人熟知,但基於渦扇-18的技術,發展一種相對短平快的改進型發動機,也未嘗沒有可能。