中国涡扇发动机最权威爆料-第3章
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挥缑婊屏υ酱螅屏妥枇Φ谋纫簿驮酱螅苫钠椒伤俣群图铀傩栽胶茫髡叫阅芎突跃驮胶谩＞菅铣芍宜裕捎诶ヂ�2的转数相比昆仑还可以有2％的增长，因此至少还可以再增大200千克的推力，由此8吨级的昆仑2是完全可以预期的，利用昆仑发动机的核心机和低压压气机放大改进型，可以派生发展一种高性能、低成本的小涵道比加力涡扇发动机。其最大状态起飞推力可达83KN以上，其中间状态推力为55KN推力级。它适用于新的轻型歼击机，其不加力型则可用于教练/攻击机。 昆仑发动机左右可互换。减少备份发动机的台数，减少了发动机的采购费用。发动机寿命长，省油，减少了使用费用，发动机价格虽然比同类发动机略贵，但全寿命周期费用却大大降低。
另外我们不妨用印度的卡佛里发动机比较一下，印度研制真正意义上的军用涡喷发动机始于1977年，当时是GTX…37…14U加力式涡轮喷气发动机，有3级低压压气机和7级高压压气机，分别由单级高、低压涡轮驱动。不加力推力和加力推力分别为4448daN和6427daN。后来，在GTX…37…14U核心机的基础上研制一种GTX…37…14UB加力式涡轮风扇发动机，涵道比为0。215，加力推力8896daN。但由于迎风面积大，未被LCA选中。GTX…35是一种先进的涡轮喷气发动机，有5级高压压气机、环形燃烧室和进口温度更高的涡轮。但因耗油率太高而又未被选中。最后，从1989年3月开始研制GTX35…VS涡轮风扇发动机，又称Kaveri，1991年初核心机上台试验，1992年中全台发动机试车。据印度人士估计，GTX…35VS的研制费用将高达15～30亿美元，美国专家的估计更高，需30～40亿美元。由于资金缺乏等种种因素，目前，发动机研制进展缓慢。估计装本国发动机的LCA要在2007年才能试飞，LCA将先用F404发动机进行飞行试验。如果发动机进度进一步拖延，头50架LCA将都用F404发动机，进而就有可能导致所有的LCA都采用外国发动机。
从上读者不难看出GTX－37－14U涡喷发动机和WP13的推力大小相当，而GTX－37－14UB的涵道比其实称为放气比比较合适，其外涵道的气流对增大推力并没什么意义，主要是给喷管降温，基本属于放气式涡喷发动机，如果WP13稍加改进成为涡扇，完全可以达到他的推力，事实上我国确实也有过这种想法。再看GTX35－VS发动机，其风扇和压气机的总级数为9级，而昆仑的高低压气机为11级，而总压比是卡佛里高，显然卡佛里在这方面是领先了，其单级压比远远超过了昆仑，卡佛里发动机的高低压涡轮初期采用定向凝固材料，这方面也和昆仑类似，但它后期将采用单晶材料，无疑又进了一步，可以说卡佛里从性能上来说是十分先进的，但发动机毕竟不是先进技术的堆砌，没有扎实的功底，有再好的想法也终究是水中花，镜中月。随着F404装备LCA，印度象独立完成国产发动机的梦想又将成为泡影。没有强大的工业基础是不可能完成军用高性能航空发动机的研制的，而中国为了这一天整整走了52年。
另外我们不妨比较一下法国幻影2000所用的发动机M53，法国继阿塔9K50之后于1967年开始着手研制M53，并于1976年定型，1979年开始量产。M53是法国搞出来的第三代发动机，尽管它在第三代发动机中只不过是个丑小鸭。如果严格来说，它只是一种二代半的发动机，但他来的很及时。M53是一种单转子小涵道比加力涡扇发动机，由于是单转子发动机，M53被迫选取很小的涵道比，这样必然带来耗油率的上升与推力的不足，这也影响了幻影2000的航程与推比。最初的M53只有推比5。9左右，推力只有8。5吨。直到80年代定型的M53P2，推比才达到6。5，推力达到9。8吨。
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但就是这种推比不及7的发动机也是我们在80年代所羡慕的，如果我们的WS6能够完成的话，水平应该和M53相当，事实上当时中国的发动机也就和法国人差不了多少时间，但法国人坚持下来了，而我们由于种种的原因，WS6下马了。80年代的中国实在太缺发动机了。时至今日，有了昆仑2后，我们可以理直气壮的说，我们的昆仑2发动机比M53要好。从耗油率来看，两者不相上下，而推比上昆仑完全占有优势，唯一有所缺憾的是推力上昆仑2略显不足。这也难怪，昆仑比M53轻了近300公斤。但如果昆仑进一步发展到昆仑3，完全可以在推力上超过M53P2。
面对成果，我们也不能否认昆仑来的太晚了，它是一朵午夜的幽兰，虽然开得芬芳馥郁，但却只能孤芳自赏，和它直接关联的型号下马了。但柳暗花明又一村，随着新型战机的问世，昆仑又找到了用武之地，不久的将来，我们将会看到装备昆仑发动机的战机飞翔在祖国的蓝天，去书写中国空军的又一个传奇。
核心机之路
五、山姆大叔的礼物
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美利坚人是高傲的，他们的发动机在世界上也是数一数二的，从引进英国发动机开始起步，凭借在工业上的雄厚实力，新英格兰人就一直执世界航空发动机制造之牛耳。
新中国建立伊始，中国空军的战斗机就和美国战斗机角逐在朝鲜的天空，一母同胞的美苏发动机也因此兄弟阋墙。不打不相识，随后的越南战争中，中国也开始了对美系发动机的研究，从鬼怪F4所用的J79到当时最先进的F111所用的TF30，中国或多或少的都得到了，并将其技术用在了自研发动机上，譬如WS6，WP13和昆仑，但当F100出世时，中国明显落后。无论是在研还是现役的发动机都无法对抗F100。
越南战争后，美国在世界上步履维艰，苏联的实力越来越强，而此时的中国也在寻找出路。伴随着乒乓外交，尼克松访华，美国和中国这两个伟大的国家终于站到了一起。随着中美关系的解冻，中国也开始寻求美系发动机装备飞机的可能。F404和F100、F110都列上了引进目录。事实上美国也想借助中国的力量来压制苏联，但他只想有限度的提高中国发动机的实力，如用老迈的J79装备F16来敷衍中国，为歼八2换装F404等。而在超7战斗机的发动机选型中美国向中国提供了三种发动机的方案PW1120、F404和PW1216。其中PW1120是普惠公司在F100发动机的基础上改型设计的连续放气式双转子加力涡喷发动机，并被用于以色列“狮”战斗机的动力，瑞典的JAS39初期也想应用PW1120，另外美国鬼怪F4战斗机当初也想把PW1120作为换代发动机。
从数据上看，PW1120可以说是一种十分先进的涡喷发动机，如果超7能装上PW1120，那其性能肯定是相当棒的。至于F404，报道已经很多了，美国通用电气（GE）的产品。作为F/A…18大黄蜂的动力，其性能也是有目共睹的，美国的F5的单发改型F20虎鲨和瑞典的JAS39以及韩国的T50金鹰都应用了该发动机，可靠，推力强劲是世界各国对F404公认的评价，其基本型加力推力在7。3，不加力推力4。9吨推比7。24，重量接近1吨，加力耗油率1。65。从重量上看，可以说该发动机也是十分轻的，精致和轻巧是人们对F404的第一印象，从油耗看该发动机的加力耗油率是涡扇发动机中少见的。至于PW1216，该发动机最早起源于美国普惠发动机公司于50年代为A4攻击机研制的不加力涡喷发动机，PW1216是其加力改型，主要改进有新型封严件，新型油泵、新型加力燃烧室和新材料。普惠发动机的主要计划是在该发动机的基础上采用中国WP7B或WP13涡喷发动机的加力筒体和相应系统构成其中国改型，该发动机的加力推力7。425吨，最大推力5。4吨，推比6。6。普惠公司还讨论了该发动机在中国联合生产以及与成飞协调了PW1216发动机加装超7战斗机的技术方案。
从三种发动机方案看，PW1120和F404都是不错的选择，而PW1216则采用了60年代发动机的方案，更接近于后来的WP13B和昆仑，而且当时中国已经开始了昆仑发动机的发展，昆仑要好于PW1216，所以中国倾向于选择前两者，但事实上美国更愿意把PW1216推销给中国，虽然此时正处于中美蜜月，但对中国，美国是有戒心的。毕竟美国在战后的两次大规模地面战争都和中国有关，美国当时更倾向于利用中国牵制苏联，而不是真正与中国结盟。况且先进发动机技术是任何一个国家都不愿意轻易转让的，美国当然也深谙此道。89年64动乱之后，随着东欧巨变，苏联解体，美国开始了对中国的武器禁运，此事也就不了了之。世上没有免费的午餐，天上没有掉下的馅饼，事实也证明只有自主创新，才能创造出中国发动机的新局面……
没有得到美系发动机，但美系发动机军用标准和研制方法却被我们所了解，其中美国通过核心机研制发动机的方法引起了我们的关注。
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要谈核心机首先得从美国的核心机发展之路说起，美国是率先搞发动机核心机的国家，美国最大的发动机研制单位是两家。即P&W和GE，他们在60年代初首先发展出了各自的第一代核心机GE1和STF200，随后又发展出了各自的第二代核心发动机GE9和JTF22，JTF22经过发展就是世界上第一台推比八的大推力小涵道比军用加力涡扇发动机F100，而GE9则发展出美国第一种轰炸机用大涵道比军用加力涡扇发动机F101。F101的缩小版就是GE15核心机，GE15经改进就是YJ101放气式涡喷发动机，YJ101的低压压气机经放大改进成为风扇后就是F404。F404的风扇经放大后装上F101的小涵道比改型就是F110。美利坚在核心机发展上体现出的是游刃有余与高效性，一批又一批的发动机通过核心机发展诞生，其中既有军用的也有民用的。从美国的核心机发展之路来看由核心机发展是一种切实有效的发动机发展之路，而且事实上也是这样，几乎所有的发动机强国最后都选择了核心机发展的道路。随着与美国的接近，我们也选择了这样一条道路……
国产中推核心机
我国于1980年起开始实施高性能推进系统工程预研计划（即高推预研），进行发动机先进部件的基础预研工作。耗时10年最终完成了预研课题。期间，我国从某国引进某型中推核心机之后将其作为参照机发展自己的中推核心机，1989年我国决定在10年预研的基础上全力以赴进行“七级高压压气机攻关、并同时开展与七级高压压气机相匹配的带气动雾化喷嘴的短环形燃烧室和全尺寸带气冷叶片的高压涡轮部件的研制”。考虑到将来发展为推比8一级小涵道比中等推力涡扇机的背景型号，因此这台核心机也就被称为中等推力涡扇发动机预研核心机（中推核心机）。
1991年1月正式决定开展中推核心机的研制和中推验证机的方案论证工作。并将中推预研分为三个阶段实施：即三大高压性能部件研制、中推核心机研制和中推验证机的研制。至此中推核心机正式立项研制，这是我国首次遵循“基础研究…关键技术突破…先进部件…核心机…验证机…型号研制”这一发展模式所开展的涡扇发动机研制工作。
中推核心机的研制工作是以624所为总设计师单位，江和甫任中推预研总设计师。从1991年2月起正式开始方案设计， 中推核心机的试制工作由430厂为主承制单位，参加研制的单位有420、460、170、100、606、621、625、西工大、德阳二重等全国21家厂所院校。首台中推核心机的加工和装配仅用了9个月的时间，至1992年11月18日完成加工总装、19日出厂，并于21日运抵624所。 核心机到达后于11月24日安装到地面试车台架上，并通过了质量评审。11月28日进行了启封运转和冷运转，起动机将核心机带转到21。5％转速。12月3日23点20分，核心机首次点火、一次成功！（相对转速达到35％）之后又成功进行了多次点火起动试验，在突破了冷悬挂、一阶临界转速等难关后，经发动机总公司与624所分析决定将发动机推至最大换算转速。12月12日在核心机第11次点火试车中，转速推到地面最高转速（换算转速达101。3％），核心机运转良好，振动小，排气温度等参数均正常！
由于核心机的工作环境是处于发动机的风扇（低压压气机）出口处，当发动机在地面台架运行时，核心机进口压力一般为0。35~0。45MPa，进口温度为430~470K。而在空中飞行时（如中低空、大速度），核心机进口压力可达约0。56MPa，进口温度约600K。中推核心机在设计时是以地面台状态，背景发动机在标准大气下工作时风扇出口气流条件为设计点。为节约试验经费和减少试验风险，第一台中推核心机的初步试验考核是在地面台架上进行，在取得有关性能数据及考核各部件匹配关系的情况下，再安排第二台核心机进行高空台模拟风扇出口温度、压力等工况下的进气加温加压试验。由于我国尚无专用的核心机试验设备，而新建一套试验设备不仅耗资巨大且建设周期也无法赶上核心机的研制进度，因此只有利用我国唯一的大型直接连接式高空试验设备—SB101高空台。
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第二台中推预研核心机用来进行高空台试验，主要目的就是前述提到的模拟风扇出口条件下考核核心机性能和结构强度。430等承制单位克服了进度紧、难度大、经费不足的不利因素，于1993年12月19日完成了加工组装，并于12月22日运抵624所。 核心机抵达后， 29日下午首次点火成功，在31日晚，中推核心机达到了100％换算转速，状况正常。至此，核心机高空台第一阶段的试验提前胜利结束！此阶段共起动58次，累计运行282min，其中最长一次连续运转85min。 1994年1月3日下午核心机按预定计划下台分解，检查，除发现压气机转子不平衡量过大外，其余一切正常。经重新平衡、装配之后上台，1月14日开始进行第二阶段试验。1月15日，向最高设计目标冲刺。经过一夜奋战，于16日晨7时24分顺利达到最大设计状态，进气温度、进气压力和物理转速都达到设计值！各项试验结果表明中推核心机高空台试验性能已达到设计指标，三大部件匹配良好，结构强度也得到了初步考核。比原计划提前了11个月性能达标。
之后中推于1997年获准开展整机验证机研制，于1999年因经费原因被迫中止。
中推核心机的主要性能指标、制造技术、设计技术已与F404（YJ101）、CFM56（F101）、РД…33等涡扇机的核心机水平相当。
六、欧洲恋情
除了与美利坚合作外，欧洲人也开始向中国介绍他的核心机技术。
欧洲的核心机发展之路是在美国之后开始的，最早开始的是XG20和X15计划，主要是改进RB199，超7发动机选型时也考虑过RB199。而始于1982年的XG40计划的核心是为验证罗罗公司的技术，使其满足90年代中期使用的先进战斗机发动机的要求而进行的。这项计划由英国国防部和罗罗公司联合出资。XG40核心机最后被发展为EJ200发动机。随着中美关系的解冻，从80年代开始，这些技术也随着欧洲对中国的态度转变而通过技术交流进入中国。
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