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涡扇-13发动机早已研制成功,为何一直没有投入

2019-10-21 18:00

问:涡扇-13发动机早已研制成功,为何一直没有投入使用?

涡扇-13是黎阳厂自筹资金项目,而且黎阳厂与俄罗斯合作较深,不可能在未经俄罗斯同意情况下投产

涡扇-13是贵州黎阳航空发动机集团研发生产的第三代中等推力涡扇发动机,他是对俄罗斯RD-93涡扇发动机进行仿制和改进。黎阳厂根据自己之前夭折的涡扇-12发动机上的探索,与俄罗斯圣彼得堡克里莫夫公司进行合作,对RD-33发动机进行改造,等于是自己完成一款航空发动机的研制。他是中俄公司层面的合作项目,俄方负责培训技术人员和部分工人,培训完工人连设备零部件一起运回。

涡扇-13发动机最大推力约8.8吨,对比RD-33主要改进在涵道比和燃烧室两个方面。后推出个改进增推型号涡扇-13E,提高涡轮进气口温度等,增加推力。

而涡扇-13虽然给予了编号,命名为“泰山”。但该项目并非国家项目,是黎阳发动机集团(460厂)自筹资金项目。该发动机研发时没有明确装机对象,属于黎阳厂自己的“练习题”,提升自身航发研发生产能力而进行的。

在中等推力航空发动机方面,航发涡轮院(624所)负责的涡扇-19“黄山”优先级远高于涡扇-13。他是整个中航工业推进的重点项目,立足于解决大型无人机和中型战斗机的发动机问题,属于第四代涡扇发动机行列,最大推力9.8吨~11吨。四川省政府给624所颁发“青年五四奖章”,不小心把涡扇-19进度官宣了,这才是中航工业的亲儿子项目。

贵州黎阳航发集团最初是当年“三线建设”的产物,位于贵州安顺大山深处,现在已经非常不利于发展和吸引人才。所以这几年黎阳厂在政府的大力支持下,忙着搬迁到贵阳的新厂区,现在主体已经搬迁完毕,不过前几年你想要进行新发动机的大规模投产也没有可能。黎阳厂因“三线工程”而生,在三线的军工企业转型发展中做的相当不错,但毕竟先天条件限制,需要搬去省城发展。

此外,黎阳厂现在跟俄罗斯方面合作很深,在其贵阳新厂区,有双方合作建设的RD-33/93系列发动机的大修车间。俄罗斯授权部分地区的RD-33/93系列发动机,(其实主要是枭龙战斗机使用的RD-93发动机)的维修都可以放在这里进行。所以双方合作“钱”景很广阔,在没有俄罗斯方面同意情况下,黎阳厂也不可能自己进行生产。

现在枭龙block 3批次确定使用俄罗斯新型号的RD-93MA发动机,最大推力比之前多了一吨,达到9.3吨。而从整个发展脉络来看,涡扇-13系列发动机除了作为黎阳厂自身的“练习题”外,一大主要目的在于作为枭龙战斗机的“安全备胎”。如果因政治和外交原因,俄罗斯停止供应或不同意向一些国家供应RD-93发动机时,可以作为备份使用,但是这一情况至今还没有出现。至于骨头鹰等,恐怕中航工业选择自己“亲儿子”涡扇-19的可能性更大,而且技术更先进。

因为涡扇13的装机对象还没有量产。

对于中国的航空发动机家族来说,与涡扇10、涡扇15相比,涡扇13显得特别低调。作为俄罗斯RD-33的测绘仿制版,涡扇13的命运显得扑朔迷离。

这款由前空军司令马晓天亲自命名为“泰山”的国产中等推力发动机,实际上就是对俄制RD-33发动机的测绘仿制,无论是外观还是性能指标,都与RD-33一致。而作为前苏联上个世纪70年代研发的发动机,RD-33的性能只能用凑合来形容。

虽然军迷揶揄RD-33“烧劈柴”,但是这不是它最大的问题。

涡扇13的诞生其实源于中巴合作研制的枭龙战机。众所周知,枭龙战机目前使用的是RD-33的单发版本,又称RD-93,巴方对这款俄制发动机也比较满意,并没有传出要更换涡扇13的意思。但是在枭龙研制之初,中国空军也有采购意向,只是后来歼10系列发展顺利,才放弃了低一档的枭龙。

既然当时打算装备枭龙,那么对于发动机的国产化自然是题中之义,而对于当时中国航发的基础来说,测绘仿制RD-33是最便捷的途径。而且,涡扇13作为巴基斯坦装备枭龙的备份发动机也有相当的意义,作为巴基斯坦的死对头、俄制武器的大客户,印度一直没有放弃阻挠俄罗斯向巴基斯坦提供RD-33。好在俄罗斯只看钱不看脸,对巴基斯坦供应RD-33一直很顺畅。在中国放弃装备枭龙、俄罗斯供应巴方RD-33也很顺利的情况下,涡扇13与枭龙的缘分也就到此为止了。值得一说的是,枭龙为涡扇13的发展做出了重要贡献,涡扇13正是依托枭龙完成了装机试飞。

与枭龙有缘无份后,放眼中国的战斗机研制计划,也就是沈飞的FC-31对涡扇13这样的中推有需求。

鹘鹰原型机就是依靠涡扇13完成了首飞。但是对于一款四代机来说,RD-33/涡扇13这样水平的发动机显然不够档次。

据称以鹘鹰2.0为基础进行改进的方案已经获得了中国舰载四代机立项,这款据称编号为歼35的舰载战斗机在发动机方面与歼20如出一辙,首先用涡扇13增推版作为过渡动力(相当于歼20的俄制99M1发动机或者涡扇10B),而目标发动机则是大名鼎鼎的涡扇19(相当于歼20的涡扇15)。即便所谓的歼35消息为真,那么投入量产至少也是5年之后的事情,涡扇13增推版也就不会现在投入使用。

除了传言中的歼35,涡扇13的装机对象还有两款:利剑无人机和“双头雕”大型无人机。这两款同样由沈飞研发的无人机的发动机就是由涡扇13衍生而来的无加力版本。

利剑无人机的原型机装备一台带加力的涡扇-13/RD-33,隐身设计非常粗糙。对于这款主打隐身性能的飞翼布局无人机,必然会使用隐身细节更完善的无加力版本的涡扇发动机。

而被网友誉为“双头雕”的大型战略无人机,也将使用涡扇13的无加力版本,以获得更好的载荷航程能力。去年时任沈飞总设计师的孙聪一行走访贵发所,有可能就是去催涡扇13的无加力版本,因为“双头雕”要今年定型列装。

综上,无论是歼35还是利剑、双头雕,目前都没有进入量产阶段,那么它们配套的涡扇13系列自然也不会大量投入使用。

使用还是有的,只是一直没有批量使用。其主要原因是因为,一直苦于没有合适的装机对象。

我国为巴基斯坦研制的FC-1“枭龙”战机本来是一个很好的装机对象,但是,对于巴基斯坦来说,无论是我国的WS-13,还是俄罗斯的RD-93,都是“外国的”发动机,在俄罗斯没有卡脖子的情况下,并没有换的动力。况且,RD-93是一种已经使用几十年,大量装备的产品,成熟可靠,价格也不高;与之相比,WS-13并没有什么优势。

而在我国国内,由于我国并未装备FC-1,所以WS-13自然难以批量投入使用。不过,WS-13的无加力版,倒是在新型无人机(利剑无人机)上进行了测试。

而在FC-31“鹘鹰”战机上,WS-13看到了希望(虽然这也不是一件开心的事)。一般认为,FC-31的首架验证机装备的是RD-93或WS-13发动机,而在第2架验证机上,装备的是推力更大的(8.8-9吨)的WS-13E发动机。

更大推力的改进型号,给了WS-13新的机会。由于FC-31主要是面向国内的,一旦服役,在新型的WS-19出来之前,基本会使用WS-13E发动机。

同时,在出口方面,目前FC-1的升级型号Block3型即将生产,其可能会换装推力更大的发动机。而在这方面,有两个选择,一个是俄罗斯的RD-33MK,一个就是WS-13E。具体会是哪个,就看巴基斯坦的选择了。

说起来,虽然我国产品不算贵,但是,由于汇率的问题,俄罗斯产品在按美元计算时,是非常便宜的。比如苏30MKK、苏34等战机,俄罗斯国内采购价,如果按美元计算,就只有2000万美元左右;即使是苏35这样的重型3.5代战机,单价也不过3000-4000万美元。所以,在竞争时,俄罗斯产品是很容易压价的。在这方面,WS-13系列不容易占到优势。

所以,整体来说,WS-13系列的前途,还要看“歼31”的前景上了。不过,即使歼31上位,WS-13在WS-19出现后,也会逐渐退出。所谓江山代有才人出,WS-13时运有些不济,未来还是要看更好的WS-19了。

作者:寻梦

有一种误解吧,这款发动机说是研制成功了,不意味着研发结束了,整个项目只是一个阶段性的胜利。航空发动机不是简单的只要研制成功就可以了,还需要过其他关卡,一个是生产关,如何把它从试制品变成一个量产产品,这需要建立一个完整的生产线,目前好象还没有完成,还有一个是可靠性关,还需要一个成熟的过程,这涉及到多方面的因素,也不是一天两天的。

这款发动机也不是说人们想象的已经研制成功多少年了,实际才刚刚搞成,还没有完成这个成熟的过程,还需要一定的时间,还缺少一个必要条件,那就是装机对象。

目前来说,所谓的几个装机对象都暂时还不会用上它,枭龙战机仍然在使用俄制发动机,供应没有出现问题,不急着更换,下一代战机还没有完成研发,没有使用它的急切性。

发现机是提前准备好了,原则,宁可发动机等战机,不能让战机等发动人,相关项目还在推进当中,不能操之过急了。

一直以来外界对涡扇13发动机的关注未曾断过,特别是每次枭龙战机或者沈飞的FC-31战机验证机出现的时候,涡扇13发动机的呼声也随之而来。虽然对于涡扇13发动机并没有官方定型报道,但是外界对于这款发动机的认识都是从其是沈阳黎明在俄罗斯米格29使用的RD-33发动机基础上改进而来的国产版本,后来也被命名为“泰山”发动机,那么时至今日为什么这款国产航空发动机一直没有投入使用呢?

其实涡扇13发动机一直没有批量投入使用主要有三大原因:

一、涡扇13本来就是在俄制RD33发动机基础上通过更换风扇、重新设计燃烧室、更换单晶叶片等方式升级而来的,相比原版最大的不同就在于其新设计的燃烧室和风扇能够提供更大的燃烧室压力所带来的推力的提升,也使得燃油在不同工况下燃烧更为充分,所以没有原版的加速冒黑烟的囧况,像2.0版本的FC31验证机就装备了国产的涡扇13发动机,这一点在沈飞的FC-31原版机型和改进后的2.0版本机型亮相的时候很多人都有印象吧。


不过一直以来对于涡扇13发动机的亮相基本都是存在于战机技术验证机型上,而非批量装备的战机上,特别是在涡扇13发动机亮相多年后,像巴铁批量装备的枭龙战机还是装备的俄制RD93发动机(RD33的下机匣版本),所以大家对原本就是为枭龙战机国产的涡扇13发动机迟迟不能换装而心急。

其实对于枭龙战机的换发问题主要的原因还是在客户身上,目前枭龙战机最大的客户就是巴铁了,可以说巴铁对于枭龙战机的装备情况直接影响着枭龙战机未来的发展。早年间的确进行过枭龙战机装备涡扇13发动机试飞的,但是枭龙战机目前作为巴铁的主力机型之一,前段时间凭借击落一架印度战机而一战成名。所以对于巴铁来说,作为主力机型的枭龙战机相比发动机性能而言,可靠性是最大的要求,特别是像枭龙这种单发战机而言,发动机的可靠性关乎到战机本身个飞行员的生命安全。所以看起来在性能上要优于原版RD33的涡扇13发动机由于没有批量装机,所以在可靠性上是不如原版老旧的RD33的。没有客户需求这也是涡扇13发动机一直没有投入使用的主要原因之一。

二、从现阶段我国各大战机对发动机的需求来看,虽然改进后的涡扇13发动机在推力、推重比、燃油消耗率等方面都有显著提升,但是毕竟只是一款继续上世纪70年代产物的升级版本,就算后期有更大的升级改进,但是从一开始被限制的框架和设计思路也注定了再怎么改进终究逃不了“落后”的代名词。而且其“中推”的定位只能用于枭龙、FC31、利剑这类最大起飞重量不过单发不超过17吨、双发不超过25吨的中型战机。枭龙战机虽然最有可能装备该发动机,但是介于可靠性等原因想要成为枭龙战机的动力还需要很长一段路。而利剑无人机本身就只是我国航空工业对于飞翼无人机的技术验证机型。


沈飞的FC31虽然从2.0版本以后开始使用涡扇13发动机作为试飞动力,但是现阶段的FC31战机由于自身定位和性能的问题一直只是沈飞自研的原型机,没有客户也就意味着涡扇13发动机一直就只能作为FC31的试飞验证动力。而且受限于涡扇13发动机自身性能并不突出的缺点,其落后的性能也严重限制了FC-31的性能。比如国产改进后的涡扇13发动机加力推力提升到了90KN,新材料的使用也使得其推重比提升了不少,同时发动机的可靠性和维修时间也进一步提升,可以说相比原版的RD-33发动机而言,涡扇13发动机再性能上的提升是巨大的。但是相比其他同时代的大黄蜂战机、鹰狮战机装备的美制F414发动机、欧洲台风装备的EJ200先进中推而言,涡扇13发动机虽然推力已经接近后者,但是整体而言的差距还不小,毕竟这是一款改进自将近半个世纪前的发动机和新世纪后的发动机之间将近30年的差距的比拼。


第三、从现阶段涡扇13发动机的定位和后续发展来看,该发动机虽然有过改型但终究只是一款过渡机型,特别是今年关于国产涡扇19先进中推亮相后,这款从原型机设计到新材料、新技术后瞄准世界先进中推的新型发动机更是直接将本来就没掀起多大波澜的涡扇13发动机吹至墙角静静落灰。前面也说过了像FC31战机虽然装备了涡扇13发动机,但是涡扇13发动机也限制了FC31战机的作战性能,如果未来FC31战机不管能否成为我军下一代隐身舰载机还是外贸出口隐身战机,一款先进的发动机绝对是少不了的卖点。毕竟根据外界对装备了两台涡扇19发动机的FC31战机最大起飞重量将达到35吨猜测,其性能将直追未来北约国家主力机型的F35隐身战机。

所以现阶段涡扇13发动机虽然亮相多年,但是一个受限于新发动机可靠性不如老版的情况下,客户宁愿选择性能略差但是更为成熟的发动机;另一个涡扇13发动机虽然性能相比原版有所提升,但是本身的性能的不足并不足以成为未来我国新型战机的装机动机,所以在专为未来新型先进中推亮相后,涡扇13发动机未来批量装备的可能性并不大。

涡扇-13的问题,网友们主要弄不清的是,自2016年配装在“鹘鹰”2.0验证飞行以后,到底还装备了哪些机型上。近日结束的巴黎航展,从小龙3模型观察,仍是俄制RD-93MA发动机,那么涡扇-13作为一款中推,除了配装这两款机型,未来前途在哪里?其实2016年的涡扇-13E型,已经展开在国产JL-9“山鹰”教练机,以及出口型FTC-2000,展开了试验。2018年有支歌网友都听过,《这支青春的MV 送给志在蓝天的你》,中航工业的大制作,实在大气,镜头为“山鹰”而设,此款机型已经完成了出口。除了“山鹰”,还有就是“鹞鹰”II无人机,已完成首飞。再仔细扒拉一下的话,“利剑”无人机,还有去年航展亮相的“彩虹”-7,要到2022年完成交付,没有可靠的发动机,怎么能成呢?这是看得到的,还有看不到的呢?如此看来,涡扇-13正有多款机型在使用。

↑《这支青春的MV 送给志在蓝天的你》

志在蓝天的你

没有消息说,“山鹰”进口的是国外发动机,要不然,早就嚷嚷声一片了。“山鹰”装的涡扇-13,做为战斗教练机,已生产了不小的数量。近年开始出口,没有适装的国产发动机,自然是不成的。可以说,正是“山鹰”,标志着涡扇-13的成功。成熟的涡扇-13,未必不装在“枭龙”3的身上,当然还有2.0版“鹘鹰”,乃致生产型歼-31。当年“飞鲨”打造,我们叫响的口号,宁可机等舰,不能舰等机,在航母交接入列两月后,即展开了首次起降。“鹘鹰”依然。志在蓝天,迎天航空工业大发展,发动机之事,我们一直在努力,努力也是有成的,有“太行”,也有涡扇-13,它有一个非常响亮的名字——泰山。它的责任比泰山还重,承载着几款机型装配的使命。型号转瞬发展至G即为明证。

青春的MV

彩虹-7出口,还有三年即要完成交付,2018年才出现在航展,为什么?三年时间自然不能完成一型飞机的打造,航展没有展示实机,并不等于实机没有实验飞行。做好了才说,一直是我们谦逊的作风。彩虹-7的研制说明,此前多年的高大尚机型,我们开始出口了。亮相珠海的意思,此机只对外出口。按展板使用2台发动机,以其13吨最大起飞重量,巨大的翼展用于满足低速长航时滞空的需要,不过,它有无限的冗余能力,使用WS-13有类“利剑”,没有问题。

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关键词: 发动机 研制 涡扇 早已