新型飛機(jī)在研制過(guò)程中更換發(fā)動(dòng)機(jī)是很司空見(jiàn)慣的事,美國(guó)的F-22,俄羅斯的蘇-57在研制過(guò)程中也都更換了新型發(fā)動(dòng)機(jī)。
那么,為什么殲-20“換心”卻格外引人關(guān)注呢?
可以說(shuō),中國(guó)航空工業(yè)發(fā)展歷程,是一部與“心臟病”作斗爭(zhēng)的血淚史。放眼世界,歐美當(dāng)年是如何跨過(guò)這道“門檻”的?我們能從發(fā)達(dá)國(guó)家那里獲得哪些經(jīng)驗(yàn)?今后,我們應(yīng)該如何保障“中國(guó)心”強(qiáng)勁跳動(dòng)、為中國(guó)航空提供核心驅(qū)動(dòng)力呢?
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大國(guó)才能玩的起的游戲
航空發(fā)動(dòng)機(jī)是飛機(jī)的“心臟”,是航空產(chǎn)業(yè)和飛行器的源動(dòng)力,對(duì)國(guó)防和工業(yè)體系意義巨大。
對(duì)此,日本通產(chǎn)省的表述非常形象:計(jì)算單位重量產(chǎn)品所能創(chuàng)造的價(jià)值,船舶為1、小汽車為9、電子計(jì)算機(jī)為300、噴氣客機(jī)為800,而航空發(fā)動(dòng)機(jī)所能創(chuàng)造的產(chǎn)值高達(dá)1400!
航空發(fā)動(dòng)機(jī)的重要程度一目了然。
因?yàn)樵O(shè)計(jì)復(fù)雜、制造困難,它被譽(yù)為是“現(xiàn)代工皇冠頂上的明珠”。
我們來(lái)舉個(gè)例子,蘇27的AL-31渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)是第三代戰(zhàn)斗機(jī)的代表型號(hào),其最大加力推力是12.5噸,2臺(tái)AL-31可推動(dòng)蘇27以超過(guò)2倍音速飛行。
但是,AL-31的風(fēng)扇直徑不到900毫米,渦輪直徑不到300毫米。
這么小尺寸的風(fēng)扇和渦輪,要時(shí)刻承受著12.5噸的力。
這強(qiáng)度相當(dāng)于一個(gè)人用喉嚨頂著鋼槍推動(dòng)汽車。
只是,人推汽車是慢慢挪動(dòng),而渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)要推動(dòng)飛機(jī)以2倍音速飛行,各部件要承受住異常嚴(yán)酷的高溫高壓考驗(yàn)。
正因如此,航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)向來(lái)只能是大國(guó)游戲——環(huán)顧當(dāng)今世界,能自行制造第三代戰(zhàn)斗機(jī)的國(guó)家和地區(qū)有12個(gè),能自行制造核武器的國(guó)家有9個(gè),而能自行制造高品質(zhì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的國(guó)家,只有5個(gè)。

我國(guó)裝備的蘇-27戰(zhàn)機(jī)
2
從“拿來(lái)主義”到自食其力
在航空發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)領(lǐng)域,即便是美英俄這樣的“第一梯隊(duì)”國(guó)家,也曾走過(guò)超出常人想象的艱難道路。
眾所周知,美國(guó)在該領(lǐng)域技術(shù)最為先進(jìn)。但是,最初,它也是一個(gè)“蹣跚學(xué)步的嬰孩”。
照搬英德
二戰(zhàn)前,在噴氣推進(jìn)研究方面,德國(guó)和英國(guó)最厲害!
尤其值得一提的是,當(dāng)時(shí),德國(guó)對(duì)軸流式噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的研制取得了突破性進(jìn)展,在二戰(zhàn)中就進(jìn)入了實(shí)用階段。
美國(guó)很著急。怎么辦?“拿來(lái)主義”!
參戰(zhàn)后,憑借同盟關(guān)系,美國(guó)政府從英國(guó)直接拿到了惠特爾離心式噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的相關(guān)技術(shù)。
憑借這種新的動(dòng)力系統(tǒng),貝爾公司開(kāi)發(fā)出美國(guó)第一款噴氣式飛機(jī)——P-59戰(zhàn)斗機(jī)。

美國(guó)第一款噴氣式飛機(jī)P-59戰(zhàn)斗機(jī)
二戰(zhàn)后,在檢查德國(guó)航空研發(fā)機(jī)構(gòu)時(shí),其先進(jìn)的噴氣技術(shù)令美國(guó)人感到震驚。
為此,美國(guó)在獲取了大量的研發(fā)人才的基礎(chǔ)上,以政府為主導(dǎo),集中各界力量、整合各種資源,搞起了噴氣式軍用飛機(jī)。
在此過(guò)程中,軍方始終積極介入和支持新發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)。
自主突破
美國(guó)在“拿來(lái)”的過(guò)程中逐步認(rèn)識(shí)到航空發(fā)動(dòng)機(jī)的重要性,開(kāi)始力求擺脫“仿制+改良”的模式,致力于自主技術(shù)研發(fā)。
在二戰(zhàn)期間,美國(guó)的普·惠公司,幾乎沒(méi)有獨(dú)立研發(fā)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)驗(yàn)。
戰(zhàn)后,普·惠決定制造英國(guó)羅·羅公司的尼恩發(fā)動(dòng)機(jī)。
然而,當(dāng)時(shí)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)普遍存在四個(gè)重大缺陷:高油耗、低推力、加速慢、噪音大,嚴(yán)重制約了實(shí)際應(yīng)用。
為了克服這些缺陷,該公司于1946年作出重大決策:投入巨資建設(shè)新的研發(fā)機(jī)構(gòu)和相應(yīng)測(cè)試設(shè)施,以追趕競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。

英國(guó)的國(guó)寶級(jí)企業(yè)羅爾斯·羅伊斯公司