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10年等待!歼-15换装国产涡扇-10,海空军主力战斗机实现大一统

诺哈网2023-05-28 15:54:260

【军武次位面】作者:乐乐

2022年11月23日,正值歼-15在辽宁舰上首次起降十周年之际,航空工业展示了这款国产重型舰载机的最新技术形态。带有明显涡扇-10发动机标志的最新版本歼-15,预示着国产动力最终出现在量产版“飞鲨”身上。这款2009年首飞的国内第一款舰载战斗机,终于成为全国产装备,也成为俄制AL-31F,退出中国海空军一线装备序列的最后一步。

▲换装涡扇-10的最新版歼-15

歼-15的发展路线比较清晰,其是在国内仿制的歼-11B基础上,融入从乌克兰获得的苏联海军舰载机技术得来,定位直接对标苏联海军苏-27K,即著名的苏-33舰载机。这款被外界猜测,最开始是以“歼-11C”代号立项的机型,也是其兄弟型号中唯一使用俄制发动机的。具体来说,歼-11B除最开始一批沿用AL-31F之外,后续全部使用国产涡扇-10,歼-16以及中途夭折的歼-11D,更是直接以较为成熟的涡扇-10为动力。歼-15作为在歼-11B基础上改用三翼面布局(机身前部增加了一对小翼)、加强机身承力结构、强化雷达多用途属性并加装着舰钩的机型,与歼-11B技术相关度极高,但苛刻的作战条件限制了其对动力的选择。

▲歼-15前部不是鸭翼而是和尾部、主机翼构成三翼面布局

航母固定翼舰载机是唯一在降落时加大发动机输出功率的存在,为的是在极端情况下为飞行员博得一线生机。在面积有限的航母甲板上,舰载机飞行员要和大风、紊流、极端天气等种种意外做斗争,动力是其唯一的生存、作战依仗,因此舰载机对发动机的性能要求还在陆基型号之上。从理论上来说,舰载机希望动力系统能“又强又好”,从现实因素来讲,这两者很难同时满足,那么可靠性又比输出功率更加关键。以美国海军为例,其航母舰载机更新绝大多数情况下,都要比同时代美国空军战斗机慢,只有F-14A是个例外,这也实在是被苏联海军的远程轰炸机逼急了。

▲舰载机运作条件非常艰难

F-14A是全球第一款量产的四代机,为的是搭载超远程AIM-54空空导弹,在安全距离拦截苏联轰炸机。这是美国海军至今唯一一次先于美国空军装备新一代战机,但经验之所以成为经验,就是因为其符合客观规律,F-14A为这个领先付出了巨大代价。其早期使用的TF30-PW-412发动机存在严重问题,使得F-14A在服役前期故障频频,以至于一直以胆大著称的美国海军飞行员也畏惧不已。1983装机的TF30-PW-414发动机缓解了这一问题,最终在1988年上机的F110-GE-400发动机,才算是从根本上解决动力不可靠的困扰。这其实还是回到美国空军先探路的经典路径上去,因为F110系列正是美国空军F-16战斗机的主要动力(后期F-15也部分搭载了这一动力)。

▲搭载AIM-54空空导弹的F-14舰载机

国内在发展歼-15时涡扇-10已经装备使用,如果歼-15量产型正式搭载涡扇-10,就意味着在歼-15不受其他国家制约的同时,涡扇-10可靠性也达到更理想的高度。因此,当外界发现歼-15的“554”号原型机搭载涡扇-10试飞时,舆论曾一片欢腾,并将这视为国产发动机雄起的标志。然而,最终歼-15还是选择了俄制AL-31F,这是当时国内航空发动机整体技术存在不足的典型写照。事实上,从1992年接收第一批苏-27SK开始,国内海空军获得的俄制AL-31F大致有五种规格。

▲歼-15首次在辽宁舰上降落

整机购买的苏-27SK和苏-30MKK搭载了AL-31F初期版本,不过国内并未对其更换和大规模升级,实际上只负责简单的维护。歼-11A和歼-10A使用的AL-31F是独立进口的发动机,版本更新不大,但按常理会有一些小的升级。国内在组装生产的过程中,开始了解现代先进涡扇航空发动机的方方面面。歼-10B作为国内第一款四代半战机,换装了俄罗斯“礼炮”航空联合体升级的AL-31-FM1。除了各方面基础性能的提升外,这款动力的核心在于换装了数字式调节器,能够在控制软件的调节下,按照瞬时需求优化输出功率,达到“合二为一”的效果。事实上,外界虽然往往将航电、雷达视为四代半战机的核心升级项目,但换装相控阵雷达往往意味着恐怖的电力需求,这一般只有带数字式调节器的更大推力发动机能满足。

▲量产型歼-10B的情况非常特殊

歼-15作为航母舰载机对动力系统有着异常苛刻的可靠性需求,因此使用的是AL-31-FM1的进化版——AL-31-FM2,后者应用了全权式数字化控制系统,软件优化速率更高,同时据说还有一个瞬时加力的特殊设计。与此同时,国产歼-20A早期也是使用AL-31-FM2为动力,至于歼-10C则有些混乱,一般认为前期是以AL-31-FM2为主。最后一款AL-41F-1S是随24架苏-35SK一起引进,该型发动机是AL-31F的终极演化版本,并在苏-35SK交付后演化了诸多故事,但从客观技术上来说,其对国产发动机的增益并不是太高。值得一提的是,由于AL-41F-1S带有矢量喷管,因此24架苏-35SK是当下国内唯一带有矢量喷管的量产战斗机型号,按说AL-31-FM2也有矢量喷管设计,但国内装备的版本并未应用。

▲苏-35SK的矢量喷管经常被外界忽视

从2020年开始,逐渐成熟的国产“涡扇-10C”开始取代AL-31-FM2,这款同样带有全权式数字化控制系统的国产型号,已经能够满足歼-10C的需求,也能作为歼-20A的过渡动力。再加上早就使用国产涡扇-10B的歼-16,空军三款新锐战斗机实现了国产动力的更新。而歼-15终于在近日公开换装,意味着“涡扇-10C”在输出功率出众的同时,其可靠性也达到了海军的苛刻要求,国内海空军自此全部告别外国发动机掣肘,迎来了自主发展的全新时刻。

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