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主题:天地英雄——JH-7战斗轰炸机发展历程 (讨厌的字数限制 很讨厌) -- q42474112

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家园 五、

来自英国的动力系统

航空发动机是飞机的“心脏”,它的技术性能和结构决定了飞机的战术技术性能和可靠性。如果发动机的问题不能首先解决好,那么无论如何也无法生产出合格的作战飞机。目前的JH-7在技术上已经完全成熟,开始大批量装备海、空军的作战部队。JH-7的研制能够取得成功,没有像同时发展的几个型号一样下马,除了军事决策机关对项目的重视外,最重要的就是JH-7采用的是比较成熟可靠的动力系统,使JH-7“逃过”在中国新机发展中经常出现的动力系统拖整机研制后腿的“宿命”。

上世纪80年代初期,国产动力系统的技术水平只与国外1950年代末期相当,在歼击机使用的中等推力动力系统上只有在歼-7和歼-8白天型上使用的WP- 7系列,WP-7不仅推力不足,而且在燃料经济性、可靠性和寿命等方面都很不完善,依靠当时国内所达到的动力系统技术水平,想达到JH-7的设计指标是完全不可能的。

JH-7上采用的斯贝MK202发动机是当时中国已经拥有的最先进和最可靠的动力系统,JH-7的成功就是建立在斯贝MK202成功引进的基础上的。同样也是因为斯贝MK202的原因,也对JH-7的技术性能和结构设计产生了明显的影响。中国很早就开始随飞机一起引进英国的民用斯贝发动机,国内航空科研生产单位从1960年代末期开始,就几次企图利用测绘民用斯贝发动机改进为军用型的方法,解决中国航空动力严重落后的问题。由于国内航空基础设计和制造技术方面严重落后的原因,使采用测绘民用斯贝发动机改造军用动力的几次努力全都归于失败,但也使中国对斯贝发动机的技术和结构方面有一定了解。

当英国政府继1972年同意中国单独引进民用斯贝发动机后不久,在1973年7月17日又同意中国引进军用斯贝发动机,这对中国航空动力发展是个极好的机遇。1975年12月13日,

在对配装军用斯贝发动机的飞机尚没有确定的情况下,中、英两国就签订引进军用斯贝发动机的合同,可见当时我们的急迫心情。斯贝MK202在引进后马上由西安航空发动机厂开始了试制工作,经过3年的努力后,在1979年采用英国部件装配了4台发动机,并在第2年送到英国成功进行了考核试车。

同中国原有的仿制发动机相比,斯贝MK202的加力比大,压气机喘振余度大、工作可靠、效率高、耗油率低,使用寿命远远的超过了中国仿制的苏式发动机。引进斯贝MK202使中国在军用型航空发动机的技术上与世界先进水平的差距缩短了10年。在国内装配的斯贝MK202试制完成后,因为配用的飞机无法确定,发动机的各项国产化工作相继停滞下来,购买的40余台发动机长期储存在仓库中无法利用。直到JH-7研制项目确定使用引进的斯贝MK202后,这个引进十几年的斯贝项目才出现的重大的转机,可以说引进斯贝MK202给JH-7的发展打好了基础,而JH-7研制项目又挽救了引进的斯贝MK202。

在JH-7确定使用斯贝MK202后,国内却无法解决发动机的稳定供应,即使在JH-7开始投入批量生产的初期,仍然依靠早期购买的数十台英国生产的斯贝 MK202发动机。国内生产的发动机在数量上无法满足为飞机配套的需要,发动机供应上的困难在很长一段时间里限制了JH-7的装备规模。

在航空型号的设计中,动力系统的条件是可以决定总体设计的重要因素,JH-7采用的斯贝MK202无疑是当时中国航空工业能够拿出来的最好的航空发动机。但是,斯贝MK202所代表国外60年代末的水平,结构复杂,推重比低,高空性能差,在技术上已经比国外当时的航空动力整整落后了一代。JH-7在 1982年开始正式设计的时候,在航空动力技术上又已经与国外先进发动机拉开了很大的差距。

斯贝MK202与“狂风”使用的RB-199相比,在体积、重量和推重比上的差距十分明显。RB-199加力式涡扇发动机的加力推力7296千克,最大推力4460千克,发动机推重比7.6(不含反推力装置)。斯贝MK202的加力推力9310千克,最大推力5500千克,超过了RB-199,但最重要的发动机推重比却只有不到6,使斯贝MK202在发动机的尺寸规格和重量都高于RB-199。

两台斯贝MK202发动机及附件的重量接近4吨,在推力比RB-199增加了28%的前提下,发动机重量却几乎增加了一倍。斯贝MK202过大的结构重量和体积给全机配平带来了困难,为此不得不增加JH-7的前机身长度,使JH-7的全机长达到了22.325米,比歼-8II的机身还要长。加长的机身虽然提高了内部的空间,但却让飞机的结构重量大幅度的增加。JH-7的基本空机重量比“狂风”IDS要高0.5吨左右,这还是没有采用“狂风”IDS上复杂沉重的变后掠翼结构的情况下啊。 结果,“狂风”IDS的在载弹量和转场航程方面都超过了JH-7。

动力系统性能的落后给JH-7的性能带来了很不利的影响,动力系统的改进同样会提高JH-7的性能。假设在JH-7改进型上采用法国“幻影”2000上使用的M53P2(或类似型号),就可以减轻发动机结构重量近0.7吨,全机减重可以超过1吨。能够在JH-7最大起飞重量保持不变的同时,把载弹量提高到 8吨,也可以消除后期改进中增加的重量给飞机飞行性能带来的影响。但就目前的情况来看,即使在欧盟解除军贸禁运的情况下也不见得会引进M53P2。特别是近年来中国在航空动力制造领域取得了重大技术进步,所以无论是采用自行研制的发动机还是引进国外先进技术或成品发动机进行改进,在技术上都不存在不可克服的困难。

另外,虽然通过改进飞机的结构材料和加强机身结构的方法同样可以将载弹量提高到8000千克,但增加的结构重量却会降低飞机的飞行性能。这样一来依靠改进动力装置就成为提升飞机性能的最佳途径。但我们也要吸取英国在F-4战斗机上改装发动机所带来的教训,在动力系统的选择上要坚持科学、合理和有效的原则,不盲目的去追求高性能。在大量采用先进技术的国产新型多用途战斗机进入大量服役的情况下,JH-7和其改进型在结构设计上并没有争夺空中优势的战术要求,并不过于追求高空、高速和高机动性能,特别是JH-7已具备较为优良的机动性能,现有的国产10吨级发动机已经能够满足其作战的需要,盲目增加发动机的推力意义不大。通过现已掌握的最新工艺和技术,提升国产10吨级发动机的推重比减轻其自身重量从技术上而言是完全可行的,这要比改装AL-31F或者国产同类型号的15吨级发动机更具效益,也不需要为安装新型发动机而对飞机结构进行“大手术”。

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