在本月8日,據南部戰區空軍部隊在社交媒體上發布消息稱,在空軍組織的“金頭盔-2021”模擬對抗考核中,南部戰區空軍飛行員駕駛殲10C戰斗機成功斬獲2頂“金頭盔”。而他們的對手則是號稱殲20最佳搭檔的殲16重型戰斗機。一般來說,中型戰斗機面對重型戰斗機都會落于下風,但是殲10C戰斗機在這兩位飛行員的駕駛下竟然成功擊敗了四代半戰機殲16,顯然表明了殲10C戰斗機的機動性能達到了一個新高度,大比分的優勢戰勝更是表明了殲10C戰斗機在對抗過程中的輕松。這次勝利除了歸功于飛行員的高超駕駛技術以外,也要歸功于戰斗出色的氣動設計和發動機強大的性能,尤其是WS-10B。
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在很長一段時間,我國無論是從國外采購的蘇-27戰斗機、蘇-30MKK戰斗機,還是國產殲-10A,又或者是殲轟-7戰斗機都受到了發動機性能的限制。如果說蘇-27戰斗機和蘇-30MKK戰斗機還可以直接從俄羅斯采購AL-31F渦扇發動機來取代,那么國產的殲10A和殲轟-7戰斗機則更多還是需要國產航空發動機來支持。特別尷尬的是,國產五代隱形戰斗機殲 20在早期試飛階段也是采用俄制AL-31F發動機來作為動力系統,顯然這種情況將會導致我國在國際問題和武器出口上非常被動,所以為國產戰斗機研發先進可靠的航空發動機成為了重中之重。
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據了解,早期AL-31F的壽命只有600多個小時,大修時間為200小時。而在經過俄羅斯工程師的努力之后,才將逐漸提高到900小時,大修壽命提高到300小時。但是即使是這樣,相對于美國和其他西方國家航空發動機動輒數千小時的使用壽命,900小時的使用壽命顯然還是太短了,因此用戶還是需要耗費一大筆資金去采購配套發動機來維持戰斗機的正常飛行。就在發動機使用壽命問題慢慢開始解決的時候,發動機的穩定性和可靠性又出現了新的問題。在蘇聯解體之后,俄羅斯經濟實力一落千丈,大量的熟練工人和高級工程師因為生計的問題都離開了原崗位,這也導致發動機的生產技術和生產環境在不斷變差,發動機質量也在不斷下滑。
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早期國產殲10戰斗機在飛行時曾多次出現過空中停車的問題,雖然并沒有造成較大的損失,但是也從側面反映出AL-31F發動機的不可靠。也正是因為AL-31F渦扇發動機使用壽命短和可靠性差等缺點,才加速了國產WS-10A發動機的研發進度。但是想要在短時間內研發出一款性能先進且可靠穩定的航空發動機顯然不太可能,畢竟航空發動機的研發工作并不只是簡單的空氣動力學和流體力學,還包含冶金、機械和高精度加工等,非常考驗一個國家的工業基礎實力。最關鍵的是,航空發動機研發周期長,研發資金投入大, 一般的國家也根本沒有這個嘗試的勇氣。以美國最先進的F-119渦扇發動機為例,其研發成本高達60億美元,周期長達12年,可想而知困難之巨。
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但是千難萬難也得解決,航空發動機乃國之重器,必須要解決好這個問題。在上個世紀80年代中期的時候,我國航空工程師以美國的CFM-56大涵道比渦扇發動機的核心機為基礎進行研發,希望可以研發出一款小涵道比大推力渦扇發動機,所以WS-10A發動機的核心機技術就是來源于CFM56-3大涵道比民用渦扇發動機。雖然在1992年的時候已經開始計劃引進蘇-27SK和AL-31F發動機的生產線,但是WS-10A發動機的研發計劃并沒有停止。終于在經過12年艱苦研發之后,WS-10A發動機成功完成了定型審查,開始進行裝機測試。不過,WS-10A發動機的前期測試并不算完美,與同類型的F-110和AL-31F渦扇發動機相比,WS-10A發動機僅僅是推力達到了相同標準,使用壽命和穩定性就差不多了。
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在為沈飛研制的殲-11B戰斗機更換動力系統的時候,WS-10A發動機故障頻發,甚至還出現了風扇葉片斷裂的事故,可以說WS-10A發動機是不合格的產品,只能重新進行后續的改進和研發,以實現技術上的成熟和可靠。而原本計劃換裝國產渦扇發動機的殲-11B戰斗機和殲-10A戰斗機都繼續使用俄制AL-31F發動機,也正是因為這個原因,俄羅斯媒體發文稱,中國發動機技術嚴格不合格,只能依靠俄羅斯的發動機。特別是在殲20戰斗機試飛階段使用AL-31F發動機之后,這種嘲諷的聲音就更大了。有俄羅斯網友在論壇上表示,如果沒有俄羅斯的發動機,中國的先進戰斗機根本無法起飛作戰,只能在地面等待被炸毀。
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其實,造成WS-10A發動機不合格的主要原因還是因為研發經驗欠缺、高精度加工技術落后、設計不合理和材料選擇錯誤等。也正是受到了俄羅斯媒體的“刺激”,我國工程師下定決心去研發一款先進的渦扇發動機,徹底擺脫對俄羅斯發動機的依賴。終于在2012年的時候,WS-10A發動機正式定型量產,可以初步擺脫對俄羅斯AL-31F發動機的依靠。WS-10A發動機的成功生產讓工程師受到了很大的鼓舞,再接再厲開始了WS-10A改進型的研發計劃,也就是后來的WS-10B發動機。在2017年9月22日,我國五代隱形戰斗機殲20換裝國產WS-10B發動機完成飛行測試后正式交付使用,標志著國產發動機終于迎來了收獲的時刻。
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也就是在2017年的時候,我國暫停了從俄羅斯土星公司采購AL-31F發動機,意味著無論是殲10C、殲16還是殲20戰斗機都已經開始換裝國產發動機,真正意義上擺脫了對俄羅斯發動機的依賴,實現了國產戰斗機百分之百的國產化。其實,暫停進口俄制發動機有兩個好處,一是可以減少對國外先進裝備的依賴,另一方面可以將采購的資金用于國產裝備的研發,保證后續開發計劃順利進行。要知道一臺AL-31FN發動機的采購成本達到了400萬美元,殲10E戰斗機的出口售價也才2000萬美元,可見其重要性。
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而且一架戰斗機在使用壽命期間不止會安裝一臺渦扇發動機,這也意味著一架殲10A戰斗機使用周期內會換裝至少4臺渦扇發動機,考慮到空軍已經裝備了近千架殲10戰斗機、殲11B、殲15、殲16和殲20隱形戰斗機,這樣算下來在發動機采購上也是一筆巨大的開支。如今,WS-10B發動機成功取代AL-31FN,成為了國產戰機穩定的動力輸出。也正是WS-10B發動機的成功,我國其他發動機的研發計劃才能順利開展,無論是為梟龍戰機準備的WS-13中涵道比渦扇發動機,還是為運-20準備的渦扇-20大涵道比渦扇發動機,又或者殲20戰機配套研發的WS-15發動機都將會陸續交付使用,為我國的戰鷹翱翔藍天發揮自己的力量。
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