为什么歼15装备太行发动机就这么难?不进行特殊

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图片为我国自行研制的第一代舰载战斗机——歼15,目前,除去进行飞行试验的554号歼-15原型机之外,所有15架歼-15量产型和原型机都装备俄罗斯制造的AL-31cep.3发动机,该型发动机是俄罗斯海军专门为其苏-33舰载机设计的海军专用发动机,问题来了,我国自研的涡扇-10“太行”发动机已经定型多年,目前已经成功装备歼-11B、BS、歼-11D、歼-16战斗机,还在不久前完成了太行版歼-10B/C型战斗机的试飞,歼-15(歼-15S)飞机已经成为我国第三代战斗机中,唯一一个还没有被“攻克的碉堡”?为什么歼-15装备太行发动机就这么难?问题到底出在哪里呢?

【鹰眼图说军事 尖端神器栏目第193期】其实这个问题要从舰载机的使用环境和设计理念说起,众所周知,舰载战斗机的设计与陆基空军战斗机有很大不同,其起飞和着舰工况非常复杂,尤其是着舰动作是考前战斗机最主要的技术关键,因为歼-15舰载飞机只能在不到200米长的航空母舰的甲板上起飞和降落,同时航母本身还有纵倾、横摇和升沉等运动,在歼-15战斗机从辽宁舰的滑跃甲板上起飞时,舰首及舰尾的大气扰流也对歼-15战机离舰和着舰下滑有一定影响,加之海上的盐雾、潮湿、霉菌环境和在舰上停放和维护等特点,都对歼-15舰载飞机及其动力装置提出了许多特殊要求。

歼-15舰载战斗机使用的专用发动机必须这些极为苛刻的条件,我们知道,由于舰载机着舰的种种困难,万一着舰失败,拦阻钩抓空,飞机必须迅速开加力复飞,为了保证安全,美国海军就曾经硬性规定,美军舰载战斗机从正常进场加速到最大推力状态,加速时间必须在2.5秒以内完成,否则,战斗机就有坠毁的风险,发动机反应灵敏,其实就是给飞行员在着舰失败的瞬间,争取做各种抢救姿态的回旋余地。

此外,舰载战斗机的专用发动机的加速性能,还体现在推力瞬变能力和响应速度,这也对舰载战斗机极为重要。在歼-15战斗机着舰过程中,为了加快发动机的响应速度,必须将发动机保持在85%的军用额定功率状态,舰载战斗机飞行员要凭经验推杆调整发动机推力状态,随时调整进场的降落姿态,一旦需要复飞,就立即把油门杆推到最大功率位置拉起飞机,这时发动机如果还慢慢吞吞的启动,就已经错过了加速的好时机,太行发动机的问题恰恰出在了这里,太行发动机的启动能力和加速性与美军F404、F414舰载机发动机有很大差距,如果选用现在的太行,飞行员出危险的机率就会大大增加。

据美军反映,一般的喷气发动机其响应都比较迟钝,飞机着舰时必须预先加大油门,而这种时机很难掌握,否则拦阻钩抓空时飞机就不能获得所需推力,但F-18飞机的F404发动机是特别为舰载机设计的,其加速性极佳,只要在飞机着舰的瞬间推油门杆即可,这对应急时的操纵和复飞非常有利。此外,为了确保飞机在航母上起降成功,舰载机发动机还必须配备“自动油门调节系统”系统,该系统的计算机输入飞机迎角、平尾或升降舵偏度状态信号,输出一个指令,发动机立即可以对指令做出反应,从而使驾驶员保持准确着舰方式的能力大大提高,并且一旦着舰失败,能及时提供足够的“应急复飞”的推力。

总体上而言,反应迅速,是舰载机发动机必须具备的关键性能,不过由于涡扇-10“太行”发动机的燃调系统为机械液压-模拟电子混合式,其反应能力和加速性能比较一般,与我军的要求存在很大差距,“太行”发动机要上舰必须装备FADEC装置(全权限数字式发动机控制装置),实现战斗机的飞火控一体的数字电调,毕竟电信号比机械传动迅速的多。

FADEC装置是西方国家对中国严格保密的关键技术之一,我国在2005年左右才实现突破,目前,正在“太行”发动机某改进型上进行测试。此外,由于歼-15舰载机长期在海上环境使用,海水、盐雾、湿热及烟囱冒出的烟气对发动机及其附件系统的腐蚀非常严重,必须采用抗腐蚀的新材料和各种防腐涂层,并在各种仪器仪表、成件、密封件、维护程序的设计等方面都要考虑上述要求。

综上所述,要让太行发动机上舰,实际上等于研制一种全新的发动机,并不是一些人想象中,装在舰载机就完事了。不过,中国正在研制的海军型“太行”发动机(简称海太行)已经解决了上述问题,目前已经开始在歼-15和歼-15S双座战机的原型机上进行测试,相信在不久的时间内,海太行一定能上辽宁舰。

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