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中国航空发动机较世界先进水平存在的五大差距

发布时间:2011年07月29日 14:41 | 进入复兴论坛 | 来源:中国青年报


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资料图:国产太行航空发动机。

  航空发动机技术被誉为现代工业“皇冠上的明珠”,是一个国家科技、工业、经济和国防实力的重要标志。

  指导美军21世纪联合作战的纲领性文件《2020年联合设想》中,提到构成美国未来战略基础的九大优势技术,其中航空发动机排在第二位,位于核技术之前。

  目前,世界多国争相发展第五代战机,在第五代战机的“4S”标准中,“超音速巡航”和“超机动性”都主要是由航空发动机的性能决定的。另外在“隐身能力”方面,发动机进气道的雷达反射量约占飞机雷达总反射量的1/4,飞机的红外特性更是与航空发动机密切相关。

  中国的航空工业经过60年的发展,取得了举世瞩目的巨大成就。然而,与世界航空强国相比,航空发动机领域仍是我们的“软肋”。

  我国在航空发动机领域的落后是多种复杂原因造成的。

  判断高性能军用航空发动机的主要指标

  谈到航空发动机,我们必须弄清楚什么是高性能的航空发动机。评判航空发动机的优劣有很多指标,从不同角度看,最常用的有推力、推重比、发动机效率和燃油消耗率,还有加速性能、工作稳定性、环境适应性、隐身性、寿命,还可以加上发动机噪声、污染、维修性、保障性以及几何尺寸、重量和价格等。

  但笔者认为,对于军用航空发动机而言,推重比、可靠性、工作稳定性和燃油消耗率是最重要的4个指标。

  所谓推重比就是发动机的推力与自身重量之比,这是军用航空发动机最重要的性能指标,因为它直接影响到飞机的最大飞行速度、升限、任务载荷和机动性。高推重比是航空发动机研制不懈追求的目标,是最常见、最重要的指标。

  第五代战斗机发动机的推重比超过了10,使飞机具备了超音速巡航能力和超机动能力。目前公认推重比为10一级的航空发动机有:欧洲合研罗罗公司的EJ200中推涡扇发动机、法国M88系列中推涡扇发动机、俄罗斯AL-41F大推力涡扇发动机以及美国的F119和F120系列发动机。但是推重比实际能达到10的发动机只有美国的F119和F120系列。

  高可靠性是决定航空发动机成败的关键指标。所谓可靠性其实就是装备在规定的寿命期内尽可能少出故障的品质。如果地面、水面装备的动力装置出现故障,可以降低速度返回基地或者停驶来排除故障。而航空发动机一旦在数千、上万米高空出现故障,轻则导致飞机无法完成任务,重则会造成机毁人亡的重大事故。

  除了高速度以外,战斗机卓越的机动性同样是克敌制胜的法宝,而机动性与发动机的稳定性密切相关。通俗地讲,航空发动机的稳定性就是发动机在各种复杂外界条件下都能保证正常工作、不停车的能力。它主要受到发动机压气机的气动稳定性的影响,也与涡轮、喷管和燃油控制器等部件有关。飞机高度、速度的快速变化,以及令人眼花缭乱的机动,使得航空发动机的进气条件非常复杂,如果此时发生停车则后果不堪设想,因此,航空发动机良好的稳定性就显得异常重要。

  所谓燃油消耗率就是航空发动机产生一公斤推力在一个小时内消耗燃油的重量。很容易理解民航公司会关心航空发动机燃油消耗率,实际上各国军队同样也关心燃油消耗率,因为低燃油消耗率直接关系到飞机的作战效能。

  一般来说,飞机的空机重量和最大起飞重量是一定的,而两者的差值就是飞机可装载的任务载荷(装载的人员、武器弹药和货物等)和燃油的重量。显然,燃油消耗率低就意味着在同等情况下飞得更远,或者装载的任务载荷更多。

责任编辑:夏金玉

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