简氏防务周刊》:俄罗斯技术催生“超十”

zhangyl

英国《简氏防务周刊》2006年1月11日发表了由简防驻莫斯科记者亨利·伊万诺夫撰写的题为：中国研制“超-10”先进战机的文章。作者亨利·伊万诺夫称， 根据莫斯科方面的可靠消息，中国成都飞机工业公司(CAC)正在研制一种升级版的歼-10多用途战斗机，称为“超-10”，它将具有更强有力的发动机、推力矢量控制技术、更加坚固的机身以及无源相控阵雷达。
　　
　　已签约向中国设计机构提供技术援助的俄罗斯米格飞机公司的专家认为，对歼-10战机进行升级是一个合乎逻辑的必然结果，因为中方最初想采用以色列“幼狮”战机所使用的普-惠PW1120发动机，作为歼-10战斗机的一项基本配置。但是，美国出口限制的强制性要求迫使中国决定安装重量增加20%的俄制AL-31FN型发动机，这种发动机需要一个更大的进气口，因为它需要增加40%的进气量。
　　
　　歼-10战斗机原本计划安装“稳相加速器”无线电研究院股份公司(Phazotron-State Scientific Research Institute of Radio，简称NIIR)生产的RP-35“珍珠”(Zhemchug)机械扫描平板缝阵列雷达，这种雷达是由米格-29改进型战斗机配备的N010“甲虫”(Zhuk)系列雷达发展而来。尽管俄罗斯已经提供给中国3台此类型的雷达，并帮助中国的相关机构研制歼-10战斗机的火控系统，但到目前为止，NIIR还没有得到中国的额外订单。该公司的领导层表示，“珍珠”型雷达不可能被仿制，因为设计者无法获得它的某些关键元件，例如各种不可能被仿制的俄制芯片。
　　
　　然而，另一家生产雷达设备的俄罗斯公司——季霍米罗夫机械设计局科研中心(简称NIIP)称，最近它已经重新开始与中国合作研制一种改进自“羽毛”(Pero)的无源相控阵机载雷达系统。该公司表示，早在上世纪90年代后期，他们就曾向中国提供过一台“羽毛”雷达改进型样机，但在经过短时间的测试后，它一直未被使用，直到最近中国才重启与该公司的合作项目。“羽毛”无源相控阵雷达最初是为苏-30KN多用途战斗机研制的，但该战斗机计划最后被取消。有充分的理由可以相信，“羽毛”可能作为超-10的试验型号。季霍米罗夫机械设计局科研中心之前已经进行过一个内部项目——缩小尺寸型的“羽毛”雷达，为米格-29战斗机研制。超-10的外形尺寸与米格-29相似，因此，“羽毛”雷达稍做改动就完全可以安装在超-10上。
　　
　　2005年岁末，中国签署了一份价值3亿美元的订单，用于订购第二批AL-31FN型发动机，它是由苏-27战斗机所配备的AL-31F型发动机为适应单发动机战斗机的需要发展改进而来。起初，人们认为该项合同采购的发动机与2001-2002年提供的、已经安装到歼-10原型机以及最初生产批次飞机上的第一批54台发动机相同。然而，AL-31FN的制造商莫斯科“礼炮”机械制造厂在2005年12月透露，该批订单订购的是AL-31FN M1型发动机，据称是一种新的AL-31FN型发动机改进型号。
　　
　　该公司的总经理尤里·叶利谢耶夫说，新型AL-31FN M1发动机是为“中国超-10战斗机”专门研制的。4台该型发动机已经在“礼炮”厂完成装配。其中一台发动机已经进行过点火测试，它的矢量喷口在满功率以及加力推力的状态下可以上下左右旋转。
　　
　　叶利谢耶夫称，AL-31FN M1发动机与以往的型号不同，它带有一个尺寸更大的风扇，进气口直径也从原来的902毫米扩大到924毫米。进气量的增加使得发动机的最大加力推力从大约122.6千牛上升到132.4千牛。该发动机的矢量喷口由莫斯科机器制造厂与设在圣彼得堡的Zavod imeni Klimova克利莫夫工厂共同研发。
　　
　　叶利谢耶夫说，与特定角度喷口设计相比较，这种新型的矢量喷嘴“更适用”于单发动机战斗机，使它们在极低的速度下仍具有充分的控制能力。
　　
　　猛龙之心：俄罗斯AL-31FN N1推力矢量发动机
　　
　　《简氏防务周刊》在报道中称，最新型的AL-31FN N1型推力矢量发动机是“超-10”战斗机最核心的部件，它将赋予“超-10”强大的过失速机动能力，并能显著提高其起降性能。采用推力矢量技术的飞机，通过喷管偏转，利用发动机产生的推力，获得多余的控制力矩，实现飞机的姿态控制。可以保证在飞机作低速、大攻角机动飞行而操纵舵面几近失效时利用推力矢量提供的额外操纵力矩来控制飞机机动。第四代战斗机要求飞机要具有过失速机动能力，即大迎角下的机动能力。推力矢量技术恰恰能提供这一能力，是实现第四代战斗机战术、技术要求的必然选择。装备了推力矢量技术的战斗机由于具有了过失速机动能力，拥有极大的空中优势。使用推力矢量技术的飞机不仅其机动性大大提高，而且还具有前所未有的短距起落能力，这是因为使用推力矢量技术的飞机的超环量升力和推力在升力方向的分量都有利于减小飞机的离地和接地速度，缩短飞机的滑跑距离。另外，由于推力矢量喷管很容易实现推力反向，飞机在降落之后的制动力也大幅提高，因此着陆滑跑距离更加缩短了。
　　
　　早在2001年6月，《简氏防务周刊》就报道了中国向俄罗斯购买AL-31FN发动机的消息，《简防》声称，根据俄罗斯“礼炮”研究生产中心的权威消息来源，俄罗斯已经与中国签署了正式发动机出售合同，由莫斯科“礼炮”机械制造厂为中国提供新型发动机，这一型号属于AL-31FN系列。俄方声称这项合作计划将从2003年开始，一共将为中国生产300台AL-31FN涡轮风扇发动机，转移生产技术的谈判还在进行当中。报道强调为满足中方提出的要求，“礼炮”对AL-31FN进行了重大的技术改进，首先是延长发动机的使用寿命，AL-31F/FN系列发动机的使用寿命规定达到900小时大修时间；此外为配合歼-10战斗机的机身尺寸，俄罗斯技术人员与中国技术人员合作对发动机进行修改。包括移动变速器位置，AL-31F的变速器位置在发动机顶部，歼-10 AL-31FN变速器则移至到发动机下方。尺寸的变化还包括缩短长度。尽管进行了上述尺寸缩小改良，但是发动机的功率并没有降低。而在此之前的2001-2002年，莫斯科“礼炮”机械制造厂已经向中国提供了54台非推力矢量的AL-31F系列发动机。据信，中国的CEC公司已通过谈判成功地从俄国取得了生产AL-31发动机的许可证。
　　
　　俄罗斯商业日报也证实了关于《简氏防务周刊》所报道的2005年末，中国与俄罗斯签订价值3亿美元的发动机采购合同。俄罗斯商业日报报道，俄国防产品出口公司(Rosoboroneksport)与中国签署了出口推力矢量发动机的合同，由莫斯科“礼炮”机械制造生产企业生产，合同总价值3亿美元，发动机将被安装在中国生产的某新型歼击机上。“礼炮”机械制造厂总裁尤里·埃里斯里夫在接受商业日报采访时称：“这是我们与中国签订的最新的一项合同。我们将向中国交付100台AL-31FN发动机，总额超过3亿美元。这些发动机不是用来装备俄罗斯生产的战斗机，而是中国自己研制的战斗机。这一合同将扩大我们与中国方面的合作领域，不再局限于只为‘苏’系列战斗机生产发动机。而根据俄国《最高苏维埃公报》报道，这宗交易是俄罗斯国防产品出口公司2005年中最大一宗武器交易。
　　
　　留里卡“土星”科研生产联合体的AL-31F涡轮风扇发动机是俄国现代战机的主力发动机。AL-31的设计工作始于1963年，第一台原型发动机于1974年试车。AL-31F是留里卡设计局在1976-1985年间研制的加力式涡轮风扇发动机。在研制中曾遇到极大的困难。一是超重。发动机的原始设计方案有4级风扇、12级高压压气机、2级高压涡轮和2级低压涡轮共20个级。结果发动机超重，达1600公斤，而最大推力仅110千牛，不得不进行大改。改进后的方案，风扇仍为4级，但高压压气机减为9级，高低压涡轮各为1级，总级数降到15级，于1976年将重量降到1520公斤，但故障很多。为排除故障重量又有增加，约增加了10%，后来采用每减重1公斤奖励5个月工资的办法，减轻了70公斤，实现了原定的重量目标。二是涡轮效率比设计值低4%，后来决定接受这个现实。但为了达到性能，只好将涡轮前温度由1350摄氏度提高到1392摄氏度。结果涡轮叶片出现裂纹，为此改进了冷却流路，流路十分复杂，采用了旋流冷却，用了新的工艺和好的材料，表面加钴、镍、铬、铝涂层。为此曾撤换过5名领导。在1976-1985年期间，共解决了685个难题。AL-31F设计中共获得128项专利，使用51台发动机，总运转22900小时，其中台架试车16625小时，试飞6275小时。1986年，一架安装了两台AL-31F发动机的P-42飞机(苏-27原型机的改型)创造了32项时间-高度纪录。AL-31F发动机重量约1740公斤，结构上采用带可变弯的进口导叶片的涡扇发动机，进口导叶片有23片，前缘固定后缘有调整片，叶片上有从压气机第7级引气的除冰结构，4级全钛合金风扇，前三级叶片为长弦带防振凸肩的叶片，压比3.6，涵道比0.6。9级高压压气机，压比6.6，总增压比23，环形燃烧室，高低压涡轮都是单级的，涡轮前温度1665K，发动机空气流量112公斤/秒，军用推力76.2千牛，最大加力推力122.55千牛。耗油率0.0695公斤/牛/小时，加力耗油率0.198公斤/牛/小时。AL-31FN在苏霍伊飞机上的出色表现证明了这种发动机异常优异的工作稳定性，对各种恶劣工作条件下的适应性，它能在“眼镜蛇”那样的超过90度大迎角下正常工作，“**机动”的360度旋转更是进气条件恶劣到极点，而AL-31F发动机都表现完美。

孟菲斯

沙发