最近為何如此高調公布這消息:殲20發動機終於彎道超車
據中航新聞報道,中國飛行試驗研究院(中航工業試飛中心,以下簡稱試飛院),經過兩年多艱辛的技術探索與攻關,改裝某型發動機的國產某型飛機順利駛出跑道,昂首飛向高空,在藍天遨遊了兩個小時。從新聞「他們聯合在完成機械油門台到電子油門台的改裝設計,使老舊機型具備了搭載新型數控發動機進行試飛的能力。」這段話中推測,可能是我國第二代軍用航空發動機用數控系統飛行演示驗證平台成功實現首飛。軍事專家告訴記者,所謂航空發動機用數控系統,即航空發動機全許可權數字電子控制(FADEC)技術是現代航空推進系統中具有代表性的一項新技術,它利用以計算機為核心的數字電子控制系統取代傳統的液壓機械調節器,具有體積小、重量輕, 能夠實現複雜控制規律等優點,可以提升飛機性能,降低發動機油耗。歐美等發達航空國家軍、民用航空發動機早在上世紀80年代初就基本實現。
據當時成飛超7(後來的「梟龍」)總設計師屠基達院士回憶,在對上世紀80年代末超7發動機動力選型考察時,當時備選的英國RB199發動機就實現了FADEC飛控數字電子聯調,回憶錄中講到「下午他們帶我們去試車台,看發動機的開車情況,而且讓我自己動手去推拉油門桿,同時通過工業電視看到噴口收攏加力接通等情況。使我們深切地感受到這發動機採用計算機控制的電調系統後,操縱油門桿不受時間限制,用力輕鬆,噴口調節和加力點火的跟隨性很好,決不會出現飛行員拉推油門桿不當造成發動機工作不正常這類情況。」RB199發動機雖然因為中國和西方國家的」蜜月期「在上世紀90年代初結束而無法購買,但給當時中國的飛機設計人員留下了深刻印象。
而當時蘇聯的電子工業大大落後於西方國家, 後來屠基達院士到前蘇聯考察超7擬裝備的RD-33發動機(米格-29戰鬥機的動力)時,「發動機控制是電子模擬式的,又大又重,要裝在飛機上,每個發動機配兩個盒子,共重25千克,總體積達36升。而西方發動機的電調盒附在發動機上只一本書大小,兩者間的差距可見一斑。我問他們為什麼這樣大?他們回答說,這是上世紀70年代干出來的,一直用到現在,以後也不打算改。」實際上,前蘇聯的RD-33發動機和蘇-27用的AL-31發動機一樣,由於受制於本國落後的電子技術,另闢蹊徑,依託本國較為先進的機械設計、加工技術,結合模擬電子技術,都是機械液壓+模擬電子的混合控制系統。從某種意義上說,機械液壓系統相當於一個機械計算機,前蘇聯可謂把機械計算機做到了極致,在加減速性能上可以和當時裝備FADEC的歐美戰鬥機發動機相抗衡。前蘇聯設計人員並以此為傲。
軍事專家告訴記者,中國在上世紀90年代裝備的蘇-27、殲-11A、殲10A的發動機也是機械液壓+模擬電子的混合控制系統。即使在渦扇-10「太行」發動機早期型上,為了降低技術風險,也採用了仿製AL-31的機械液壓+模擬電子的混合控制系統。進入上世紀90年代後,俄羅斯也認識到其不足 ,AL-31發動機改進型號和新一代軍用發動機中採用了FADEC控制系統,但仍然部分保留了機械液壓控制功能作為備份。後期出口到我國的AL-31發動機改進型號也換裝了FADEC,裝備到出口我國的蘇30MK2和蘇35上。實際上,我國在上世紀80年代末把FADEC控制系統研製納入國家正式發展計劃,由於難度較大,經過數十年的努力, 突破了各項關鍵技術,進行了大量地面和高空台試驗,才具備了進行試飛演示驗證的條件。
據悉,試飛院採用一架殲8II戰鬥機為飛行演示驗證平台,為了適應發動機裝機及試飛測試的需要,對飛機和發動機進行了大量的加、改裝 。為了降低風險,選用定型的渦噴13發動機作為加裝FADEC控制系統的對象,並且在試飛試驗中,將飛機左發換裝為數控發動機,右發保持原發動機不變。獲得了大量寶貴試飛數據。認為FADEC控制系統大大優於原控制系統,在不同地域,氣候條件下的地面都能成功起動發動機,不同飛行高度、馬赫數下發動機停車後空中起動性能大大提高。數控系統還可以快速修改發動機各種控制律。並為太行發動機後期改為FADEC控制系統打下了堅實基礎。
隨著我國軍用發動機技術的快速發展,試飛院的第一代軍用航空發動機用數控系統飛行演示驗證平台(殲8II戰鬥機)已不能滿足需要,例如推力矢量控制,渦扇15發動機的超音速飛行控制,新一代戰鬥機的飛/火/推一體都不能在第一代飛行演示驗證平台試驗,據學者披露,成飛廠/所就不得不用單發的殲-10戰鬥機做推力矢量試驗,這大大提高了試驗風險。為了滿足這些迫切需要,新一代軍用航空發動機用數控系統飛行演示驗證平台的發展已迫在眉睫。根據新聞媒體和公開資料推斷,第二代軍用航空發動機數控系統飛行演示驗證平台很可能採用試飛院的蘇-27或早期殲-11A戰鬥機, 和一代平台一樣,將飛機一側發動機換裝為數控發動機,另一側發動機保持原發動機不變,以降低風險。在各種高風險試驗都成功完成後,再在此飛機進行雙發試驗或配套飛機上進行發動機最終定型試驗。


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