與很多因發動機研發問題而黯然下馬的型號相比，“飛豹”堪稱幸運。上世紀70年代中期，我國從英國進口的一批"斯貝”發動機，使其在型號研製之初，就有了可靠的"心臟”。而受益於“斯貝”發動機的，不僅僅只有“飛豹”這一個型號，整個中國航空發動機事業，都從“斯貝”這一先進西方航發引進項目中受益匪淺

引進先進設計理念

這些進步還不僅僅只體現在發動機技術方面,隨著英國技術資料的引進和消化吸收,我們學習到了一些更加先進的設計理念。

在傳統的蘇制發動機設計理念裡,推力代表一切,對其他方面的考慮嚴重不足。因此我們可以看到,一直到追求高機動性的蘇-27立項研發的過程中,蘇聯人吃足了進氣道與發動機匹配的苦頭。

而此前的蘇制飛機出現進氣道與發動機不匹配的問題是家常便飯,而且長期沒有得到充分的認識和解決。而通過引進技術先進的“斯貝”發動機,我們學到了很多與蘇聯老師完全不一樣的技術。大大開闊了國內相關行業人員的視野。

這其中就包括“進發匹配技術",現代飛機設計中,發動機與飛機的匹配問題越來越受到重視。因為這一技術對飛機和發動機性能的充分發揮及安全都有重要影響。

飛機進氣道與發動機相容性方面,除了要滿足進氣量的需求外,還應滿足的總壓恢復係數、畸變等技術要求。如果設計的進氣道能夠達到這一指標,就可以初步認為進氣道設計合理,並通過與發動機的匹配試驗加以確證即可。達到這一要求,就意味著飛機進氣道和發動機不會出現任何不相容問題。

但是對於超音速戰鬥機而言,進氣道要在全飛行包線範圍內滿足這一要求是很難的。而在當時的情況下,按照傳統的蘇聯研發模式,我們在設計進氣道時必須實際測試各種狀態下的進氣道的技術指標,而在當時我國還沒有可用的高空試驗檯。這就使得我們飛機的設計陷入了困境。

通過技術引進和消化,我國成功地掌握了英國的模擬板設計技術,並做到極致,實踐證明,最終設計完成的全尺寸進氣道,在與發動機進行的相容性試驗和飛行試驗中,在各種飛行狀態下都沒有出現壓氣機喘振。實際裝機服役多年也沒有出現壓氣機喘振造成的停車。可以說,在“秦嶺”發動機的仿製研發中,我們完全掌握了“進發匹配”設計技術。

“斯貝”的弱點

成也敗也:“斯貝”的弱點限制影響了“飛豹”的進一步提升。

雖然可以宅不誇張地說,殲轟-7的成功是建立在“斯貝”Mk202發動機成功引進並仿製國產化的基礎上的。但是,成也蕭何敗也蕭何,同樣也是因為“斯貝”Mk202發動機的自身所存在的一系列原因,對殲轟-7的技術性能和結構設計產生了明顯的影響,限制了“飛豹”的進一步提升。

與我國原有的仿製發動機相比,“斯貝”Mk202的加力比大,壓氣機喘振餘度大、工作可靠、效率高、耗油率低,使用壽命遠遠的超過了我國仿製的蘇式發動機,引進“斯貝”Mk202使我國在軍用型航空發動機的技術上與世界先進水平的差距縮短了10年。

但是也需要看到的是,“斯貝”Mk202所代表的是國外上世紀60年代末的水平,發動機結構複雜,推重比低,高空性能差,雖然對我們來說已經是最好的發動機,卻在技術上已經比國外當時的航空動力整整落後了一代。殲轟-7在1982年開始正式設計的時候,在航空動力技術上又已經與國外先進水平拉開了很大的差距。

同為對地攻擊機,殲轟-7與設計研製更早的“狂風” 相比無法處於優勢,這一點在發動機上就有很明顯的差距。“斯貝”Mk202與“狂風”使用的R B199相比,在體積、重量和推重比上的差距十分明顯。

同樣是羅-羅公司研製的RB199加力式渦扇發動機, 其加力推力7296千克,最大推力4460千克,發動機推重比7.6(不含反推力裝置)。“斯貝”Mk202的加力推力9310千克,最大推力5500千克,超過丁RB199,但是最重要的發動機推重比卻只有5,這就使“斯貝"Mk202在發動機的尺寸規格和重量都高於RB199。

2臺“斯貝"MK202發動機及附件的重量接近4噸,在推力比 RB199 增加了28%的條件下,發動機重量幾乎增加了一倍。而且“斯貝”發動機的結構非常複雜,尺寸龐大,壓氣機數量達到丁驚人的12級。

“斯貝"Mk202過大的結構重量和體積給全機配平帶來了困難,為了保證飛機的重量平衡, 不得不增加殲轟-7的前機身長度,這就使殲轟-7的全機長達到了22米,比當時被西方戲稱為“長鬚鯨”的殲-8II的機身還要長。

加長的機身雖然提高了內部的空間容積,但是卻讓飛機的結構重量大幅度的增加。因此殲轟-7雖然沒有采用“狂風”IDS截擊型上覆雜沉重的變後掠翼結構,但是殲轟-7的基本空機重量卻比“狂風”IDS要高0.5噸左右,殲轟-7較高的結構重量使“狂風”"IDS的最大起飛重量比殲轟-7低0.5噸的情況下,在載彈量和轉場航程方面卻都超過了殲轟-7。

動力系統性能的落後給殲轟-7的性能帶來了一定的不利的影響,很顯然,改進動力系統同樣會提高殲轟-7性能。如果在殲轟-7上採用長度更短、推力更大、自身重量更輕的發動機,例如技術指標稍高一點的RD-33發動機,或者被譽為中推新標杆的EJ200發動機,僅就發動機結構重量近1噸,配合機身的縮小和改進,全機減重可以輕鬆超過3噸。能夠在殲轟-7最大起飛重量保持不變的同時,把載彈量提高到10噸,也可以消除後期改進中增加的重量給飛機飛行性能帶來的影響。

隨著我國近年來在航空動カ上取得了很大的發展,無論是採用自行研製的發動機還是引進國外成品發動機進行改進, 在技術上都不存在不可克服的困難。而如果充分利用殲轟-7自身機體龐大的優勢,為其改裝上“太行”這樣的大推力發動機,那麼殲轟-7的戰技術性能指標會獲得質的飛躍。

當然,殲轟-7是作為戰鬥轟炸機設計的,並不需要追求高空、高速和高機動性能,目前的“秦嶺”發動機雖然技術現在看已經顯得陳舊,但是可靠性尚佳,已經能夠滿足作戰的需要,盲目的增加發動機推力的意義並不大。

既然在結構設計上已經確定殲轟-7並沒有爭奪空中優勢的戰術要求,那麼現有的推力的發動機已經完全可以滿足殲轟-7的作戰需要,改裝更大推力的 AL-31F 或者國產“太行”發動機的必要性、急迫性都不大。因此空軍、海軍最終並未對殲轟-7大修大改,換裝“太行”發動機,而是考慮將“太行”用在比“飛豹”平臺性能更優越、改進潛力更大的殲-16平臺上。

因此,未來殲轟-7這樣的功能相對單一的機型逐步被殲-16這樣的多用途戰鬥機所取代,這是技術發展的必然。按照一般的飛機壽命損耗規律,殲轟-7服役壽命一般要到2035年前後才會終止,因此“秦嶺”發動機的生產和大修工作還會繼續。算上1975年開始的引進,到2035年前後的壽終正寢,該型號發動機在中國的存在週期長達60年,這在世界發動機的研發和裝備歷史上也是罕見的。

結束語

“斯貝”MK202發動機的引進和成功仿製,成就了一代名機“飛豹”,同時其對中國航空發動機事業的影響和意義十分深遠。它使我們中國航發人睜開眼第一次看到西方先進航發是什麼樣的,這讓此前師從蘇聯的中國航發人開拓了眼界。具體到發動機技術方面,在發動機結構、材料、工藝上,我們學到了很多;在發動機如何設計、進氣道和發動機如何匹配、航空發動機研製和生產流程如何進行科學管理方面,我們學到的更多。■

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