这次珠海航展上,关于歼35有个小细节吸引了不少人的注意,那就是歼35尾部喷射出了马赫环!
所谓马赫环,这是指飞机或导弹发动机尾部喷出的气流在高速时因激波效应而产生的光环。马赫环是气流以超音速和低于外部大气的压强离开喷嘴时发生的一种气体现象,呈现等间距圆环的形状,常见于火箭发动机或喷气发动机的排气羽流中。
千万不要以为马赫环很容易做到,其实早在10年前,FC-31鹘鹰战机1.0版在珠海首秀时,尾部喷出的就是黑烟!这让当年的研发人员如鲠在喉!经过这十余年的不懈努力,一支由平均年龄仅30岁出头的年轻工程师们组成的歼35研发队伍,用他们丰富的知识储备和出色的工作能力,用行动证明了中国新一代科研人员的伟大潜力。
马赫环背后则是中国航空发动机这些年来辛勤努力的结果。
新中国第一台航空发动机是于1954年在湖南株洲诞生。走过七十载岁月,我国已实现从试制活塞发动机到自主研制涡扇、涡轴、涡桨、涡喷、爆轰等系列先进发动机的历史性转变。
这里面特别要提到的是安装在歼20、歼35上面的WS-15、涡扇19、涡扇21等发动机动机。
该款发动机是为我国第四代重型/中型战斗机而研制的小涵道比推力矢量涡扇发动机,主要用于双发隐身战斗机歼-20、歼35。由606所、624所、614所、410厂、430厂和113厂等单位专家组织研制,在2006年5月首次台架运转试车成功
如果再往前追溯,又要说到俄罗斯的发动机了。
中俄于1992年春天开始展开艰苦谈判,在经过3年的拉锯之后,因为俄罗斯的经济状况很差,用于军工科研的经费很少很少,又因为在92年明斯克马丘丽莎会议雅克-141被终止后,R-79发动机没有了使用对象,又没有其他的战斗机使用此发动机,所以“联盟”航空发动机科研生产联合体(原图曼斯基发动机设计局)的经济状况很差,在这种状况下,1995年6月,中俄签订了转让R-79发动机生产许可证的协定。1996年8月,俄罗斯的“联盟”航空发动机科研生产联合体向中国方面交付了R-79发动机的全套设计图纸及技术资料 ,特别是引进了制造R-79发动机核心机的生产设备及生产制造工艺资料。遗憾的是用于雅克-141的R-79B-300发动机矢量喷管技术却没有得到。
1998年亚洲金融危机时俄罗斯经济也陷入多重危机,中国此时不仅购买了用于雅克-141的R-79B-300发动机矢量喷管技术,同时也取得了莫斯科联盟航空发动机科技集团研制的推力为20吨的R179-300发动机设计方案和R-79M的设计图纸和技术资料。
1996年初,江和甫协同刘大响院士负责组织“九五”国防重大研发,对上述发动机进行了引进、消化、吸收、再创新,终于于2006年5月首台试车成功。之后经过不断改进,才在歼20和现在的歼35上面批量生产。
除了军事航空发动机,中国还有越来越多的发动机问世或研制。
首先牵动国人的就是C919的发动机。到目前为止,C919还是采购美法合资的赛峰LEAP-1C发动机,这套价值2800万美元的高端设备,单台发动机价格就高达1400万美元,差不多就是人民币1亿。为了尽早实现国产化,我国启动了长江CJ1000A发动机的研制。CJ1000A民用大涵道比涡扇发动机为双轴直驱发动机,能够满足150~180座级单通道飞机(配备双发)对动力的需求,具有低排放、低噪音、低油耗的特点。长江1000A的研发进程可谓迅速。自2017年核心机成功点火,至同年12月25日完成整机组装,再到2018年5月17日首台发动机成功点火,转速达6600转,仅用了不到一年的时间。同年11月,第二台发动机制成,并顺利完成高压涡轮机部分的测试。最具里程碑意义的是2022年10月9日,中国航发商用航空发动机有限责任公司召开了加速推进长江1000A适航取证工作的动员会,这标志着C919距离配备国产发动机又近了一步。
还有一个更加先进的就是爆轰发动机,它是高音速客机,空天飞机,超高音速导弹必备神器!爆轰,那可是燃烧的一种极端形式,能量释放得特别快。就好比一场超级剧烈的爆炸,瞬间就能释放出巨大的能量。斜爆轰冲压发动机就利用了这一特性,能在极短的时间内让燃料剧烈燃烧,产生强大的推力。跟传统发动机那种慢悠悠的稳态燃烧方式比起来,能量转化效率高得不是一星半点。2020 年我国就成功研制出了站立式斜爆轰冲压发动机,初代版本就能让飞行器飞到 9 马赫。升级后速度更是能达到 16 马赫。这个发动机的双凹墙结构设计解决了高马赫数飞行时燃烧不稳定的问题,大大提高了燃烧效率。
事实上,此次珠海航展展示的GDF-600高超音速平台,被其开发人员描述为能够达到7-10马赫的速度,作战范围为500-1000公里,还可以通过适应性改进,形成6000公里系列化高速集群打击平台。GDF-600的核心就是由先进的冲压发动机提供动力。
而以重庆宗申航发为代表的民企,在走出了另外一条航空发动机研制之路。
在这次珠海航展上面,宗申航发发布C80I、C60I和CA100I三款旗舰产品。据介绍,这些新品在性能上取得了显著提升,CA100I和C60I实现了全数字化自适应喷油点火控制;C80I的双点火冗余设计,增加了发动机的保障性、安全性、可靠性等,满足各种飞行任务的要求。发布会当天,宗申航发与山河星航公司举行了战略合作签约仪式,双方将在通航飞机动力系统的研发、生产、销售等方面展开全方位深度合作,共同探索低空经济产业,特别是载人轻型飞机和无人机领域,进一步推动我国通航产业的发展,为市场提供更优质、更具竞争力的通航飞机动力系统解决方案。此外,宗申航发还与中航无人机公司签署合作框架协议。
11月13日从中国航空发动机集团获悉,中国航发在第十五届中国航展上与10家重要客户签署1500余台航空发动机意向采购合同和合作协议,订单总金额超100亿元。这是截至目前,中国航发历史上签约台份最多的国产民用航空发动机总订单。
航空航天产业,是一个高技术、高壁垒同时也是一个高毛利行业,过去只有少数欧美国家才能参与。这些年随着中国科技的不断进步,我们也开始大踏步前进,也在里面分到大块蛋糕!