航空发动机

http://imil.ifeng.com/47624267/news.shtml

历经艰难，“太行”终成“完全体”
本周中国航空报的新闻当中，披露了“太行”发动机改进型号由中航工业动力所研制成功的消息。涡扇-10“太行”发动机历经了30年的艰苦研制，终于在这一刻算是圆满收官了。完全体“太行”不仅把推力增加到了14~14.5吨，而且据中国航空报去年的报道，“太行”发动机改进型号也是在刘永泉团队的带领下，完成了全权限数字电子控制系统的研制。这一姗姗来迟的喜讯，让中国迈入了航空发动机制造强国的大门。

刘永泉总师和他的年轻团队完成了“14吨FADEC太行”的研制

航空发动机的全权限数字电子控制系统（英文简称为FADEC），是指挥发动机的大脑。FADEC可以从发动机上的传感器中获取数据，对发动机进行一系列的复杂控制，如改变喷口面积、监控发动机状态、诊断故障等等。FADEC不仅能够大大提高飞机的飞行性能，而且减轻了发动机的重量，是目前欧美军、民用航空发动机的标配。

FADEC系统是发动机的“大脑”

“‘太行’行不行”的故事，相信大家都很熟悉。当年先是“‘太行’不行”，接着仓促通过定型，然后又出现故障让歼-11B等发动机，最后直到涡扇-10A才大批量装备歼-11B和歼-11BS。对于航空发动机的这种不愉快，中国军迷们早就是身经百战见得多了。但对中国航空来说，这个旧伤疤依然太痛，笔者在此只是简单回顾一下。

大批量装备，终于行了
不过在硬件上终于“行了”的涡扇-10A，还不算和西方先进大推力航发齐平，充其量是和AL-31F各有千秋。现在我们知道，带FADEC的涡扇-10B才能说是一台完善的“太行”。那么，当初咱们为什么没能搞出带FADEC的航空发动机呢？
FADEC这堂课没补上，是有历史原因的。
上个世纪70年代起诞生了一批优秀的涡扇发动机，同时期欧美开始了FADEC的研制工作。前苏联虽然有了发动机，然而其电子工业水平并不能支撑起FADEC的研发。当时留里卡设计局开辟了一条“旁门左道”，使用模拟电子技术，为AL-31系列发动机开发出了机械液压+模拟电子的混合控制系统。
涡扇-10发动机的技术源头为美国的CFM-56发动机——这是一种以GE公司F101的核心机为基础研制的民用发动机，之后又借鉴AL-31F的控制技术，才有了今天我们看到的“太行”。然而航空发动机的逆向还原工作显然比其他领域难上了许多。从纸面上看，“太行”是一款媲美美国F110的先进发动机（结构和核心机相同），然而现实中，它却因此犯下了“心脏病”，让国产战斗机多等了十多年，也让中国军迷们苦等了十多年。

3级风扇+9级高压压气机+1级高压涡轮+2级低压涡轮，太行和F110完全一致

由于“太行”的技术源头CFM-56是美制民用发动机，中国自己则缺乏高性能涡扇发动机控制系统的研究经验，在上世纪90年代大量引进和深度接触俄制AL-31F发动机后，中国不得不采用了一种“土办法”，就是把AL-31的控制系统移植到“太行”上面凑合。
对于80年代、90年代的飞机来说，模拟电子技术或许是“够用”了，加上苏联强大的整合能力，使得AL-31系列成为了一代经典。可是作为一种需要在21世纪使用的发动机，机械液压+模拟电子控制系统不仅在系统性能上落后于FADEC，且增加了发动机的重量，对于控制一台“美系”发动机来说更是力不从心。我们现在说这些话是事后诸葛亮，当时却是属于“完全不知道自己竟然不知道”。这一来二去，“太行”竟然走了十多年的弯路。
在等待“太行”逐步排除故障的同时，战机的研发却一刻不能停歇。为了“太行”能行，空军选择了让歼-11B作出牺牲，但是其他战机却等不了。“太行”原本是配套歼-10的发动机，但是形势逼迫，歼-10A不得选用AL-31FN，为此甚至不得不重新设计了部分机身，随后的歼-10B/C系列也是一脉相承，使用改进后推力增加的42批次AL-31FN发动机——有一架歼-10B用“太行”进行了测试，但“太行”与歼-10的搭配并未持久。
更关键的是，新一代战机是不能用原版AL-31凑合的！
FADEC对新一代战机来说极其重要。三代机或许还能用老的发动机控制系统凑合，但是三代半和四代机却需要“飞-火-推”一体的控制系统。举个例子，印度SU-30MKI装备的AL-31FP没有配备FADEC系统，使得SU-30MKI仅采用了简单的火推交联技术。其战斗力比起SU-30MKK来说并没有什么本质上的改善，除了在航展上展出一些精心设计的超机动动作外，也就是骗骗印度人罢了。

印度SU-30MKI的矢量推力无法随意控制，和SU-35S、F-22等飞机的超机动性能完全没有可比性

而为了让我国下一代战机在国产发动机完善之前拥有FADEC系统和“飞-火-推”一体化的能力，中国对航空发动机的采购实行了“两条腿”走路的方法。
苏联解体之后，原先的礼炮发动机制造厂获得了投资并组建了研发部门，成立了礼炮联合体。礼炮厂针对中国客户的需求，对AL-31发动机进行了升级。新的99M1（AL-31FM1）发动机于2006年完成了国家测试，采用了КРД-99Ц数字电子控制系统，并使启动机具备了3500米以上的高原启动性能。量产的99M1发动机被批量运用在歼-10B/C战斗机上，在许多歼-20原型机的照片中，我们也可以看到99M1型发动机的身影。

99M1发动机上的FADEC部件



装备99M系列发动机的歼-20和歼-10C

F-22正是运用其CIP主计算机实现“飞-火-推”一体，才获得了强大的超机动性能。第三代双余度FADEC不仅让F-22的F119发动机获得了极高的可靠性，而且在任何情况下，其矢量推力都能够起作用，实现了超机动。为了尽快实现四代机“飞-火-推”一体的设计理念，歼-20选择采用99M1不得不说是无奈之举。我国自行研发的“飞-火”一体在歼轰-7A上就已经实现了，而作为一款四代重型战斗机，必须为“飞-火-推”一体做好功课。歼-20要想在这方面追赶F-22，肯定不能靠等。
好在涡扇-10B的收工，标志着我国航空发动机终于补完了这艰难的一课。从此之后，包括歼-11后续型号和歼-16等战机，都将获得一颗智能的“中国心”，同时还有14吨级的澎湃动力，怎能不让人振奋？
而这对于还在等待涡扇-15的歼-20来说，更是好消息。为了练就“太行”，我们不惜牺牲歼-11B的进度，为的就是在下一代隐形重型战斗机上不再重复这一过程。实现“飞-火-推”一体化的歼-20后续型号，其飞行性能和战斗力都将获得极大的提高。

一种采用轴对称矢量方案的歼-20模型

一场长达数十年的补课，历经数十年的辛酸，我们终于可以平静地说一句：“中国航空发动机，就要行了。”http://imil.ifeng.com/47624267/news.shtml

历经艰难，“太行”终成“完全体”
本周中国航空报的新闻当中，披露了“太行”发动机改进型号由中航工业动力所研制成功的消息。涡扇-10“太行”发动机历经了30年的艰苦研制，终于在这一刻算是圆满收官了。完全体“太行”不仅把推力增加到了14~14.5吨，而且据中国航空报去年的报道，“太行”发动机改进型号也是在刘永泉团队的带领下，完成了全权限数字电子控制系统的研制。这一姗姗来迟的喜讯，让中国迈入了航空发动机制造强国的大门。

刘永泉总师和他的年轻团队完成了“14吨FADEC太行”的研制

航空发动机的全权限数字电子控制系统（英文简称为FADEC），是指挥发动机的大脑。FADEC可以从发动机上的传感器中获取数据，对发动机进行一系列的复杂控制，如改变喷口面积、监控发动机状态、诊断故障等等。FADEC不仅能够大大提高飞机的飞行性能，而且减轻了发动机的重量，是目前欧美军、民用航空发动机的标配。

FADEC系统是发动机的“大脑”

“‘太行’行不行”的故事，相信大家都很熟悉。当年先是“‘太行’不行”，接着仓促通过定型，然后又出现故障让歼-11B等发动机，最后直到涡扇-10A才大批量装备歼-11B和歼-11BS。对于航空发动机的这种不愉快，中国军迷们早就是身经百战见得多了。但对中国航空来说，这个旧伤疤依然太痛，笔者在此只是简单回顾一下。

大批量装备，终于行了
不过在硬件上终于“行了”的涡扇-10A，还不算和西方先进大推力航发齐平，充其量是和AL-31F各有千秋。现在我们知道，带FADEC的涡扇-10B才能说是一台完善的“太行”。那么，当初咱们为什么没能搞出带FADEC的航空发动机呢？
FADEC这堂课没补上，是有历史原因的。
上个世纪70年代起诞生了一批优秀的涡扇发动机，同时期欧美开始了FADEC的研制工作。前苏联虽然有了发动机，然而其电子工业水平并不能支撑起FADEC的研发。当时留里卡设计局开辟了一条“旁门左道”，使用模拟电子技术，为AL-31系列发动机开发出了机械液压+模拟电子的混合控制系统。
涡扇-10发动机的技术源头为美国的CFM-56发动机——这是一种以GE公司F101的核心机为基础研制的民用发动机，之后又借鉴AL-31F的控制技术，才有了今天我们看到的“太行”。然而航空发动机的逆向还原工作显然比其他领域难上了许多。从纸面上看，“太行”是一款媲美美国F110的先进发动机（结构和核心机相同），然而现实中，它却因此犯下了“心脏病”，让国产战斗机多等了十多年，也让中国军迷们苦等了十多年。

3级风扇+9级高压压气机+1级高压涡轮+2级低压涡轮，太行和F110完全一致

由于“太行”的技术源头CFM-56是美制民用发动机，中国自己则缺乏高性能涡扇发动机控制系统的研究经验，在上世纪90年代大量引进和深度接触俄制AL-31F发动机后，中国不得不采用了一种“土办法”，就是把AL-31的控制系统移植到“太行”上面凑合。
对于80年代、90年代的飞机来说，模拟电子技术或许是“够用”了，加上苏联强大的整合能力，使得AL-31系列成为了一代经典。可是作为一种需要在21世纪使用的发动机，机械液压+模拟电子控制系统不仅在系统性能上落后于FADEC，且增加了发动机的重量，对于控制一台“美系”发动机来说更是力不从心。我们现在说这些话是事后诸葛亮，当时却是属于“完全不知道自己竟然不知道”。这一来二去，“太行”竟然走了十多年的弯路。
在等待“太行”逐步排除故障的同时，战机的研发却一刻不能停歇。为了“太行”能行，空军选择了让歼-11B作出牺牲，但是其他战机却等不了。“太行”原本是配套歼-10的发动机，但是形势逼迫，歼-10A不得选用AL-31FN，为此甚至不得不重新设计了部分机身，随后的歼-10B/C系列也是一脉相承，使用改进后推力增加的42批次AL-31FN发动机——有一架歼-10B用“太行”进行了测试，但“太行”与歼-10的搭配并未持久。
更关键的是，新一代战机是不能用原版AL-31凑合的！
FADEC对新一代战机来说极其重要。三代机或许还能用老的发动机控制系统凑合，但是三代半和四代机却需要“飞-火-推”一体的控制系统。举个例子，印度SU-30MKI装备的AL-31FP没有配备FADEC系统，使得SU-30MKI仅采用了简单的火推交联技术。其战斗力比起SU-30MKK来说并没有什么本质上的改善，除了在航展上展出一些精心设计的超机动动作外，也就是骗骗印度人罢了。

印度SU-30MKI的矢量推力无法随意控制，和SU-35S、F-22等飞机的超机动性能完全没有可比性

而为了让我国下一代战机在国产发动机完善之前拥有FADEC系统和“飞-火-推”一体化的能力，中国对航空发动机的采购实行了“两条腿”走路的方法。
苏联解体之后，原先的礼炮发动机制造厂获得了投资并组建了研发部门，成立了礼炮联合体。礼炮厂针对中国客户的需求，对AL-31发动机进行了升级。新的99M1（AL-31FM1）发动机于2006年完成了国家测试，采用了КРД-99Ц数字电子控制系统，并使启动机具备了3500米以上的高原启动性能。量产的99M1发动机被批量运用在歼-10B/C战斗机上，在许多歼-20原型机的照片中，我们也可以看到99M1型发动机的身影。

99M1发动机上的FADEC部件



装备99M系列发动机的歼-20和歼-10C

F-22正是运用其CIP主计算机实现“飞-火-推”一体，才获得了强大的超机动性能。第三代双余度FADEC不仅让F-22的F119发动机获得了极高的可靠性，而且在任何情况下，其矢量推力都能够起作用，实现了超机动。为了尽快实现四代机“飞-火-推”一体的设计理念，歼-20选择采用99M1不得不说是无奈之举。我国自行研发的“飞-火”一体在歼轰-7A上就已经实现了，而作为一款四代重型战斗机，必须为“飞-火-推”一体做好功课。歼-20要想在这方面追赶F-22，肯定不能靠等。
好在涡扇-10B的收工，标志着我国航空发动机终于补完了这艰难的一课。从此之后，包括歼-11后续型号和歼-16等战机，都将获得一颗智能的“中国心”，同时还有14吨级的澎湃动力，怎能不让人振奋？
而这对于还在等待涡扇-15的歼-20来说，更是好消息。为了练就“太行”，我们不惜牺牲歼-11B的进度，为的就是在下一代隐形重型战斗机上不再重复这一过程。实现“飞-火-推”一体化的歼-20后续型号，其飞行性能和战斗力都将获得极大的提高。

一种采用轴对称矢量方案的歼-20模型

一场长达数十年的补课，历经数十年的辛酸，我们终于可以平静地说一句：“中国航空发动机，就要行了。”