挽救歼10和涡扇10,断轴19次,寿命仅900小时,AL31FN在中国的功与过
有一款涡扇发动机在我国航发从涡喷到涡扇过渡,战斗机从二代到三代蜕变的进程中起到承上启下关键作用,它就是AL31FN,其引进对中国航空发动机乃至航空工业的顺利发展都起到了决定性的作用,但其设计缺陷决定了AL31FN并不是一款经典的涡扇发动机,远没有其装机对象苏27成熟完善。

那么AL31FN在中国的功与过如何评价呢?其历史作用主要表现在两个方面:
首先,AL31FN对中国最大的价值在于关键时刻挽救了歼10A。在引进苏27之前,我国本来是打算用涡喷15,即R29-300的仿制版作为歼10的过渡动力,但与AL31F相比,R29-300的推重比差了接近1,压比仅13,AL31F达到了23,巡航状态油耗达0.83千克/千克力每小时,几乎全面落后。若采用涡喷15,歼10A的鸭式布局、电传飞控、静不安定等先进设计就很难发挥出应有的效能,届时,歼10A充其量也就是F16-J79的水平。

其次,AL31FN为涡扇10的成熟赢得了时间。成熟可靠的AL31F装备歼10A和歼11A后,极大减轻了涡扇10“一发托两型”的压力,使其研制计划可以按部就班的从容展开,无论是早期的预研、材料工艺,还是部件与整机的试制与测试,都做得很扎实,最终使涡扇10发展成了一个大家族。如果没有AL31FN,在“一发托两型”和沉重的国防压力下,难保涡扇10不会被迫修改指标或不切实际的加快研制进度,那结果就难以预料了。从这个意义上说,AL31FN也挽救了涡扇10。

但AL31FN自身的缺点也是很明显的,这主要表现在以下两个方面:
首先,AL31FN的支撑系统存在很大的设计缺陷。根据相关资料,发动机的推重比达到7,战斗机整机的推重比才能达到1。也就是说,AL31FN达到7的推重比,苏27的推重比才能达到1。为了在材料工艺落后于西方的情况下提高AL31FN的推重比,苏联不惜以牺牲其支撑系统和润滑系统的可靠性为代价减重,但最后AL31FN的推重比也是只达了6.9,只能算是勉强达标。虽然AL31FN支撑系统和润滑系统可靠性差的缺点在苏27、歼11A这类双发战机身上表现得不明显,但在单发的歼10身上却充分暴露了出来。据航空工业出版社公开发行的《三型涡扇发动机故障模式与机理分析及预防技术》一书透露,国内服役的AL31FN,仅断轴事故就至少发生了19起,造成了严重的人员和财产损失。

其次,AL31FN的寿命非常短,显著增加了后勤压力和使用成本。同样是为了减重,苏联在仅采用定向凝固合金材料且工艺相对粗糙的情况下,却为AL31F设计了单级高低压涡轮。美国F100发动机在只有3级风扇的情况下都设计了2级低压涡轮,而有4级风扇的AL31FN却只设计了1级低压涡轮,且为了提高定向凝固合金的耐高温性能,AL31FN还设计了非常复杂的空心冷却结构,这又使得涡轮叶片的强度进一步降低,导致AL31FN的寿命只有900小时,而歼10A的寿命却达6000小时,这意味着歼10A全寿命要换6-7次发动机。好在我国的5719厂突破了发动机涡轮叶片的再制造技术,将AL31FN的寿命提高到1500小时,但还是不够长。

最后需要强调的是,我国之所以未能仿制AL31FN,很大程度上是因为俄罗斯出于保密和垄断中国市场的目的,拒绝向中国转让AL31FN的技术和相关资料,导致仿制工作很难开展。否则,涡扇10的命运就难说了,就是步涡扇6的后尘也不奇怪,从这个角度看,幸亏俄罗斯没有向我国转让AL31FN的技术资料,否则,就没有涡扇10“破釜沉舟”的研制决心了。

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