在今年的珠海航展上，官方公开了歼-20隐身战斗机换装国产发动机的消息。在此之前，歼-16在赴俄罗斯参加军演时，就已公开展示了换装的新型国产发动机，而歼-10C的最新批次，也搭载了同型号国产发动机。这样，被称为“空军三剑客”的三款战斗机，如出一辙都装备了同一款国产发动机。一般认为，这款发动机就是国产涡扇-10的最新改进型号。能够“三机”通用的涡扇-10，从侧面印证了自身的不凡性能，实际上，这款发动机的核心技术，来源于很久以前从美国获得的CFM-56发动机，正是由于优异的CFM-56核心机，最终为涡扇-10在30多年后的大获成功奠定了基础。
当时歼-20换装国产发动机的消息堪称石破天惊
大约于1978年，我国正式启动第三代涡扇发动机的预研制。由于当时国内自主研发的第二代涡扇发动机涡扇-6，在技术上并没有取得突破性进展，性能也并不成熟。因此，直到1982年歼-10开始早期理论研究时，国产第三代涡扇发动机的发展仍然非常缓慢，以至于相关单位在迟迟得不到可靠动力后，曾提出一个使用涡喷-15发动机暂时上机的方案。所谓涡喷-15，是国内在获得的米格-23搭载的R-29涡喷发动机基础上，仿制而来的国产型号。由于涡喷发动机技术相对简单，国内设计、制造经验也比较丰富，因此涡喷-15性能相对成熟，当时也基本可用。在当时国产第三代涡扇发动机长期拖延的情况下，先使用涡喷-15作为过渡，等待后续先进发动机成熟再行更换，从表面上来说，也不失为一个可行的方案，但这个方案遭到了军方的强烈反对。
国产涡扇-6发动机
一方面，涡喷发动机对第三代战斗机来说，重量过高且推力不足，油耗又非常大，因此带来了一系列负面影响。事实上，全球第三代战斗机中，唯一使用涡喷发动机的型号，是美国当时推出专供出口的F-16/79，其后缀的“79”，就来源于其为出口时降低性能所搭载的J-79涡喷发动机。但这个被外界嗤之以鼻的型号，由于性能下降得过于严重，与真正的F-16几乎是天壤之别，始终没有获得任何国家的订单。除此之外，即使是法国幻影-2000，这款公认动力比较薄弱的型号，仍然比较勉强的使用了M-53单轴式涡扇发动机（这是全球唯一量产的单轴式涡扇发动机）。
早期幻影-2000的发动机性能差强人意
另一方面，在1984年之后，苏联米格-29战斗机逐渐成熟，原来打算由歼-10搭载涡喷-15，用以应对米格-23的计划难以为继。因此，歼-10不得不再次明确搭载先进涡扇发动机的规划。在1987年，与歼-10配套的涡扇-10正式立项，而其核心技术来源，正是从美国获得的CFM-56发动机。CFM-56这个编号听起来有些陌生，但与其使用同一核心机的军用发动机却不在少数，其中最知名的，当属美国海空军批量装备的F-110系列发动机。
米格-29一度是新的威胁
F-110早期主要用于F-16战斗机，在1984年美国空军明确“发动机双承包商”的原则之后，也有一定数量的F-110供应给F-15的生产（主要是后期的F110-GE-129型）。而美国海军的F-14战斗机，在1987年之后生产的升级型号F-14B/D，更是全部换装F110-GE-400发动机，并因此解决了此前动力不稳定造成的事故频发问题。此外，F-110在去除加力燃烧室之后，衍生的又一改进型号被称为F118-GE-400，是美国B-2隐身轰炸机的动力来源。可以说，在美国海空军四种主力型号上应用多年的F-110发动机，不仅证明了自身性能的先进可靠，也充分展示了CFM-56核心机的优异性能。因此，从某种意义上来说，国内涡扇-10的技术起点确实非常高，但由于当时国内薄弱的技术基础，这也意味着将遭遇无数的坎坷与困难。
应用在B-2上的F-110发动机足够优秀
从1987年到1993年，涡扇-10花费6年完成了早期验证机的论证，但这仅仅是涡扇-10发展的第一步，距离真正上机还有万里之遥。然而，当时歼-10战斗机的研发比较顺利，考虑到涡扇-10基本已不可能赶上歼-10的进度，动力的缺失已经开始危及歼-10项目发展。因此，相关单位决定以引进的苏-27SK搭载的俄制AL-31F发动机，作为歼-10的早期动力完成过渡，后期再搭载涡扇-10。实际上与80年代先用涡喷-15，后用涡扇-10的“两步走”战略有些类似，只不过是将涡喷-15换成了俄制AL-31F。但当时没有人想到的是，原本打算用来过渡的AL-31F，实际装机时间长达20余年，以至于涡扇-10装备到歼-10都是很久之后的事情了。
苏-27的引进带来了AL-31F发动机
在确定俄制AL-31F作为歼-10早期的动力之后，设计单位对歼-10进行了一定改进。主要是由于AL-31F比涡扇-10长出约0.4米，对歼-10原本为涡扇-10准备的结构进行一定调整，包括加长主翼弦长，将机翼后缘改为前掠，并加大了垂尾、增加了双腹鳍，基本消除了AL-31F带来的影响（歼-10实际搭载的AL-31FN发动机，还将机匣从上方改到下方）。在这种情况下，歼-10在1998年成功首飞，并在2004年进入小批量生产。然而，在失去歼-10作为载机之后，涡扇-10的发展却遭遇了一次重大挫折。
涡扇-10B发动机试车
在当时的科研环境中，涡扇-10本身就是作为歼-10战斗机的子系统存在，在暂时失去搭载歼-10的可能性之后，虽然规划中还会继续上机，但获得的资源和重视程度已不可同日而语。然而，当时涡扇-10的性能，又确实不能满足歼-10的需求，已经不可能让歼-10继续等待涡扇-10成熟。正当涡扇-10面临停止发展的结局时，国内启动了苏-27战斗机的仿制计划（也就是歼-11A），为涡扇-10带来了新的曙光。
由于仿制的歼-11A是一款双发重型战斗机，对发动机的可靠性要求低于歼-10。因此，技术还未成熟的涡扇-10获得了在歼-11A上装机试飞的机会。先是在一架原装的苏-27SK上装机，在确认基础安全性之后，又将两台涡扇-10装到一架歼-11A上实机试飞，终于解决了涡扇-10缺乏载机的问题。经过前后4年多的试飞之后，涡扇-10基本完善了早期存在的不足，最终在2004年左右正式定型，但这时的涡扇-10，却并没有搭载到这一阶段生产的歼-10A身上。
歼-11A只是搭载涡扇-10试飞，并没有批量装备
一方面，国内设计单位为歼-10A搭载AL-31FN，已经进行了大量的准备工作，再换回涡扇-10，必然会带来相当多的浪费。而更重要的是，当时曾在一架歼-10原型机上，搭载了较为成熟的涡扇-10进行试飞，但表现并不出色，试飞员对涡扇-10的评价也不是很高，与当时极度缺乏先进成熟战斗机的需求不符。因此，涡扇-10在初步定型之后，并没应用到歼-10A的生产之中，反而在后期的完善过程中，逐渐与基本完成国产的歼-11B走到一起，于2008年初正式加入空军服役。未曾想，却迎来了涡扇-10实装后的故障高峰期。
歼-11B才是第一款批量装备涡扇-10的型号
在歼-11B入役之后，空军曾一度对于这种基本完成国产化的，重型战斗机有很大期待。但由于歼-11B工期非常紧，或多或少的存在一些小问题，再加上涡扇-10虽然经过前后近8年的装机试飞，但国内当时的技术水平本身就比较薄弱，以美国CFM-56发动机为核心技术来源后，涡扇-10的性能定位较高，应用了包括对转涡轮、复合材料机匣、可调截面喷口在内的一些新型技术，导致其加工制造难度很大。
虽然在实际量产过程中，为确保发动机可靠性，国内对一些新型技术进行了消减，但国内此前几乎没有自主生产先进涡扇发动机的经验，一次性跨入到三代涡扇发动机后，遭遇了来自方方面面的难题。因此，空军在歼-11B的早期使用过程中非常勉强，但好在涡扇-10已基本完成开发，歼-11B也没有出现不可挽回的重大损失。出现的种种问题，由军方、生产厂家、设计单位三方合作，通过细致而缜密的工作基本得到解决，最终在2012年前后推出了改进的涡扇-10A。
双座的歼-11BS对涡扇-10A的出现起到了很大作用
关于这款发动机，国内在使用数年之后，官方对其作出了评价：总计400多台的涡扇-10A，在前后5万多小时的使用过程中，从未因为设计、性能原因造成重大损失。这是国产高性能航空发动机里程碑的事件，意味着国产航空发动机的技术水平和可靠性，终于达到了较为理想的程度。客观的来说，涡扇-10A的技术相比于涡扇-10并没有太大提高，主要是解决了可靠性、可维护性和稳定性的问题，整体性能也只能说基本达到了歼-10A使用的俄罗斯AL-31FN。但即使如此，当涡扇-10A成熟时，却依然没有装备到已经开始生产的歼-10B。
歼-10B依然使用AL-31F发动机
一般来说，一款战斗机在后续改进过程中，会不可避免地带来重量上升的问题，因此，为保证战斗机性能不会损失太多，往往也会相应增加发动机推力。而涡扇-10A虽然达到了AL-31FN的技术水准，但改进的歼-10B对发动机提出了更高的要求，这并不是涡扇-10A所能满足的。更何况，歼-10B装备的AL-31F-M1型发动机，除了推力增加之外，还搭载了全权限数字式控制系统（FADEC），能实现飞火推一体化，可以非常精密的控制动力输出功率，对战斗机的稳定性和机动性有极大提高。
涡扇-10A与歼-10A装备的AL-31FN在同一水准
因此，性能基本成熟的涡扇-10A，虽然继续应用于歼-11B/BS的生产，甚至还应用到歼-15早期的验证试飞（量产型歼-15搭载的仍然是AL-31F-M1发动机），但却与歼-10B的量产擦肩而过。而相关单位并没有气馁，在推出涡扇-10A四年之后的2016年，同样推出了具备全权限数字式控制系统的涡扇-10B。从整体技术水平上来看，涡扇-10B基本达到了俄制AL-31F-M1的水准（使用寿命依然存在差距）。但由于涡扇-10B量产时，歼-10B已经停产，之前涡扇-10A应用的歼-11B/BS的生产也进入尾声。因此，从理论上来说，涡扇-10B的装机对象只有一个，那就是在在歼-11BS基础上，发展而来的歼-16多用途战斗机。
歼-15的一架原型机曾搭载了涡扇-10A
但官方从未公布歼-16搭载的发动机具体消息，外界只能从外购的AL-31F-M1数量猜测，早期歼-16搭载的应该就是涡扇-10B。而同一阶段生产的早期歼-10C和早期歼-20，主要是继续搭载来自俄罗斯的AL-31F发动机。直到2021年中，歼-16前往俄罗斯参加军演时，外界才惊讶的发现，其已换装最新型国产发动机。一般认为这应该是在2020年，刚刚推出涡扇-10最新型号（有舆论按照正常研发顺序，将其称之为涡扇-10C，但目前并没有获得官方认可）。而更令人激动的是，歼-20与歼-10C在这之后，也都换装了涡扇-10最新型号。
搭载新型国产发动机的歼-16
对歼-20隐身战斗机来说，来自俄罗斯的AL-31F后期型号性能可靠，推力尤其是加力推力相对较高，比较适合歼-20对于高性能发动机的需求。但其最终应用了涡扇-10最新型号，意味着涡扇-10最新型号的性能，已经超越了AL-31F-M1，基本达到AL-31F最新型号，也就是117S型发动机的水平，只是目前尚未搭载矢量喷管。
来自俄罗斯的苏-35搭载了矢量喷管
而最新批次生产的歼-10C搭载涡扇-10，更是有着非常重要的意义。一般来说，双发战斗机对发动机的可靠性要求，要低于单发战斗机，毕竟有着复数保险。但是当国内在大规模生产的歼-10C单发战斗机上，大规模应用涡扇-10，表明空军已经认可了涡扇-10的可靠性，使得这款曾经为装备歼-10而研发的发动机，在立项研发34年之后，终于搭载到歼-10身上，完成了诞生时就肩负的使命。
最新批次的歼-10C已经搭载涡扇-10
总的来说，国内通过涡扇-10发动机的发展和完善过程，掌握了先进航空发动机的设计、制造和改进的全流程。不仅为歼-20、歼-16、歼-10C的大规模生产提供了稳定可靠且性能较为先进的动力，避免了可能来自其他国家的掣肘。还以涡扇-10的核心机为基础，为国产运-20装备的新型发动机提供了技术支持。更重要的是，在涡扇-10发展过程中，建立了一整套先进发动机研发体系，为未来真正和歼-20配套的涡扇-15高性能发动机发展，奠定了技术基础，同样也是国内航空发动机更进一步不可或缺的基石。从这一点来说，虽然涡扇-10最新型号的技术水平，比起俄罗斯117S还有一定差距，尤其是没有矢量喷管，但对于中国航空工业的意义，远比引进24架苏-35时获得的117S发动机，要重要的多。
星空军事 2021-12-07 0