T-50的換“心”之術

　　新聞提示

　　發動機是飛機的心臟，是戰機性能的動力之源。近日，有消息稱，俄羅斯新一代發動機“30型”將成為第五代戰機T-50的標配，性能比第一階段“117型”優越15%-18%，裝配“30型”發動機的T-50將迎來新的生命。俄羅斯總統普京曾自豪地說：“T-50在機動性、武器和航程上都將優於主要競爭對手F-22。”

　　回首俄五代機發動機的發展歷程，幾多歡喜又令人堪憂，從設計之初的躊躇滿志，到研制階段的枝節橫生，直至“30型”的姍姍來遲，可謂吊足了世人的胃口。“30型”發動機到底有何獨特優勢？目前發展到什麼階段？未來前景如何？本文為您一一解讀。

　　亮點頗多 推出矢量

　　王牌戰機的賦能器

　　美國F-22“猛禽”戰機以前所未有的“4S”理念引領了五代機發展的潮流。然而，“4S”理念的難度與風險巨大，動輒數百億美元的投入讓不少國家望而卻步。對於俄羅斯而言，在T-50的設計理念中劍走偏鋒，依托長期對機動性與速度的追求，在傳統的技術強項上更加突出超音速巡航和高機動性。

　　如此追求超音速巡航與超機動性能的T-50，必須擁有超一流的“心臟”，才能起到“好馬配好鞍”的最佳效果。飛機發動機的核心是高壓渦輪，為此“30型”發動機採用耐高溫的鎳合金葉片，升級新一代壓氣機技術，並大量採用提升發動機壽命的新型復合材料，包括新的單晶鑄造技術、更多陶瓷與陶瓷合金的應用等。俄羅斯對外宣稱，“30型”發動機的單位重量比第一階段發動機“117型”輕30%，壽命周期費用低近三分之一，其他性能如燃油消耗率、散射面積也都有了顯著提升。“30型”發動機在巡航狀態下推力達到107千牛，加力狀態下為176千牛。除此以外，“30型”發動機加裝了全權限數字式電子控制系統，相對於傳統俄系發動機的液壓機械控制，該系統可以通過修改軟件來實現發動機的最佳控制，不僅精度高，而且可靠性更強，易於實現與飛機控制的一體化，有效降低燃油消耗和維護成本。

　　“30型”發動機最大的亮點是推力矢量控制，在矢量推力技術的探索中，俄羅斯並沒有一味地依照美國的技術模式，而是另辟蹊徑，獨創性地採用了噴口轉向技術。莫斯科航展上加裝“117型”發動機的T-50已經用精彩表演向外界詮釋了超凡的機動性，一旦換裝“30型”發動機，T-50的機動性將更上一層樓，不僅可以確保近距空戰中的靈活性，而且在超視距攻擊中提供優越的機頭指向和目標鎖定能力。在“發現即擊毀”的現代空戰中，誰能優先鎖定目標就意味著勝利，從這個意義上講，“30型”發動機所賦予的超機動性將成為T-50這一空中王牌的力量倍增器。

　　奮起直追 先易后難

　　背水一戰的翻身仗

　　起始於二戰后的美蘇（俄）戰機的“瑜亮之爭”，隨著F-22的完勝而失衡，出現了難以逾越的“代差”，F-22首飛比T-50整整早出十幾年，俄羅斯的窘境可見一斑。30多年前，蘇-27正式服役，當前迫於奪取制空權的壓力，俄羅斯新型發動機計劃正大步追趕。

　　夢想是豐滿的，現實是骨感的，“30型”發動機始終處於漫長的改進研發之中。然而，俄羅斯的強軍目標迫在眉睫，T-50的交付不容拖延。為此，俄羅斯務實地採取了“先解決急需、再實現長遠”的兩步走發展戰略。計劃先以AL-41F的技術改進AL-31F發動機，AL-31F是蘇-27戰機的專用動力裝置，而AL-41F作為五代發動機的預研技術在90年代初便達到設計指標並完成官方試驗。改進后的型號為AL-41F1，又稱“117型”，已裝備至蘇-35S等俄4++代戰機，並作為第一階段的過渡型發動機用於T-50的原型機和初始型。隨后，再以成熟的技術發展第二階段五代發動機，用於T-50量產型。

　　“30型”發動機最初由莫斯科禮炮機械制造生產公司與留裡卡“土星”科研生產聯合體進行競標，后經航空工業的兼並改組，演變為聯合發動機公司與莫斯科禮炮機械制造生產公司之間的合作，由留裡卡“土星”科研生產聯合體設計主導，11家公司合作開發，其中克裡莫夫設計局主導矢量噴口，馬達公司負責低壓壓氣機，阿維達維格特爾發動機公司負責加力燃燒室，留裡卡“土星”科研生產聯合體則負責高壓壓氣機、控制系統及噴口隱身處理等。俄羅斯以“30型”發動機為牽引，拉動與優化整個航空發動機制造體系，從困境中起步，展現出俄羅斯航空工業強大的創新能力。

　　差距尚存 充滿變數

　　喜憂參半的荊棘路

　　動力強則航空強，航空強則空軍強。“30型”發動機凝聚著數代人的夢想與希望，更是俄羅斯背水一戰、打贏翻身仗的國之重器。它的問世使T-50戰機擺脫了長期困擾的“心臟病”，為俄奪取未來制空權的斗爭注入了一支強心劑，俄羅斯昔日航空大國的風採隱隱重現。

　　雖然“30型”發動機取得了跨越式發展，但仍是在拼命趕超。冰凍三尺非一日之寒，俄美之間多年形成的差距並非一朝一夕能夠彌補。即使傲視全球的美國，也未曾懈怠，美國空軍和工業部門自1987年開始進行“綜合高性能渦輪發動機技術”的發展計劃，到2000年前后基本完成。為了未雨綢繆和不斷突破，后繼計劃“通用經濟可承受先進渦輪發動機”早在2003年便由美國空軍實驗室及其工業伙伴通用電氣、普惠公司發起。自適應變循環技術項目是該計劃的核心，發展理念由片面追求大推比轉為提升燃油效率和更好的速度適應性，使下一代戰機可以通過更改配置實現任意速度、高度點的最高效率，這項技術被認為是航空發動機發展史上又一個重大裡程碑，意義相當於渦噴發動機向渦扇發動機的跨越。

　　與西方相比，俄冬眠已久的軍工體系尚未真正激活，俄系發動機一貫缺少細節上的精雕細刻，“30型”的可靠性乃至使用壽命仍有待考察。面對航空發動機這一有名的“吞金獸”，如今俄羅斯由於受到西方制裁以及油價大跌，經濟形勢嚴峻，長期與烏克蘭緊密合作的航空發動機項目也面臨諸多障礙，使俄軍備經費捉襟見肘，T-50的研制經費也遭大幅削減，俄空軍原定2020年前生產52架的計劃已經縮水到12架。可以預見，“30型”發動機的未來發展之路仍然荊棘密布、任重道遠。

　　上圖：俄羅斯T-50戰機。

　　版式設計：姚 通

(來源:解放軍報)