三:歼-10对发动机带来的要求苛刻,远远超出AL-31F设计预想
和苏-27相比,歼-10平台的不同除了单发动机以外,这种后期型三代机还异常的强调高敏捷飞行。高敏捷飞行的内容有很多,但通俗的解释起来就是通过允许、鼓励飞行员进行更粗暴、更狂野、更猛烈的极端性操纵,把飞机的机动性发挥到极限。
歼-10对发动机的负荷比苏-27要重
比如在进入、退出大过载状态方面,高敏捷飞机的速率就要大得多——早期三代机需要3-4秒才能从平飞状态进入到极限机动状态,或者从极限机动状态退出,而高敏捷飞机只需要2秒甚至更短。F-14、F-15、苏-27这样的早期三代机滚转性能都比较差,而歼-10这样的飞机设计指标上不仅最大滚转速度要达到270~300度/秒这样的人体耐受极限;而且尤其强调在最短的时间内达到最大滚转速度并急剧退出的能力。
这种设计对飞机的气动、控制和结构都有着很苛刻的要求。主持歼-10试飞工作的周自全就曾经在阐述结构试飞工作时评论:“与纵向阶跃操作一样急剧滚转加上急剧制动是对飞机结构最严格的考验”。这样的评价又何尝不适用于发动机,然而正是在这一方面,AL-31F表现是不合格的,尤其是在歼-10平台上。
在发动机的寿命标准中,时间其实是一个很宽松的标准,真正的要害在于使用强度。比如美国F100发动机最初服役时突然爆发的大面积故障,以至于引起F-15群体趴窝,就是因为发动机在实际使用中的强度远超过设计者的预想。F-15飞行员在高机动飞行中反复的频繁推拉油门杆,使发动机在各种过载变化、恶劣进气条件下的转速和温度都处于反复的剧烈变化中;使发动机部件承受的多变应力循环数达到设计标准的数十倍。
对于苏-27,AL-31F不仅故障率相对较低;而且由于采用了双发布局,即使一台发动机出现故障,仍有另一台发动机为其分担负荷。这使AL-31F即使出现降转,发展到彻底失去动力的过程通常也较为缓慢;即使出现空中停车,飞行员仍有很大可能性依靠单台发动机返航。这也是俄罗斯人不太在乎AL-31F润滑可靠性缺陷的原因——反正他们本国没有装备使用该系列发动机的单发机种。
俄罗斯苏-27战斗机采用双发,对发动机可靠性缺陷敏感性低
但歼-10作为单发机来说,它本身对发动机形成的负荷就要高于双发机;而作为强调高敏捷飞行的机种,歼-10飞行员对于发动机的操作频繁程度、发动机遭遇各种不利飞行状态的次数和时间都比苏-27更高的多。这些因素的耦合作用,使AL-31FN发动机在歼-10平台上遭遇到的工况要比苏-27远为恶劣,寿命消耗快、故障爆发多实际上是必然的结果。
同样的道理也适用于太行发动机在歼11平台和歼-10平台中的装备情况。中国是一个讲政治、讲形象的国家,虽然曾经在第一时间就被科工委所否决,但太行发动机仍然是应歼-10研制而安排的配套型号。这种背景下只要是歼-10系列还没有停产,那么装备歼-10进行服役并能够完成等同于AL-31FN发动机强度的战备训练,就是证明太行发动机真正达到实用水平的唯一证明标准。
歼-10B 1035号原型机安装了太行发动机
