不只殲20需要,太行發動機淘汰烏克蘭燃機,登島作戰沖灘也要出力
國產太行發動機已經成為國產作戰飛機主要動力系統,成績輝煌。太行系列發動機最早在殲-11B上實現裝機,隨后滿足了殲-10C、殲-16乃至殲-20的動力需求,可以說是撐起了國產戰斗機航發的半壁江山。許多人不知道的是,太行發動機在另外一條戰線也在高歌猛進,這就是航改燃氣輪機。
在最近開幕的中國國際裝備制造業博覽會上,太行家族幾乎全部到齊,除了此前曝光的幾種為戰斗機設計的型號,還有太行發動機衍生出來的燃氣輪機。這也揭示了一個少為人知的事實,太行發動機已經不僅僅止步于戰斗機動力,而是已經向著多領域發展。
國產太行改燃氣輪機研制成功為國產水面艦艇、發電、天然氣等等提供了先進、可靠的動力系統。有消息說,在太行發動機基礎上發展的QC70型7兆瓦級燃氣輪機,已經裝備在國產726A型氣墊登陸艇上面,讓國產氣墊登陸艇擺脫了對烏克蘭燃氣輪機的依賴。
【資料圖】
航空發動機與燃氣輪機存在很大的通用性,從本質上來講,燃氣輪機相當于一臺渦噴發動機。因此在航空發動機基礎上發展燃氣輪機,已經是相當成熟的一種做法,具備技術風險低,容易控制成本和價格、維護保障方便等優點。例如我們熟悉的美制LM2500燃氣輪機,就使用了TF39渦扇發動機的核心機,美軍DDG-1000大型驅逐艦和英軍伊麗莎白女王級航母使用的MT30燃氣輪機,則是羅伊斯·羅爾斯公司遄達800大涵道比渦扇發動機的衍生型號。
當然航空發動機改燃氣輪還是存在一定難度的,尤其是船用燃機。艦船運用環境與飛機存在明顯區別,更加強調低工況條件下的熱效率和操縱性,同時還要求在高濕、高鹽等環境下長時間可靠的工作。因此航空發動機改燃氣輪機需要對低壓級進行全面設計和完善,以便燃氣輪機能夠在惡劣環境下長時間、可靠的工作。有的時候甚至要重新設計低壓級,以便讓燃氣輪機能夠實最佳的狀態工作。
太行改燃氣輪機主要有兩個途徑,一個是在太行基礎上直接發展國產燃氣輪機。根據相關資料,我們首先在太行基礎上發展了QC185燃氣輪機。QC185燃氣輪機最大功率為18MW,熱效率為37.2%,這些指標接近了LM2500早期型的水平,能夠滿足國產中型水面艦艇的動力配套。
在QC185燃氣輪機基礎上,我們又發展了縮小型QC70,也就是現在的太行7,主要為國產氣墊登陸艇配套。由于功率減少,太行7的核心機空氣流量減少小,渦輪前溫度降低,這樣就讓太行7燃氣輪機工作更加可靠、平穩,可靠性更好。太行7燃氣輪機研制填補了國內小功率燃氣輪機空白,解決了國產氣墊登陸艇缺乏自主發動機的問題。太行7燃氣輪機投入使用之后,深受用戶好評,部隊對它的評價是綜合表現優于進口發動機。
還有就是利用太行發動機獲得的技術成果,對國產燃氣輪機進行改進。太行發動機研制過程之中國內技術人員攻克了一系列技術難關,獲得了豐碩的技術成果,包括單晶葉片、粉末合金、整體渦輪盤、發動機數字式全權限控制系統(FADEC)等等,這些系統轉移到其他國產燃氣輪機上面,有效提高后者的性能。例如國產太行25燃氣輪機,也就是大名鼎鼎的QC280燃機,就是在國產艦用CGT25燃氣輪機基礎上發展而來,通過一系列新技術和材料運用,整體性能得到明顯增強。
太行改燃氣輪機成績顯著,也為國產燃氣輪機產業發展積累了寶貴的經驗。隨著國產水面艦艇的發展,國民經濟發展需要更加綠色、低碳,國產新一代燃氣輪機研制需要提上日程。太行發動機畢竟是國標三代航空發動機,我們現在使用的CGT25燃氣輪機原型機是蘇聯上世紀80年代產品,技術潛力已經挖掘完畢。
不過以渦扇-15為代表的國產新一代航空發動機已經接近成熟,我們可以利用渦扇-15等航空發動機的核心機,加上太行改燃氣輪機的經驗,發展國產新一代燃氣輪機。新一代燃氣輪機重量更輕,體積更小,效率更高,實現從簡單循環向復雜循環升級,以提高工作效率,降低油耗,這樣可以滿足國產新一代水面艦艇配套需要。
同時在渦扇-15等航發的基礎上,還可以發展國產新一代工業燃氣輪機,替代國內進口的工業燃氣輪機。從俄烏戰爭經驗來看,即便民用燃氣輪機在有些情況下也會被斷供,俄羅斯就是前車之鑒。因此我們要未雨綢繆,從現在起抓好進口燃氣輪機國產替代,以備不時之需。
從整體來看,隨著國產航空發動機技術進步,國產燃氣輪機也跟了上來,為國產水面艦艇、發電、天然氣等行業提供了充沛的動力保障,降低了對進口發動機的依賴,避免受制于人。
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