从中国研发垂直起降战机浅谈STOVL发动机.第三篇

万磁王

神鹰振翅飞，清波自在垂——从中国研发垂直起降战机浅谈STOVL发动机.第一篇

神鹰振翅飞，清波自在垂——从中国研发垂直起降战机浅谈STOVL发动机.第二篇

神鹰振翅飞，清波自在垂——从中国研发垂直起降战机浅谈STOVL发动机.第三篇

原作者：兵器迷的天空



　　在第一篇和第二篇中，我们聊过了STOVL推进系统的技术路线和关键技术。
　　这一篇，我们回归到中航工业3月20日的新闻。古语说“闻弦歌而知雅意”。最后的问题就是，这则新闻背后的雅意是什么？
　　前两篇以事实为主，而这一篇具有较强的主观性。所以才更需要前两篇的事实作为这一篇的基础，否则就会天马行空，成无根之水。即便如此，下面的解读估计也会引起很多争议。兵器迷先抛砖头，然后请大家一起斗地主。
　　各位看官，请细读中航工业此次新闻稿中的两句：“短距起飞/垂直降落飞机推进系统项目（简称“短垂项目”）是针对提高海军两栖作战能力，填补该类作战武器装备空白而进行的探索项目”。“成发与中航空天发动机研究院就短垂项目加工合作举行签约仪式，签署风扇部件合作协议”。

　　熟悉咱文章风格的朋友，知道喜欢咬文嚼字的兵器迷，又要钻牛角尖了。

万磁王

兵器迷的解读是：

一、是“探索项目”，而非“研制项目”；是“推进系统项目”，而非“战机项目”
　　探索，比研制具有更高的不确定性，显得非常遥远。探索的意思是：方向不明确，即允许研究的过程中发生方向错误——在科学探索上，发现一扇不能打开的门与发现一扇能够打开的门，具有几乎同样重要的意义。而研制，或者预研，则是为了一个已经相对明确的方向和目标做研究或做准备。二者之间有微妙的差别。如果这是中航工业的明确定义，那么官方显然为这种“探索”的各种结局都预留了足够的空间。
　　从前篇的技术进展示例看，中国STOVL的研究，特别是升力风扇和驱动结构的研究，似仍处在理论研究阶段。细读这些资料，你会发现，基本是以美帝升推分立，以推带升为模板的：作战模式，技术线路，设计目标，甚至部分实验数据，也是和波音洛马去对标。而且，这些研究大多停留在理论设计和数值模拟上。
　　在这样多的层面上，我们都还是跟踪、模仿和验证，创新还只是细节上的，局部上的，甚至纸面上的。而美帝参考雅克和鹞式的同时，自己做了多少创新，从前两篇已大体可循。由此可见，中国与美帝差距有多大。有人说我们发动机只差10年，咳咳……

F-35的升推分立、以推带升模式已经很成熟了

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　　基础理论研究的下一个阶段，应当是实验验证阶段，即通过实验和试制，去验证理论、验证设计、验证技术。这一次的风扇部件合约，看起来像是这个意思。
　　最后一个阶段，才应该是型号验证阶段，这个时候，才会有STOVL推进系统真正的验证动力机型。
　　细心的读者从第二篇谈到的具体信息，不难评判兵器迷下面的估计：
　　对于风扇和驱动结构：中国尚处于理论研究阶段的末段，和实验验证阶段的开始。
　　对于矢量喷管：中国在这方面（包括三轴承矢量喷管）功夫下得很早，已经处于试验验证阶段。

国产轴对称矢量喷管测试图

　　对于巡航主发动机：中国WS10G和WS15装机测试的消息不断，已经处于型号验证阶段，是进展最快的。但将现有机型转化为STOVL动力时，不是简单的将发动机拼接上升力风扇就OK了。而是必须结合升力风扇的设计，大幅度进行发动机低压风扇、低压涡轮的修改，并提高涡轮前温度，才能为STOVL各种工况提供足够的发动机总升力。考虑到WS15尚未成熟，估计中国现阶段还是以WS10G作为升力风扇的低压段改进型比较现实。（对此第二篇已有一处描述可见端倪）当然，这个改型的工作量也是很大的。
　　可能正是因为如此，为了缩短研制时间，国内某所提出了简化适配方案。即只修改发动机的低压涡轮，并将涡轮前温度提高45K。按照这样的设计，不用修改风扇和核心机，基准发动机的总升力可以提高到15.51吨。即便如此，修改工作也不是一朝一夕的事。
　　同时，兵器迷怀疑这个简化方案的有效性。因为总升力比整个低压段修改的方案低了1.8吨，比F135甚至低了2.3吨左右。升力不足又要短垂机动，可能的办法是：
　　A：降低载弹量。但F-35B的载弹量就够羞涩了，中国STOVL如果再低往裸奔方向去了。
　　B：降低载油量。但F-35B的任务剖面已经很小了，中国STOVL如果再低就往模特方向去了(走台几步亮了相就得往回走)。
　　C：降低机动性。但F-35B才1.6马赫7G，中国STOVL如果再低就往运输机方向去了。
　　因此这个简化适配方案，就算可以让战机飞起来，也很难实现任务目标。
　　对于全权限数字式发动机控制：由于上述三部分硬件的进展不一致，因此FADEC控制率的入参并不完整，也就难以保证回参的全效。保守的看，巡航版FADEC控制率已经初步完成；乐观的看，巡航+轴对称矢量喷管版也可能初步完成。但未来需要进行升力风扇和三轴承喷管加入后的大幅度升级，其难度将不是一个数量级的。
　　基于这样的估计，才有新闻当中的“探索”二字，即便是“探索”，也只是“推进系统项目”的探索，而达不到“STOVL战机项目”的探索。如果军迷们的目标，就是STOVL战机，那么这种战机中国是否要造，此刻看来还未有一个确定的回答——这要看“推进系统项目”的“探索”结果。
　　果真这样也不是坏事——以前中国都是飞机等动力，这次或许终于动力跑到飞机前边了，挺好。

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二、是“海军”，而非“空军”
　　对比一下，鹞式首先装备的是1969年4月的皇家空军，10年后的1979年6月才开始装备皇家海军。而中国已经明确，STOVL将首先是海军机种。只是海军的胃口也太大了，各种装备都向美帝看齐。嗯，动力、平台、弹药、信息，该追赶一定要追；但士气、骨气、锐气、勇气更不能落后。如果只学“船坚炮利”而不去“闻鸡起舞”，只有文恬武嬉而无坚钢之志，能打仗、打胜仗就会成为一句空话。

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三、是“两栖作战”而非“对海作战”
　　这二者有区别：
　　中国对海作战，主要目标是美日，航母+大型舰载机是必须的。此时舰载机的主要目的是大洋制空，第二目的是蓝水制海（反舰）。
　　而两栖作战，主要目标是东南亚、台湾，舰载机的主要目的是对地/对岸攻击，第二目的是沿海制空。
　　既然中国的STOVL用于“两栖作战”，那未来的部署平台，要么是两栖舰平顶们（省了航母部署的钱），亦或是南海现在那几个老岛新岛（省了建设大型跑道机场的钱）。当然，航母仍然要搞，只是航母的力量，就可以腾出手来往第一岛链外面投射——看来中国志不在小。

专为搭载F-35B进行优化的“美国”级两栖攻击舰

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　　当然，这是后话。兵器迷个人认为，目前东南亚两栖作战的对手偏弱，两栖作战的需求并不急切。
　　越、日、台距离中国较近，歼-11和歼-10系列是可以解决制沿海空问题的。至于对地和对岸攻击，不要说重歼、歼轰、轰-6系，就是武直（坐在平顶上）和无人机也是可以大显身手的。对越台，还不能别忘了近年来不断露脸的远程制导火箭弹，射程300公里以上的有几种？
　　菲律宾，至少现在没有空军，只有“空”军。中国只要死死攥住黄岩岛就好。礁盘150平方公里，将来适时吹填一下，不用建跑道。距离菲律宾才130公里，距离马尼拉才300公里。弄几个H-9上去，就是不错的沿海制空。
　　美日，以其在太平洋西岸的力量，中国的平顶们要想载着STOVL一路越过冲绳海槽，近岸制空和对地攻击，其前提，是已实质性消弱对手的制空权和制海权。可是这一前提如果达到了，还要STOVL作甚？
　　那么，问题来了——中国版的STOVL，干嘛用？
　　对付越菲台要用吗？对付美日管用吗？高不成低不就。反倒是歼-15的后继，隐身重四机型（这是马伟明搞电弹的最大目的），才是目海军最实惠的需求——海上拒止。
　　何谓海上拒止？兵器迷理解，就是用战略力量（二炮、航母、核潜、巡航导弹、隐身重歼）加强威慑，干扰美国在亚太的前沿部署，将对方海空力量拒于第一岛链之外，而不是把对手放进来在第一岛链内进行“两栖作战”。注意，是拒，是止，不是打。

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　　拒，止，挡，在兵器迷看来，都不是为了打。相反，倒是为了在扩张中逐步划分清楚势力范围。大家井水不犯河水，拍胸脯骂街互相比划比划都行，就是不深入接触。斗势不斗狠，这才能形成了有效的战略隔离。这样才能不打，才能不大打。真放到卧榻之侧短兵相接，很容易擦枪走火惹急了某方，结果只能近身肉搏打乱仗，反而会打得局面难以收拾。
　　再往远了说，一款兵器的发展，最大的推动力是需求牵引。
　　鹞式的初衷，是冷战时英国怕自己国土狭小，老毛子一次轰炸所有跑道都废了，希望空军有个二次反击力量。
　　雅克的初衷，是俄罗斯希望在大型弹射航母和弹射舰载机尚不成熟的情况下，作为过渡，在各类“平顶”上配备制空力量，完善中远海作战体系。
　　F-35B的初衷，比较复杂。除去军种政治、军工利益、绑定盟国市场等非装备因素外，美国的由海向陆战略也是重要原因。F-22的部署机场全球就那么几个，但如果F-35B可以随着两栖平台全球路演，那就对所有海岸国家形成了空前的军事威慑，装备三代机和脉冲多普勒体制防空体系的潜在对手，就会被隐形四代的刀尖逼到胸口，寝食难安。
　　但是，中国海军第一岛链内潜在对手不够强（不含日本），第一岛链外的对手（含日美）又太强，中国STOVL战机所谓“两栖作战“的需求方向不甚清晰。
　　这样看，STOVL推进项目也只能是探索——探索当然可以有，技术跟踪也是必须的。再说，人家海军陆战部队也要做“中国梦”嘛，呵呵。

中国海军4万吨两栖攻击舰模型，可同时起降6架10-15吨级直升机，停机坪可停放8架直升机，尾部1台升降机

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四、是“成发”而不是其他
　　与黎明、黎阳、西发等中国著名航发企业不同，成发的规模似乎不够大，航发生产历史和业绩均不突出。印象中其唯一的批产航发型号是涡喷-6，并参与过涡喷-13、岷山的型号研制。也试制过FT8工业燃气轮机。最近一次的亮眼表现，是报载2014年10月29日到12月6日，成发仿制生产的轰六DK-30发动机的国产化机型WS18顺利装机试飞测试。

　　不过，从另一个角度看，成发还是有些独特之处。

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第一：成发参与的国际航发贸易，在中国航空动力企业中较多的
　　成发与罗-罗，GE，霍尼韦尔，普惠等动力巨头均有长期合作。特别是在燃烧室机匣和叶片领域，合作范围较广。
　　早在1997年，现任中航工业董事长、时任成发总经理的林左鸣率队访问RR公司，签订了首批泰（TAY）发动机20件环形件的订单。随后双方合作至今。RR对产品质量和交付标准设立了苛刻的“差评”旗帜，大约90%的供应商都会得到双差评旗。然而，成发却在2012年3月退出了交付差评旗，6月退出质量差评旗，成为RR全球供应链中唯一退出双旗的供应商。2013年，成发开始与罗罗公司进行同步研发，实现设计与工艺并行。2014年，双方签署协议，成发向RR提供15款航发零部件，协议期8.5年，从2014年7月31日至2022年12月31日。根据RR订单量推算，协议总额约为29461万美元。
　　成发与霍尼韦尔的合作始于2006年。2007年双方正式开始合作。2012年、2013年和2014年，成发连续3年获得霍尼韦尔年度供应商奖。霍尼韦尔的供应商中，能得到一颗星的很少，能得到两颗星的更少，获得三颗星的就只有成发一家。

FT8燃气轮机

　　成发与普惠的合作成始于1986年。当年8月，中国航空技术进出口公司、成都发动机（集团）有限公司和美国联合技术公司涡轮动力部、普惠公司签署了共同开发FT8燃气轮机项目的合同。该合同于当年11月生效。中方参加设计，承担更改设计零部件、动力涡轮和部分箱装体的制造，并负责国内、东南亚等27个地区的国际销售业务。首台样机于1988年开始试验。历时10年联合研制的FT8燃气轮机，最大功率为24.8兆瓦，热效率达38.7%，可用于发电、机械驱动和舰船动力。2006年，成发开始承担美国PWPS公司FT8燃气轮机的修理工作。2011年获得商务部的特别批准，在成都建设世界第二个FT8燃气轮机维修基地。

合作伙伴	飞机/动力机型号	成发零件包
RR	湾流/BR710发动机	EOGV排气机匣，唯一供应商
RR	空客330/遄达700	机匣，唯一供应商
RR	波音787/遄达1000	机匣
RR	空客350/XWB发动机	机匣
GE	重型燃气轮	压气机叶片
GE	2015年后某主力发动机	机匣，唯一供应商
PW	FT8燃气轮机	动力涡轮和部分箱装体

成发参与国际合作的发动机零部件部分产品列表

成发制造的压气机静子机匣

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第二：成发的发动机叶片生产能力和技术水平较高
　　从2015年起，GEP/W将向成发公司每年采购6000万美元的叶片，5年累计3亿美元。成发生产的重型燃机压气机叶片达到30万片/年，占全球35%市场份额，是GE全球唯一免检产品，成为名符其实的燃机压气机叶片世界第一供应商。因此，对升力风扇的叶片生产具有相当的技术和工艺基础。

成发制造的压气机转子叶片