航空发动机高难,为何印度卡福利取消,而中国太行大批量生产?

发布于 2021-02-08 22:36

中国和印度都是亚洲乃至世界的大国,中印两国在军事上有着很相似的地方,都是追赶模仿型,不同的是,中国研制武器,针对的是世界大国,而印度研发武器主要针对邻国,上世纪80年代中期,中印两国几乎同时展开了先进战斗机研发,这就是歼-10和光辉战斗机。
30多年过去,回看两国战斗机现状,目前中国歼-10战斗机生产超过500架,而印度光辉战斗机总数不到100架,详细一点观察两种战斗机的国产化,中国歼-10战斗机最近些年已经完成了全部国产,包括难中之难的航空发动机太行,而印度光辉战斗机一直使用美国进口的GE公司F-404-IN20高原加强款发动机,配套研制的GTX-35VS卡福利发动机困难重重,20多年时间研发,耗资30亿美元,2014年宣告取消,光辉战斗机使用发动机全部进口。
印度研制航空发动机彻底失败,而中国取得了成功
大家都知道,印度的卡福利发动机最大加力推力只有84KN,而中国太行发动机则有130KN,几乎差了50%,从难度来说,中国太行发动机更大得多,为何中国取得胜利,而印度完全失败,而且印度在国际技术援助方面,几乎毫无障碍,而中国几乎四处卡死,只能靠自己。
在印度卡福利发动机研制过程中,印度得到了欧美多个国家的帮助,包括法国斯奈克玛公司,以及俄罗斯航空发动机业界的帮忙,尤其俄罗斯人出力最多,该型发动机的空中试验都是在俄罗斯伊尔-76发动机试车台上进行的。
法国和俄罗斯向印度提供了不少帮助,俄罗斯出力比较多
为何印度卡福利发动机研制遭到了巨大失败,就像打开了魔鬼的盒子,几乎所有诡异问题都冒了出来:发动机超重,推力不足,油耗偏高,可靠性不足,振动大,最终不得不放弃,其实,从航空发动机历史来看,这是航空发动机新手必由之路,不管目前实力如何强悍的公司,在第一款发动机研制时候都是如此狼狈。
反过来看中国太行发动机的成功,背后的主要原因是:中国具有超过50年的航空发动机制造,改进,设计历史,中国仿制和改进的发动机很多,就喷气战斗机发动机而言,就有涡喷5,涡喷-6,涡喷-7,涡喷-8,涡喷-13等型号,虽然性能都不算特别高,但是通过多个型号的仿制和改进,逐步积累了足够的经验,为未来的腾飞奠定了坚实的基础,反观印度,则因为良好的国际关系,航空发动机随时可以廉价买到,所以长期以来忘记了开发自主型号!最多就是给本国引进的俄制发动机做大修。
从技术研发开始计算,中国太行发动机耗费了40年时间,获得成功
从上世纪60年代开始,中国就展开了新型涡扇航空发动机研发,比如涡扇-5和涡扇-6,虽然两款发动机都没有进入装备,但是也为设计师研制更先进的涡扇发动机奠定了一定的基础,后来就是中推发动机以及大推发动机项目,由于经费缺乏,中推项目取消,大推发动机成为太行发动机,主要为中国歼-10战斗机和歼-11战斗机提供配套。
从上世纪70年代中国航空发动机部门开始探索推重比为8的技术,90年代正式开始型号研制,这就是研制太行发动机,发动机经过30多年的努力,在最近几年基本稳定,可以大批量装备部队,而且众多改型,也将装备国产运输机和轰炸机。
目前成功自主开发先进航空发动机的国家屈指可数,大体就是联合国安理会5强,中国实力稍弱排在最后,依靠太行发动机获得了突破,相比之下更多国家都无力完成,比如日本,韩国,土耳其,乃至印度。

印度航展怪事:国产新型发动机,超低指标,极高油耗!

最近世界各国疫情严重,印度本国尤其感染人数众多,首都检测就发现6成阳性,推广到全国那就是8亿人患病,但是就在如此严重的时刻,印度人却非常头铁的,继续举办航展,世界各国厂家为了生意,也不得不派人参加,不知道心里都是啥滋味。
就在2021年印度航展上,印度展出了一款新型发动机,这一款发动机是基于研发20多年,耗资30亿美元,却在2014年惨遭放弃的GTX-35VS卡福利航空发动机的最新改型,印度方面还大大方方展出了产品和数据展板,让人感觉目瞪口呆的是,这么一款无加力涡扇发动机,几乎创造了一个世界倒数记录:推力很小,重量很大,油耗超高,几乎和涡喷发动机一个水平,堪称世界最费油涡扇发动机,感觉世界航空技术突然倒退了50年。
宣传图册做的很清爽,但是数据表格就让人尴尬不已
该发动机指标是,最大推力46KN(国际标准大气),重量1180公斤(最大),耗油率:0.824Kg/Hr/Kgf,进气道畸变指数:0.2,发动机控制方式:全自动控制,该发动机将在2021年开始进行试验,2024年开始取得飞行适航证书。
这一款发动机是算是卡福利航空发动机失败之后,印度航空工业又一次努力,这也是印度人的一个特质:极其坚韧,从不轻易放弃,从技术渊源来看,这一款发动机主要在卡福利发动机改进,取消了加力燃烧室,但是让人匪夷所思的是,这一款发动机油耗居然做到了0.824Kg/Hr/Kgf,而且是一款新型涡扇发动机,正常涡扇发动机油耗一般是0.6Kg/Hr/Kgf级别,0.824Kg/Hr/Kgf的油耗和涡喷发动机类似,根本原因或许是印度设计师缺乏经验,为了提高飞机的高空作战推力,特意选择了0.2的涵道比,几乎是涡扇发动机中最小,和美国F-119发动机类似。
该型发动机风扇设计还算可以
印度人也展出了该发动机的风扇叶片,该机采用了先进三级宽弦设计,参数是总压比3.4,平均每一级增压比1.5,空气流量78kg/s,转速10213转每分,喘振裕度大于25%,这些参数也曝光了卡福利发动机的性能:进口流量78kg/s,不加力推力46kn,拆掉加力段重量1180公斤,包括加力段的重量为1450公斤。
该机设计性能要求是,不加力最大推力52KN,加力最大推力是84KN,这是印度第一款研发的航空发动机,遭遇到了所有可能的挫折,比如推力不够,重量超重,可靠性差,油耗暴增,目前看到的消息是,不加力推力只有46KN,加力最大推力只有70KN,不加力油耗高达世界第一,发动机推重比只有4.8,而三代喷气发动机大多在7-8之间,几乎差了一倍!

整整30亿美元打了水漂,印度人也不太甘心

印度人在卡福利发动机上耗费了20年时间,最终制造了4台核心机和8台原型机,测试时间2000小时,从时间来看很长,从花费来看,30亿美元不算少了,但是印度人制造的核心机和原型机数量偏少,美国和俄罗斯在三代发动机研发上,原型机都在50-100台以上,印度人烧了很多钱,就造出这么少的发动机。
背后的原因很多,主要是缺乏经验,叶片,涡轮等零件长期无法达标,而且设计师也无力解决出现的众多可靠性问题,振动超标,印度人找了很多国家帮忙,即使对技术转让比较慷慨的法国人,也拒绝将M-88发动机技术转让,最终无疾而终。
虽然卡福利发动机失败,但是印度人并不肯就此放手,先进航空发动机是航空大国的核心,为此他们又在卡福利的“遗骸”上“废物利用”,拆掉加力燃烧室和喷管,继续前进。

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