“飞豹”战机秘闻:被迫引进英国封存发动机



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中国空军已经批量列装改型飞豹A战机


2007年12月28日,凝聚着中国几代航空人心血与汗水的“秦岭”发动机通过生产定型,标志着我国航空发动机研制跨入一个新的阶段。


“秦岭”发动机由中国一航西安航空发动机(集团)公司主承制。它的生产定型是对研制企业生产过程、工艺流程、质量管理、基础管理及生产能力的一次大检阅,是我国航空发动机生产史上一次重大突破,必将为提高企业的核心竞争力,促进企业持续稳定发展创造更加有利的条件。“秦岭”发动机为中国“飞豹”战机装备了一颗强健的“中国心”,并成为国内批量装备部队的较大推力涡扇发动机,对于提高我军装备水平、促进航空发动机产业发展具有重大的推动作用。


中国的航空发动机工业一直是中国航空工业的软肋,当我们还在努力地吃透涡喷发动机技术的时候,世界航空发动机已经进入了涡扇时代。国家经过反复权衡,中国航空界决定上马涡扇发动机。这是一段艰难的历程,涡扇发动机的难度.复杂性远远超过涡喷发动机。工程费时费力,进展缓慢,从20世纪60年代一直拖到80年代。虽然也研制成功涡扇5、涡扇6等型号发动机,但因种种原因,终于未投入批生产。


发展航空工业,极为重要的一条,就是优先发展航空发动机工业。航空发动机是飞机的“心脏”,它的技术性能和结构关系飞机的战术技术性能、可靠性和经济性。各种类型的航空发动机都要在高温、高压、高转速、高负荷的苛刻条件下长时间地反复工作,同时还要求它重量轻、体积小、使用安全可靠.经济性好。


同时提出的多种性能要求和极端的工作条件,迫使各种型号的航空发动机必须设计精巧,加工精密,使用高性能的材料和成品附件。发动机综合了多学科和多种专业技术成果,技术难度大,研制周期长,耗资多。它当之无愧地代表了一个国家的工业和科技最高水平。环顾世界,也只有美、俄罗斯、英、法等少数工业发达国家。才能独立地研制和发展先进的航空发动机。


中国航空发动机的老师是前苏联。从技术角度讲,苏联的发动机在一些方面不如美国。它们通常体积较大,制造较粗糙,使用寿命较短,耗油率较高。中国仿制的航空发动机一些性能指标还低于前苏联。


20世纪60年代初,我国航空发动机对外引进中断,自行研制接续不上,造成现役的发动机性能日益落后。更由于“文化大革命”的破坏,不断发生等级事故,成千上万台发动机返厂排故,空、海军和援外飞机频频告急。1971年12月,周恩来总理彻夜召开航空产品质量座谈会,一语破的。他指出:空军的关键在飞机,飞机的关键在发动机,“心脏不好”,问题不解决,何以打仗,何以援外!并当场同意从英国罗一罗公司进口一批民用斯贝发动机。


从中国航空工业创建以来,西方先进的军用航空技术一直对我严密封锁。60年代,航空工业谋划测绘仿制民用斯贝,再改型为军用型,由于封锁禁运,未得进行。1972年,英国同意向我国单独出售民用斯贝发动机。1973年7月17日,英方又约见我驻英大使,表示以授权罗一罗公司,谈判向我出售军用斯贝发动机。8月2日,叶剑英副主席在听取有关汇报时,明确指出,英国同意向我卖军用斯贝技术,是好事情。我们主要是把技术买到手,同时要利用斯贝,突破英、美在军用技术方面对我们的封锁。在此前后,周总理、叶副主席、李先念副总理等多次听取汇报,多次做出批示、直接过问、决策引进斯贝发动机。1974年“批林批孔'’运动中,江清一伙制造了“风庆轮事件”,“蜗牛事件”。引进斯贝一时也成了轰动的“政治问题”,被批判为“卖国主义”、“爬行哲学”。王洪文更是跳出来横加干涉,对不同意引进斯贝的信件批示“应当重视”。当时三机部的主要领导也向中央提出了《关于不买斯贝发动机的报告》。沧海横流,方显英雄本色。5月11日,叶副主席毅然批示:“我的意见,不可不买,不可多买”,“目的是引进国外技术,促进自己发展。”李先念副总理批示“我看对”,“两条腿走路比一条腿好”(指引进和自行研制)。1975年6月,他们又分别批示:“我同意引进新技术,加速我国飞机工业发展。”“这一件事情是我和剑英同志提议的……因英国的飞机发动机的制造和质量还是有可取之处的。”正是他们顶住“四人帮”的干扰和施压,以打破封锁,坚持引进先进技术。提高我国航空发动机发展起点的胆略和远见卓识,才使引进斯贝得以进行。
秦岭发动机主要装备国产飞豹战斗轰炸机


斯贝是英国著名发动机厂家罗尔斯一罗伊斯在20世纪60年代研制并生产的系列涡轮风扇发动机。其民用型斯贝MK511用于“三叉戟”客机,我国曾批量购买,质量好。从民用型发展的斯贝MK202军用型涡扇发动机,曾被用于换装英国购自美国的F-4“鬼怪”式战斗机。因其技术先进可靠,美国又引进英国斯贝技术,改型后用于A—7攻击机。斯贝MK202军用型发动机加力比大,耗油率较低,使用寿命长,压气机的喘振裕度大,各种工作状态下部件的效率高,工作可靠,装有抽气系统控制襟翼,可改善飞机的起飞着陆性能。


但它毕竟是60年代末的产品,也是第一代带加力燃烧室的涡扇发动机。存在这结构复杂,推重比较低,高空性能差等缺点。


1975年8月,中英双方进行实质性谈判,1975年12月13日,签订了中国引进英国斯贝发动机专利合同,合同金额5亿英镑。斯贝发动机,中国型号定名涡扇9,定点西安发动机厂试制生产。在试制生产中,国家给予了高度重视,王震副总理就曾3次到厂检查督促。航空部副部长莫文祥带队蹲点,陕西许多厂、所、大专院校多方协作。除使用进口原材料外,国家专门安排了金属材料、非金属材料、成品附件和大型锻件的国产国制化工作。对于有关技术改造和国产化等,国家;拨给了专项资金。做出了相应的部署。


西安航空发动机厂于1976年展开试制工作,全体职工全力以赴。先后完成了42万份技术资料的翻译复制。3万余项工艺装备的设计和制造,攻克了钛合金热成型技术等76项技术关键。


经过3年多的努力,1979年7月25日第一台使用英国毛料制造的零组件,罗尔斯一罗伊斯购件和附件的涡扇9完成装配。1979年下半年,分两批装出了4台发动机。同年11月13日,由中英双方共同在中国完成了150小时持久试车考核。1980年2月至5月,中国制造的两台涡扇9发动机和两套部件又在英国完成了高空模拟试车,零下40摄氏度条件下起动试车,以及5大部件的循环疲劳强度试验,结果都符合技术要求。1980年5月30日,中英双方代表签署了中国涡扇9发动机考核成功的文件。
在飞豹的服役过程中必然还要面临更换发动机的问题


国产秦岭发动机生产车间


按计划,当时应该接着进行国产毛料试制,但由于当时国民经济调整,使涡扇9国产化进度拖后,1983年才取得初步进展。压缩机叶片的铸造技术到1988年才得以突破。国产涡扇9最大加力推力9305千克,最大军用推力5557千克,中间状态推力4692千克,最大连续推力4692千克,最大军用耗油率0.684千克/时,最大加力耗油率2。0千克/千克/时,推重比5.85,空气流量92.5千克/秒,涵道比0.62,总增压比20,涡轮前温度1167摄氏度,直径1093.32毫米,最大长度5205毫米(喷口全张开)。从数据来看,涡扇9的推力固然无法与AL-31等先进发动机相比。但以当时的技术水平已经相当不错了。尤其耗油率则远远优于当时国内的涡喷发动机,使得“飞豹”的航程得到了保证。但要真正实现全面的国产化还有相当长的路要走。由于斯贝发动机最终被选作“飞豹”的发动机,为配合“飞豹”的生产很快就将引进的40多台发动机耗尽,其中至少有2台发动机由于存放过久,保养不利而被废弃。同时由于无法实现完全的国产化,使得“飞豹”的生产也限于停顿之中。为保证歼“飞豹”的生产,我国被迫从英国引进了一批早已封存多年的斯贝涡扇发动机并试图与英国恢复合作制造。


在2003年7月17日,国产化涡扇9终于通过国产化工程技术鉴定,获准投入批量生产。实现全国产的涡扇9被命名为“秦岭”。于是乎,涡扇9发动机经过近30年奋斗。终于实现了国产化。涡扇9发动机的制造成功,使中国有了一台推力适中的涡轮风扇发动机,填补了空白,并有效提高了自行研制的水平和能力。由于斯贝机结构复杂、叶片多、精密件多、薄壁焊接件多,复杂形状的管件多、难加工的材料多。涡扇9制造过程中引进了电解加工、电子束焊、实验室控制、检测和测量、精铸、精锻等70年代水平的新工艺、新技术。涡扇9零件和工艺装备的加工,精度普遍比国内原产机种高一级以上。通过试制,发动机厂掌握了金属喷涂、真空热处理、管子轨迹焊、真空钎焊、数控弯管、大型机匣电解加工等13项具有当时世界先进水平的先进技术。还有软阴阳模成型、蠕动磨削等46项达到国内最先进水平的工艺技术。同时,国内冶金、材料、化工、机械等工业的技术水平也相应得到了提高,从而较大幅度缩短了整个发动机制造技术与世界先进水平的差距。而且斯贝的引进还为航空工业迎接新时期的改革开放,引进国外先进技术,开展技术合作与交流,提高发动机及配套产品技术水平开了个好头。


还应提到,通过试制、改造和提升成功培育壮大了一个现代化航空发动机厂。西安发动机厂旧貌换新颜,添置了700多台国内外先进设备,自己制造了23台套。其中各型数控设备26台,在当时率先形成了从编程、调整、加工到检验的成套力量,精锻、精铸生产线的设备和工艺在国内也是一流的。


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