斯贝:是闲置仓库多年的斯贝

发动机对于中国航空工业来说一直是道难解的题,得益于气动、航电、武器的跳跃性发展,现在空军三剑客已实现赶超世界先进水平。但核心发动机却并不尽如人意,特别是空军最先进的20系列,截止目前还在使用俄制发动机。设计性能在发动机制约下并不能得到充分发挥,硬生生让性能强大的战机自缚手脚,比如采用D-30KP2发动机的运-20性能只比伊尔-76强一些,采用AL-31F发动机的歼-20无法实现超音速巡航。

前者在等涡扇-20,后者在等涡扇-15发动机,“心脏病”问题就是这么令人着急却无奈,我们在笑话印度三十年磨一剑研制各种国产武器时。其实在发动机领域我们未尝不是如此,有时基础工业、工艺水平、科研能力并不一定都成正比,总有强项和弱项之分。回到主题,一款英国制造很经典的发动机——斯贝,英国人于上世纪60年代研制,性能在当时属于较为先进的涡扇发动机。

歼-20战斗机

相信中国军迷对这款发动机印象深刻,引进之后从对它充满期待,到扔在库房没人要,再到最后仿制品“秦岭”落地成形耗时三十多年。“斯贝”最后只配套了一款机型,也就是事故率很高的歼轰-7“飞豹”战斗机,前后几十年错过最黄金应用期,其实除飞豹外最适合它的应该是轰-6I远程轰炸机。

冲天飞豹很豪气但发动机很一般

大英帝国现在虽然萎靡了,但在上世纪航空工业方面还是有很多经典产品,“斯贝”涡扇发动机正是由英国罗·罗公司于60年代研制生产。1968年军用型号开始投入使用,带加力的军用型(MK202)被用于英国购买的F-4“鬼怪”式战斗机,替代原型上使用的J79涡喷发动机性能可想而知。我国同期接触这个产品源自从巴基斯坦购入的“三叉戟”客机,该机配套民用版“斯贝”发动机(MK512),由于“斯贝”的市场口碑不错我国开始进行测绘仿制。

“三叉戟”客机

与此同时,在经过多年航空工业实践情况来看,失去外部技术支持以当时的科研能力和基础工业水平看。要想独立打造一款先进的现代化航空发动机相当难,如果利用和西方关系转暖这一背景,引进一种发动机设计制造技术,作为参考借鉴可以提升自身研制水平。

在此之前,包括三号任务、歼-9战斗机、歼-11(1969版)等机型,在研制过程或多或少都存在飞机等发动机的尴尬。航空业建立在苏联涡喷发动机基础之上,60年代初技术中断后长期得不到性能提升,以及后续发动机研制创新无力,因此考虑向英国引进军用版“斯贝”发动机。1975年12月,经过前期几年谈判中英双方终于签订购买合同,包括购买整机和专利授权,合同总金额约7700万英镑。预计用三年时间学会利用进口零件组装出合格的斯贝发动机,然后再用五年时间实现国产化,当然后来的事实说明想法挺丰满现实有点骨感。

歼-11(1969版)战斗机,设计之初就希望以“斯贝”512民用型打造加力版,正是上面提到对“三叉戟”客机配套“斯贝”512进行测绘仿制。

歼-11战斗机(1969版)

1979年,经过三年多的努力终于制成两批4台“斯贝”发动机,两种说法:进口原料拼装成成,以及自主加工制造零件并装配而成。不管怎么说这批“斯贝”送往英国后,完成了高空模拟试车、零下40摄氏度启动试车以及五大部件循环疲劳强度试验等,斯贝发动机就此宣称试制成功。

“斯贝”发动机

宣告试制成功并不代表吸收完成具备研制能力,引进之初所有单位都看好都想要,引进之后过了几年反而放入库房没人要。而且参照历年外购武器装备少量购买、技术引进为主的原则,明明想要国产化却一次购买52台斯贝有点不好理解,关键是购入之后又没有配套装机对象,只能放在仓库里堆灰相当浪费。性能方面斯贝202推重比约5,高空高速性能较差,不大适合当时我们最看好的高空高速机型,相对来说更适合做为轰炸机或运输机动力。

事实也证明这“斯贝”确实适用于后者,只不过最佳黄金时间段被错过。70年代,轰-6国产化入役后开始考虑往大了改,也就是研制一款远程战略轰炸机以适应空军发展需要。1970年9月28日,三机部建议172厂给轰-6I上配套斯贝发动机,这时考虑的是民用版“斯贝”512发动机,单机推力5.17吨两台相加之后比轰-6标配涡喷-8大0.84吨。

轰-6I总体布局没有大变化,原翼根处涡喷-8更换为斯贝512,距离机身中线7.85米处再吊挂一台斯贝512发动机。发动机吊舱外形参考英制“三叉戟”客机设计,换增发后轰-6I总重反而比原型轻1387千克,机重变轻推力增大航程以及载弹量自然同步上涨。

轰-6I轰炸机 三视图

为抵消换发减重带来重心不稳,尽量减少对轰-6原型的修改进,还加装了1.1吨配重。在换发及配重的情况下轰-6I试飞表现相当出色,相对原型仅多了两个“缺点”:总油耗增加(7吨/小时增至8.5吨/小时)、发动机成本从160万元增至480万元(两台涡喷-8对四台斯贝价格相差320万元)。但其他飞行性能指标了有质的变公,航程由5760千米增至8000千米,载弹量由3吨提增至6吨(常规),海平面爬升率从18.6米/秒增至29.7米/秒,发动机寿命从800小时增至6000小时。

按道理来说这组数据显示,无论从哪个方面考虑轰-6I改型都相当成功,用最少的钱办了最理想的事情(已接近多年后轰-6K水平)。但缺钱的日子里空军当家不容易,从飞行成本以及发动机采购价格考虑,结论是成本有点贵还得建立一套新的保养体系,因此这么一款最有前途的轰炸机就下马了。随后还有更大型的轰-8也随风而去,远程大型轰炸机面世时间越走越远。

轰-6I轰炸机飞行测试照

两型发动机性能差异

同期,随着“斯贝”的引进它有了一个装机对象,轰-5前线战术轰炸机之后的新成员——歼轰-7超音速歼击轰炸机。当时它的名称还是轰-7,要求是具备良好飞行品质,可以在现代防空对抗中有较强战场生存力、在战术战役纵深内完成轰炸任务。这里多提一句,英国罗罗公司代表访问中国时,对于中方将“斯贝”用于配套一款新飞机时有个提议。根据英国长期研制经验,在引进一款新发动机时最好先应用于成熟机型,万一新机研制周期太长可能造成新机研制成功,然后配套发动机就已经落后了。

事实证明英方经验老道,1973年轰-7开始提出研制计划,1988年歼轰-7完成首飞,1994年批量入役前后历时二十多年。再好的产品也经不起时间的消磨,“斯贝”国产化又不给力,早期飞豹批量生产还得依靠仓库里放了多年的存货才解决,而真正意义上的国产化“秦岭”发动机,直到2007-2009年间才生产定型。

歼轰-7

“斯贝”在最佳时间段没有得到全面合理应用,这跟当时航空工业的定位和发展方向多少相关,在发现并不大适合用于战斗机之后。它人配套机型只有轰-7(歼轰-7),然后和大多数那个时代研制机型一样,一拖就是十几二十年应验了英国人的大嘴巴,真的是等飞机成熟发动机就不给力了。再加上“斯贝”国产化停停走走,一直没能实现最终定型,上面提到的轰-6I以及轰-8至少从成本、维护保障角度考虑就直接下马了。

实际上,由于斯贝发动机国产化一直停滞不前,飞豹于2000年前后就用光所有原装库存。而且时隔二十多年后还进行了一批二手斯贝,就是这种状态下才保证飞豹能量产,直到最后国产搞定才实现高性价比但付出的时间成本太久了。

飞豹战斗机