八爷往事—纪录片《歼八奋飞》✨公布歼8III是怎样被昆仑发动机拖下马的

小青爱吃草2021-06-20  87

近日,军事频道推出的纪录片《中国战机》✨正式上线,首季4集讲述国产歼8战机的研制经历。关于八爷,它的故事实在太多,肯定它的人说这是我国真正意义上第一款自研战机;否定它的人则认为,歼8就是扶不起的阿斗,特别是后期的歼8III事故频发,酿成机毁人亡的重大事故。而从本次纪录片公开的信息看,机毁人亡并非空穴来风。

上世纪90年代初,为了有效对抗周边地区的米格29和幻影2000,空军迫切需要具备超视距空战能力的三代机,而那时歼10的前景尚未明朗,苏27的生产线也未引进,唯一的办法就是对歼-8II进行大改。这是空军当时的重点工程,包括换装全新的雷达,采用新型航空材料,换装涡喷14发动机,能发射在研的最新空空导弹,反正能换的全都要换。

这其中,换装涡喷14发动机则是重中之重。涡喷14,代号“昆仑”,按照公开的说法:这是我国第一台走完自行设计、试制、试验、试飞全过程的航空发动机,是国内目前最先进的中等推力级的涡喷发动机。

实际上,由于基础理论和材料工艺的欠缺,我国的航空工业部门从未从一个叶片、一个轮盘开始研究,逐步组成一级压气机转子、一级涡轮,再扩展成高、低压气机和涡轮组合,继而组成发动机的核心机乃至于完整的燃气发生器进行试验,最后由此衍生出型号验证机,并最终完善成装备型号。

简单地讲,我们没有真正将航空发动机研制的全流程走一遍。对于我们这种工业底子薄的情况,科研部门的心态可以理解,自己搞不起来就“山寨”,采用测绘、逆向工程,将不同型号发动机的部件进行拼凑整合。这种做法的好处是投资少、时间短、见效快,但坏处就是“知其然,而不知其所以然”。航空发动机的特点是结构精密复杂、重量体积控制苛刻、工况残酷恶劣,诸多工艺环环相扣,我们在没有摸清原理的情况下,仅凭肤浅的经验和主观的猜测就提出研制方案,那么,各部件的缺陷就被隐藏,加上试验不足,各种问题在发动机装上飞机后出现集中爆发,最终造成不可挽回的损失。

1984年,就是涡扇6项目下马的那一年,昆仑发动机开始研制,路子就是拼凑。采用缩小的斯贝MK202前7级高压压气机的叶片和涡喷13发动机的三级低压压气机,而燃烧室、涡轮、加力燃烧室等其它结构同样采用涡扇6的设计。由此带来的第一个问题就是高、低压压气机不匹配,这是一个关键技术问题。高、低压特性匹配是整台发动机气动稳定性的基础。昆仑发动机的高、低压压气机是拼凑的,出现的问题非常严重,在高、中、低转速下都曾出现过失速和喘振。

1986年3月,第1台验证机从第1次到第3次试车,累计运转不到几个小时,就因低压J234压气机出口18片静叶尾流激振使高压1级凸肩叶片折断。

1987年4月,新修改设计的J234A低压压气机上全台发动机后,慢推力试车后无法加大推力试车,无论转换可调收敛喷管快慢都会引起高压或低压喘振。

1990年,第三批发动机307-01次上台试车,当天就引起高压1级叶片断裂故障。由于高、低压匹配问题,使发动机在过渡过程或接、断加力过程经常发生喘振,因而使得发动机的研制工作严重滞后。

为了解决高、低压匹配问题,高压压气机先后设计了J237、J237A等13种试验件。低压压气机先后设计了J234、J234A、J234B、J247等14种试验件。其中,低压压气机最关键的改进设计是1987年年末至1988年中的J247四级设计方案,重新设计了第3级并增加了第4级,使整个低压余度较涡喷13原型有了很大提高。

1989年3月30日,昆仑发动机第一次实现了慢车到中间全程12秒加速性。

1989年7月,第一次实现了由慢车到全加力的全程加速性。

1991年4月,高压压气机最后确定了J268放气方案,试验获得成功。

1992年,J268装整机,在昆仑4310发动机上最终实现了规范规定的全程加速性要求。至此,昆仑发动机高低压匹配问题才得到了全面解决。

另外,在国内首次采用了定向凝固无余量精铸复合空心冷却涡轮叶片技术以及气膜冷却技术,但国内还没有成熟的应用经验,导致在1987年底至1988年初的试车中,高压涡轮叶片根部断裂的问题十分严重。经过分析,原因是叶片根部壁厚超差、气膜孔再铸层微裂纹及孔边锐角形成疲劳源等综合因素造成的,后通过改进工艺和无损检测等措施,解决了这一技术难题。

问题似乎都解决了,昆仑发动机可以上机试验了。但事实证明,我们还是太年轻、太幼稚,这个在一定程度上继承了涡扇6血脉的发动机,也完美地继承了涡扇6高温、振动、喘振等毛病,上机以后反复出现燃油渗漏、喷火舌、冒烟等现象,最终酿成机毁人亡的事故。

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