前言
AL31F发动机我国来说有特别的意义,它不仅是售华苏27、苏30的唯一动力系统,还在太行成熟之前确保了歼10有发动机可用,甚至连歼20的试飞和早期批次的量产也用AL31F的改进型号,可就是如此重要的一款发动机却没有被仿制,而是本着独立自主和消化吸收的原则,仅实现了自主大修和关键部件的制造和再制造,这其中有何缘故?仅能大修和制造、再制造关键部件能否满足需要呢?
AL31F发动机
AL31F发动机虽然对我国很重要,但它本身并不出色,甚至在设计上还有缺陷
AL31F是苏联留里卡设计局为苏27研发的一款中等涵道比大推力涡扇发动机,在设计之初,对AL31F的推力没有过高要求,因为连A21F和R29这两种涡喷发动机的推力都不比AL31F低多少(事实上,苏27早期试飞用的正是AL21F),但二者推重比却很难看,AL31F的推重比必须要达到7,因为只有发动机的推重比达到7,整机推重比才有可能超过1,苏27才有可能抗衡F15。因此,在研制AL31F的过程中,最关键的就是在不牺牲推力的前提下减重,但最初AL31F却出现了大幅超重的现象,不得不推倒重来,将原先的20级减为15级,其间撤换了5位技术领导,并采取每减掉1公斤重量奖励5个月的工资的措施鼓励广大员工献计献策,最终AL31F的推重比勉强超过了7。可新结构用单级高低压涡轮设计导致效率低于预期,为此只好将涡轮前温度提升至1392℃,这个指标可不低,同时期美国的F100发动机也才1399℃。
为此,AL31F的涡轮叶片采用了精密铸造的ЖС26定向凝固合金,定向凝固是指通过精密铸造技术干预高温合金的结晶方向,以提高叶片在高速旋转所致离心力作用下的强度。另外,为增强叶片的耐高温性能,AL-31F的涡轮叶片还采用了复杂的空心气冷设计,并有复杂的冷却通道。但由于苏联在具体的材料和工艺上与西方有很大差距,AL31F热端部件(主要指涡轮叶片和涡轮盘)的大修间隔仅300小时,总寿命也只有900小时,仅为美国同类发动机的三分之一和四分之一。
AL31F勉强达到了第三代叶片的涡轮前温度水平,但代价是寿命过短