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主题:令人惋惜的涡扇8 -- 镭射

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  • 家园 令人惋惜的涡扇8

    提起中国在研制过程中夭折的航空发动机,人们大多会想到涡扇6。但在我看来,涡扇8比涡扇6更值得惋惜。

    先摘抄一段百度百科上对涡扇8的介绍:

    涡扇8发动机(代号915)是运-10运输机的动力装置,属于美制JT3D发动机的仿制型。推力80.07千牛,起飞耗油率54.56千克/千牛小时,其性能、寿命等指标在60年代末尚属较先进的航空发动机。该发动机于1972年开始投料试制,至1980年底国家投资1.84亿元,共生产3批12台发动机。在研制中,新建主机厂,改建叶片生产厂,形成有3000余人的航空发动机研制队伍,基本走完发动机研制工作的全过程。1983年6月,上海市航空工业办公室召开涡扇8发动机研制成果总结交流会,认为已基本具备设计定型的条件和小批量生产的能力。后因运10飞机停止研制,发动机研制也告一段落。在研制过程中,大量采用新技术、新工艺、新材料。成品附件、轴承。金属材料、非金属材料和毛坯均立足于国内,取得了丰硕的科研成果。

    按照这个说法,涡扇8是美国普惠公司的JT3D的山寨版。这就是说,20世纪70年代的中国,实际上在同时研制两种大推力的涡扇发动机——涡扇6和涡扇8。但从各方面来看,涡扇8的条件都要优于涡扇6:涡扇6因为是TG白手起家,没有相关的研制经验,导致其技术上存在缺陷,造成了研制过程中一系列难于解决的问题;相比之下,涡扇8的研制原准机是JT3D(从样机来源和技术指标上看,应该是波音707使用的JT3D-3B),它是美国最早投入使用的大推力涡扇发动机,到70年代初时,已经投入使用十余年,是一款十分成熟而可靠的设计,因此涡扇8在技术方案上当是没有问题的(如果为了回避材料、工艺等方面的一些问题而做了某些改动另论)。这就决定了涡扇8的研制过程除了对原型机进行测绘外,主要应是解决材料和加工工艺问题,而且是美国50年代末水平的这些问题,这可能是涡扇8的研制工作比涡扇6顺利的主要原因。从研制进度上来看,涡扇6直到下马也只完成了整机试车,而涡扇8则完成了20小时工厂验证性试飞,在整个试飞过程中始终正常工作,无故障,显示出该发动机在稳定性、安全性、可靠性等方面都具有良好的性能。可见,在项目完成程度上,涡扇8也优于涡扇6。它因受运10的连累下马,非常可惜。

    其实在我看来,即使运10下马,涡扇8也不应下马。完全可以参照瑞典在JT8D上安装加力段研制成功RM-8发动机(用于SAAB-37战斗机)的做法,为涡扇8安装加力段,使之成为一款军用大推力涡扇发动机。与后来直接以CFM56核心机为参照物,上WS10相比,这个方案的技术难度更低,更容易实现,WS10的一些技术也可以在这个方案上获得先期验证,对涡扇10的研制也是有利的。而且,如果有这个发动机在,那么到了90年代,歼10就不会面临无发动机可用而必须用进口的AL-31的窘境,歼10的发展也会更顺利。

    • 家园 JT3D并不先进

      JT3D是第一代涡扇,水平不高,结构也简单,据说普惠公司给用JT3C发动机的民航客户发零件,让他们自己动手把JT3C涡喷改装成JT3D涡扇。涡扇8仿制JT3D,不是很困难的事情,毕竟JT3D的涡轮进口温度只是歼6用的涡喷6的水平,才800多度。这东西仿出来就落后,也许能解决轰6发动机的问题,但用在战斗机上就算了吧。

      JT8D则先进了一代,虽然JT8D就比JT3D晚出来几年。JT8D和其军用版沃尔沃RM-8属于第二代涡扇,水平跟斯贝还有F14用的TF30相当,涡轮进口温度都在1100度左右,比JT3D高了将近300度。俺以前也是以为JT3D和JT8D是一个水平的,涡轮进口温度都是1100度,后来发现JT3D的那个温度单位是开尔文。仿制JT8D,中国80年代有过想法,用在麦道82上面,后来不了了之了。不过就算仿成了,也是90年代的事情,还是出来就落后。如果非要架空历史的话,更好的选择是60-70年代开始仿JT8D,不过现实是,跟JT8D水平类似的斯贝,还是英国全盘转让技术,中国山寨起来都那么费劲。。。

      太行涡轮进口温度据说在1400摄氏度左右,比JT8D又先进了一代。。。

      • 家园 能解决轰6发动机的问题就是进步,而且更重要的还不在这里

        有一款大推力的涡扇发动机在手里,就可以通过对它的不断改进来积累经验,后来用在涡扇10上的新技术、新工艺也可以在这个过程中得到应用验证,这个意义比给轰6换发大的多

        • 家园 值得扔钱的项目太多了

          太行前期试验不充分导致现在的n多问题。。。

          高性能中推涡扇12,涡扇12和太行的关系就好比F404和F110的关系,涡扇12的核心机90年代初研制完成,然后就下马了,直到最近中航自筹资金才复活。。。

          斯贝的潜力也不小,军用的话,美国版斯贝TF41涡扇军用推力增加到6.5吨,按比例计算加力推力可以到11吨,接近大推,F100早期推力也不过如此,民用来说90年代罗罗7吨推力的Tay民用发动机仍是基于斯贝核心机。另外还有舰用版海斯贝燃气轮机,日本现在还在造海斯贝呢,中国80年代有此计划但最终却半途而废(不过黎明的QD128可算是中国版斯贝燃气轮机,QD128改进自涡喷14,而涡喷14的核心机源自斯贝)。另外解决轰六发动机问题,还曾有4发斯贝版轰六,也是半途而废的项目,都成功试飞了。。。

          无论哪个都比改进一款老掉牙的发动机要强吧。

    • 家园 当年指标未必能当真啊

      没了运10,还不能改装轰6什么的吗?真达到那些指标

      和稳定质量的话,还愁没飞机装。

      WS10比这个WS8先进一代啊,歼10怎么也不能用WS8加力

      版当发动机啊。

      • 家园 歼10当年的计划是先用涡喷15,等涡扇10出来了再换发

        你认为仿R-29(用于米格-23)的涡喷15比涡扇10如何?

        另外,当时运10下马后,涡扇8还真就没飞机可装了,除非能说服麦道,把它装在国内装配的MD-82上。当时国内没有其他大飞机在研制中,用来为轰6换发的话则推力不够——轰6的原配涡喷8的最大推力是93千牛,涡扇8只有80千牛。真要为轰6换发也不是不可以,但那要搞类似TF33-P-7(JT3D的军用型号之一,用于C-141,最大推力93千牛,是JT3D家族中推力最大的型号)那样的改进型号才行。

        • 家园 那更不现实吧

          要是手上已有R-29,研发歼十时先顶一下倒不妨,

          但问题是没有还要防制,R-29注定是淘汰货,干

          吗再费劲还仿制一遍?

          最大问题是对照瑞典的JT8D加自制加力,发动机重

          近2.4吨,JT3D比JT8D还更落后一些,恐怕就更重

          了,而且JT3D的军用版TF33自己就已经6米长了,

          再加加力段...歼10的小身板也装不下啊。

          如WS8指标防制已经缺如上文所说一样防制成功,

          基础改型到90多千牛难道不更容易些?而且我军本来

          自己生产的轰6的仿制发动机就比原来货色推力小,

          WS8的这点差距也不是什么大问题。

          • 家园 现实不现实你就要去问当年的航空工业部了

            按照R-29测绘仿制涡喷15的决定是他们做出的,而且当时计划用涡喷15的除了歼10,还有当时尚未下马的歼13和强6(都是代替涡扇6)。

            而且JT3D的军用版TF33自己就已经6米长了

            这是包括了反推装置的长度,如果不包括的话,那么其长度只有3840mm,比JT8D(3916mm)还略短。如果SAAB37能装的下由JT8D发展而来的RM-8,那么没有理由认为和它尺寸相当的歼10装不下涡扇8的加力发展型。

            另外要说明的是,从时间上看,JT3D于1960年开始批量生产,而JT8D于1964年开始生产,相差不过4年时间。二者的主要差异在于核心机的来源不同:JT3D的核心机源自J57,而JT8D的核心机源自J52,此二者都是美国50年代大量使用的涡喷发动机。如果考虑到核心机决定了涡扇发动机的性能,JT3D和JT8D其实是同一代的发动机。

            • 家园 J52 还是比 J57 先进些啊

              不现实是显然的吧,涡喷15没仿制吧,所谓它当动力

              的一堆飞机也没实现。歼十也没拿它当动力。

              同等推力的J52和不加力的J57比,

              Specifications (J52-P-408)Data from Flight [12]

              General characteristicsType: Turbojet

              Length: 118 in (3.0 m)

              Diameter: 38 in (0.814 m)

              Dry weight: 2,318 lb (1,052 kg)

              ComponentsCompressor: Axial flow, 5-stage LP, 7-stage HP

              Turbine: Single stage HP, single stage LP

              Fuel type: JP-4

              PerformanceMaximum thrust: 11,200 lbf (48.8kN)

              Overall pressure ratio: 14.6 : 1

              Specific fuel consumption: 0.89 lb/lbf*hr

              Thrust-to-weight ratio: 4.83:1

              Specifications (J57-P-43WB)General characteristicsType: Turbojet with water-methanol injection for thrust augmentation

              Length: 169 in (4,300 mm)

              Diameter: 35 in (900 mm)

              Dry weight: 3,875 lb (1,757 kg)

              ComponentsCompressor: Two-spool 16-stage axial compressor

              PerformanceMaximum thrust: 11,220 lbf (49.9 kN) with water-methanol injection

              Overall pressure ratio: 12.0:1

              Turbine inlet temperature: 1,600 °F (870 °C)

              Specific fuel consumption: 0.755 lb/(h·lbf) (77.0 kg/(h·kN)) at maximum military power

              Thrust-to-weight ratio: 2.9:1 (28.4 N/kg)

              • 家园 J57于1956年开始生产,J52于1959年开始生产

                二者相差不过3年时间。你在这里对比的J52-P-408和J57-P-43WB都是各自系列的后期改进型,而JT3D和JT8D研制时是基于J57和J52的基本型。J52的基本型是J52-P-3,其最大推力为33千牛,按当时的标准属于中推;而J57的基本型J57-P-1W的最大推力超过50千牛,按当时的标准属于大推。

                另外,在运10已经下马的情况下,要想让涡扇8继续发挥作用,参照TF33-P-7研制一款90千牛级的改进型号是非常必要的。轰6上的涡喷8的最大推力为93千牛,90年代以后的后期生产型甚至提高到了98千牛;而MD-82上使用的是JT8D-217A的最大推力也是93千牛,是JT8D系列中除JT8D-219外推力最大的一种。涡扇8的推力只有提高到90千牛级,才能用来替代它们。

                • 家园 JT3D和JT8D差了一代

                  差距可不小

                • 家园 J57推力可是‘掺水’的啊

                  基本型那是喷水才得到那个推力,增加20%推力吧,

                  也算早期的‘加力’了。。。J52能改进那么多,

                  难道不是先进一点的体现?

                  而且不管怎么说J57也重得多。

                  同样基于较小的核心机,JT8D推力和JT3D

                  相当,这技术也算先进点吧。

                  涡喷是80年代才到那个指标的吧。看轰六介绍,早点

                  时候也是惨不忍睹。

                  况且了,如果WS8真的稳定仿制成功了,改进一下也

                  不是那么难啊,指标上即使牺牲点寿命达到高推力也比

                  涡喷8什么的强。。。

                  • 家园 我就是这么想的啊

                    今天回头看,TG当年最大的错误,就是在1973年获得JT3D后没有果断的壮士断腕,像后来苏联将二代涡扇大推项目的初期方案彻底推翻重来那样,下马涡扇6,将人力物力集中到对JT3D的技术摸透和测绘仿制上。如果涡扇8不放弃,而是参照TF33-P-7进行改进,我们就能获得一款具有与国际一代大推力涡扇技术水平相当的90到100千牛级的大推力涡扇发动机,今天就不需要引进D30来装备轰6K和大运了;如果能够参照瑞典在JT8D的基础上安装加力段搞出RM-8的做法,我们还能获得一款最大推力80千牛,加力推力120到130千牛的大推力军用涡扇,后来歼10也就不会到现在还在用AL-31了。

                    • 家园 不用AL31也轮不到WS8啊

                      毕竟是差一代的发动机。怎么也得是WS10了。

                      RM-8就比AL-31差一代了,WS8加加力,

                      可能还更差一点。

                      • 家园 不妨估算一下

                        按照维基百科上的数据外链出处,RM8重2350kg,最大推力72千牛,加力推力125千牛。如果要为涡扇8加装加力段,当时中国最有可能参考的是刚刚从英国引进的斯贝MK202,即涡扇9。斯贝MK202是斯贝MK512的加力军用版,按照维基百科上的数据外链出处,其重量为1856kg,最大推力52千牛,加力推力91.2千牛。考虑到无加力的斯贝MK512的重量约为1200kg,斯贝MK202的加力段重量应在600kg左右。如果涡扇8的加力段重量和效率与斯贝MK202的加力段相当(涡扇8的重量比涡扇9重100kg,直径比后者大300mm),那么涡扇8加力版的重量就应该在2.5吨左右,比RM8重50kg;加力推力当在144千牛左右,比RM8多出20千牛。这个水平的发动机用于歼10的试飞和早期小批量生产和装备部队,应该够用了。

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