俄研发“产品30”发动机，将助T50战机动力超越F22

【编者按】

2016年6月，俄罗斯空天军总司令维克托·邦达列夫上将表示：“俄空军将在2017年开始接装第五代战机T-50，目前它已经展现出卓越的飞行和导航性能。”由于T-50的设计思路将重点放在了超机动和超音速巡航上，以及中俄在发动机领域的密切合作，俄方在发动机领域的新进展尤为值得关注。

超机动和超音速巡航是T-50的重点

作为俄罗斯下一代主力战机，T-50(Su-50)被称作“未来前线战斗机系统”(PAK-FA)，体现了俄罗斯人对下一代战机的定位。俄罗斯并未照搬美国的“4S”标准，而是选择了剑走偏锋，在T-50战机上沿用了苏27系列的升力体布局。尽管下吊的两台发动机对隐身性能有着较大的影响，但继承了苏27特点的T-50将性能重点放在了超机动和超音速巡航上，希望以这两点对世界其他同代机取得优势。

不过，无论是超机动还是超音速巡航，需要的首先都是强劲的动力，仅从超音速巡航这点来看，目前的T-50原型机是做不到的，最多只能进行一种“伪超巡”（飞机先开加力加速至超音速，然后关闭加力维持一段时间超音速巡航）。这是因为T-50原型机使用的仍然是装备于俄军“四代半”战机苏35上的117S(AL-41-F1)发动机，它存在着推力不足、矢量机动范围受限的问题，而真正适配于T-50战机的发动机——“产品30”（有人认为这就是此前盛传的AL-41-F2，编号为129S）还尚未研制成功，预计需要明年才能装机试验。

以改造升级储备动力技术

前苏联为了适配苏27系列战斗机，专门开发了AL-31系列大推力涡扇发动机，其广泛应用于“侧卫”系列以及我国的歼10系列，性能和寿命稳步提高。但是，AL-31毕竟还是为上一代战机研发的动力系统，其架构的潜力基本被挖掘完毕，也依然难以满足下一代战机的需求。

苏联在上世纪80年代，出于对抗即将问世的F-22的需要，研制了五代机米格1.44。为了保证战机的强劲动力，留里卡设计局开展了设计AL-41发动机的工作（特别注意，该型发动机与后来俄罗斯的AL-41仅代号相同而已，并非同款），其推力指标超越了美国的F119发动机。不过1991年红旗落下，俄罗斯无力继续推进此工程，因此米格1.44和AL-41都未完成研制便下马了，部分研制成功的技术转为技术储备。

上世纪90年代，俄罗斯的航空工业依靠大笔国外订单存活了下来，并迅速开始了四代半机（后来的苏35）和五代机（后来的T50）的研制。俄罗斯人走了一条稳妥的路线，先利用四代机平台试验各种技术，再将先进技术整合起来达到五代机的标准。作为苏27系列的动力，AL-31的改进作为一种升级方案也获得了投入，研制工程编号为117，成果就是如今的117S，由于采用了部分原AL-41的技术，其性能有了较大提升，被命名为AL-41-F1（请注意不要和苏联时期的AL-41搞混了）。

117S（AL-41-F1）继承了AL-31的设计，涡轮前温度增加了90摄氏度，风扇直径略有增加，重新设计了低压涡轮和高压涡轮，改善了耐热材料，并采用了数控系统，这一系列改进使得117S的最大推力增加了20%，达到了14.5吨，而特殊模式的推力达到了15.0吨，寿命也增加到了4000小时，推重比达到了9.1。不过由于T-50战机将重点放在了超机动和超巡上，基于AL-31架构的117S还是只能满足试飞的需求，并且117S还存在重量较大的问题。相比于苏35上的117S，目前用于T-50试飞的117S推力只是略微增加。

“产品30”将赋予T-50超强性能

2016年1月，俄罗斯宣布，在生产首批12架苏50之后，将停止使用AL-41-F1发动机，转而使用新型的“产品30”发动机，在2017年完成首飞，装配“产品30”发动机的T-50将迎来新的生命。俄罗斯总统普京曾自豪地说：“T-50在机动性、武器和航程上都将优于主要竞争对手F-22。”拥有了“产品30”后的T-50，超机动性将如虎添翼，并能实现真正的超音速巡航。

作为T-50真正的“心脏”，“产品30”由留里卡设计局主导设计，一些部件由UMPO（联合发动机制造公司）其他工厂承制，采用了与以往不同的的架构，减少了风扇级数和压气机数量；也应用了最新的材料，其中包括镍单晶叶片和陶瓷复合材料、新型耐热合金。俄罗斯对外宣称：“产品30”发动机的重量比第一阶段发动机117S轻30%，寿命周期费用低近三分之一，而耗油率却变低了。“产品30”发动机的军用最大推力达到107千牛，最大加力推力达176千牛。

为了实现超机动性能，矢量推进功能必不可少，俄罗斯人近年来在矢量推进上的进步源自于印度人对苏30MKI矢量推进功能的投资，而俄罗斯人也对该功能再次进行了升级并在苏35上得到了验证。“产品30”的矢量机动角度范围更大，且角度变化所带来的热量损失更少，矢量旋转速度相对117S也提升了50%，莫斯科航展上装备117S发动机的T-50已经用精彩表演向外界诠释了超凡的机动性，一旦换装“产品30”发动机，T-50的机动性将上升到一个可怕的程度，不仅可以在格斗中获得极大的优势，而且在超视距作战中能够迅速跟踪并锁定目标。从这个意义上讲，“产品30”发动机所提升的超机动性将成为T-50的力量倍增器。

装机试验有待观察

“产品30”作为完整版T-50的一部分，早已被考虑在了T-50的设计生产中。根据苏霍伊公司公布的生产车间照片，T-50与苏27系列的苏34战机一同生产，苏34的进气道所用的钛合金框架甚少，而T-50战机则是不惜成本地采用了一排钛合金框架以增加强度，为之后发动机需要增加的气流量留下了余量，这也是T-50将采用大幅升级发动机的一大佐证——T-50不惜成本地大规模使用钛合金一体结构件，势必会大幅提升造价，不过为了足够的性能这也是必须的投入。

由于在乌克兰、叙利亚与西方的对抗加剧，俄罗斯加速了研制新战机的进程以尽快满足国防需要，“产品30”的发展也进行了最后的冲刺。俄罗斯在近期宣布了要缩短“产品30”地面试车时间，尽快安装到最新的T-50上试飞以加快进度，而装备“产品30”的首架飞机非常可能是机身已制造完毕的T-50-7。

不过，航空发动机是一个严谨的、烧钱的行业，按照俄罗斯日渐萎缩的科研能力和近期的经济状况，纵然它有一定的技术积累，但如此加速研制的“产品30”能否达到预定的数据指标和合理的寿命仍然值得我们观察。

附录：美俄各矢量发动机性能对比