鸣谢PLAAF2017供图
近日,有微博网友曝光最新一组有关中国试飞院某型伊尔-76飞行试验台飞机(编号760),正在进行涡扇20大涵道比发动机试飞试验的照片,在照片中,我们可以看到,这架伊尔76飞机的左翼内侧加挂了一个比其他三台发动机舱大足足一圈的大型黄色发动机舱,这个发动机舱与之前曝光的我国自行研制的涡扇20大涵道比发动机发动机类似,应该是该型发动机挂飞试验的一张照片,而涡扇20大涵道比发动机作为我国运20飞机的配套项目,目前已经挂飞四年有余,按照发动机试验的客观规律,距离运20挂机试飞已经近在咫尺了,而在此之前,运20飞机一直使用俄罗斯进口的D-30KP系列发动机,此外,为了实现国产发动机双保险,我国还启动了另外一个大型军用飞机发动机项目,被称为涡扇18,这是一种在俄制D-30KP系列发动机的基础上研制的仿制型发动机,目前已经设计定型,未来也将用在运20和轰6K飞机上。
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众所周知,国家已经把运20大型运输机和某型战略隐身轰炸机列为重大专项工程,而且要求最终配装具有自主知识产权的大涵道比涡扇发动机和相应的特种型号,包括军民用两型(涡扇-20和长江-1000A)大型运输机发动机,这是必须实现的国家战略目标。而航空发动机研制过程中整机调试与鉴定离不开全包线范围内的性能、功能试验,对于大型运输机发动机而言,明确规定必需确定航空发动机所有使用条件下的额定性能参数和工作限制,因此,航空发动机研制必须具有长期、有效的实验报告数据,否则将难以完成设计指标,国内外先进大型运输机通常采用大涵道比涡扇发动机作为动力装置,但这种发动机的飞行高度一般小于15000米,飞行马赫数小于0.9,全包线模拟试验设备有飞行台和高空模拟试车台两个部分,在此之前,我国的飞行台建设是相当落后的,只能用轰-5和轰-6飞机进行挂飞,安全性没有保障且飞行能力也不高。
目前,世界各国针对大型运输机用涡扇发动机,有两种高空试验方法,第一是在地面用试验设备模拟高空条件的高空模拟试车台试验,目前我国在绵阳和江油先后建立的大型高空试验台,用于模拟涡扇-15和涡扇-20发动机的飞行环境,涡扇-17和涡扇-19等发动机在核心机和原型机完成后,也要到高空实验台进行试验,在发动机进行高空试验台测试之后,就会将涡扇-20发动机上飞机测试,大型飞机改装后将被试发动机装在可收放短舱中,或装在一台被替换的发动机短舱中带入高空进行试验的飞行台试验,这就是伊尔-76飞行试验台的来由。
军事专家雷泽告诉记者,大型运输机用涡扇发动机由于其大直径、大涵道比、大流量、分开排气的特点,与军用发动机和其它发动机高空模拟试车台试验相比,具有一些独特的要求,比如对气源干燥、制冷需求、试验舱直径和排气环境模拟品质等要求成倍增加,一般来说运20飞机的涡扇20发动机研制分为以下几个步骤:
核心机测试——原型机测试——高空模拟试车台试验——飞行台试验——运20飞机挂飞机试验——涡扇20设计定型——批产。
这里涡扇20发动机的高空试验,是指其装飞机前在真实高空环境或模拟高空环境下进行的整机试验,其试验手段包括高空台和飞行台两种,高空台通过模拟发动机所在飞行高度、飞行速度、吸入的高空空气来进行试验,可以模拟极限大气条件、广阔的飞行包线范围,安全、经济性好、重复性好。
军事专家告诉记者,这次曝光的伊尔-76飞行台,也称为伊尔-76空中试车台,是专为航空发动机试验而改装的试验平台,用于在真实大气条件下对发动机进行研制试飞和取证试飞,是涡扇-20新型发动机研制过程中不可缺少的重大技术设施。飞行台在发动机瞬态、过渡过程,诸如风车转速等发动机极端工作状态确定方面有着特殊的优势。高空台和飞行台受本身技术能力的制约,在各自试验技术领域发挥着不同作用,不存在谁取代谁,是相互搭配的。