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講武談兵|印斥巨資買美制發動機,“卡佛里”被判“死刑”?
近日,印度媒體透露,印度政府將與美國簽訂一筆大額軍售訂單,以7億美元的價格采購100臺GE公司F404-GE-F2J3渦扇發動機。
這批美制噴氣式發動機將裝配在印度 “國產”LCA“光輝”輕型戰斗機上,這基本等于宣判了印度國產“卡佛里”渦扇發動機的“死刑”。由此,印度從1986年開始的國產噴氣式發動機項目以失敗告終。
印度國產“卡佛里”渦扇發動機。
“卡佛里”的坎坷之路
“卡佛里”渦扇發動機是印度燃氣輪機研究院(GTRE)為LCA“光輝”輕型戰斗機配套研發的動力裝置,也是印度從20世紀80年代開始的國產武器裝備自主發展之路的重點項目之一。要知道,當今世界上能夠自主研發先進航空發動機的國家依然鳳毛麟角,遠比能夠自主設計生產飛機和直升機的國家少得多。因此,能夠自主研發先進航空發動機是作為世界性大國的標志之一,作為一個力圖在世界大國中占有重要一席之地的印度,也希望在這一領域有所作為。
然而,印度人卻低估了自主研發一款先進航空發動機的難度。所以,從印度燃氣輪機研究院在1986年啟動“卡佛里”渦扇發動機研發項目之后,所走的每一步都困難重重。而且,印度政府的撥款也沒有及時到位,直到1989年才獲得批準。之后,“卡佛里”渦扇發動機的研發進度從來都沒有真正按照預想的計劃進行:原定在1997年實現首臺發動機交付,而在1996年印度燃氣輪機研究院才剛剛完成了第一臺完整的原型發動機的地面試車。甚至,還有一臺原型發動機在地面試車臺進行測試時起火爆炸。
此后,印度燃氣輪機研究院生產了17臺“卡佛里”渦扇發動機的原型發動機,進行大量的地面測試和空中飛行測試,暴露出了很多致命性的問題,不僅安全性和可靠性遠不能滿足使用要求,性能指標也達不到預期的標準,尤其是該型發動機的超重問題非常嚴重。在這種情況下,負責LCA“光輝”輕型戰斗機項目的印度國防部下屬航空發展局(ADA)做出了兩個決定:
一方面,從美國成批量訂購F404-GE-F2J3渦扇發動機。這款美制噴氣式發動機最初只是被印度航空發展局作為過渡型號,配裝在LCA“光輝”戰斗機的早期型原型機上,進行試飛和測試。而后續生產的原型機以及量產型戰機上就準備換裝國產“卡佛里”渦扇發動機。然而,“卡佛里”渦扇發動機的研發進度比LCA“光輝”戰斗機還要滯后很多,遲遲達不到裝機飛行的要求。于是,印度國防部只能繼續從美國采購F404-GE-F2J3渦扇發動機用于應急。
國產“卡佛里”渦扇發動機不給力,LCA“光輝”戰斗機只能使用美制發動機。
另一方面,向俄羅斯和法國尋求技術援助。俄羅斯為“卡佛里”渦扇發動機的空中測試提供了空中試車臺,而法國斯奈克瑪公司和歐洲噴氣發動機公司為該型發動機提供技術改進以及高空超音速試車臺測試。
但是,即便如此,依然未能改變“卡佛里”渦扇發動機的命運。2002年,印度燃氣輪機研究院不得不對外承認,在“卡佛里”渦扇發動機渦輪葉片設計和制造工藝上遇到了很大的問題,一時難以解決。為了保證LCA“光輝”戰斗機的研發生產,印度國防部在2004年和2005年從美國采購了總計60臺F404-GE-F2J3渦扇發動機。
2010年,印度國防部進行LCA“光輝”戰斗機動力裝置的選型招標,“卡佛里”渦扇發動機不出意外地敗給了美國GE公司F404-GE-F2J3渦扇發動機。2014年,印度國防部對外宣布“卡佛里”渦扇發動機研發失敗,項目被凍結。不過,作為該型發動機的主要研發負責機構,印度燃氣輪機研究院并沒有放棄希望,力圖重啟項目。而且,就在2016年,斯奈克瑪公司的母公司——法國賽峰集團向印度國防和研究發展組織表示,有意為“卡佛里”渦扇發動機提供技術和資金支持,以換取印度在“陣風”戰機采購項目上的讓步,結果遭到了印度方面的斷然拒絕。
此后,俄羅斯國防出口公司也表示愿意幫助印度完成“卡佛里”渦扇發動機的研制,條件是印度必須采購一批AL-41F1渦扇發動機。印度方面同樣予以回絕。顯然,印度人不希望國外一再以援助“卡佛里”渦扇發動機研發為由進行要挾,索性下決心全部從美國采購F404-GE-F2J3渦扇發動機,作為今后LCA“光輝”戰斗機唯一的動力裝置。
F404系列發動機不僅裝備美國F-18戰斗機,還出口瑞典、韓國等多個國家。
自主研發航空發動機有多難?
從1986年到2021年,回顧這35年印度國產“卡佛里”渦扇發動機的研發之路,我們可以發現印度人走了太多的彎路和死胡同。這些教訓不可謂不深刻、不痛心。
教訓之一:好高騖遠。印度燃氣輪機研究院研發“卡佛里”渦扇發動機時,設計方案采用3級風扇、6級高壓壓氣機(帶可調的進氣導流葉片及二、三級定子)及單級高、低壓渦輪、環形燃燒室和常規收斂-擴散噴管的結構。這一設計在20世紀80年代來說,已經屬于比較激進的方案了。而且,印度燃氣輪機研究院提出的設想是希望“卡佛里”渦扇發動機的總體性能達到與法國“陣風”戰機上的M88-3渦扇發動機相當的水平。對于印度這樣一個從來沒有自主研制過噴氣式發動機的國家來說,一開始就將“卡佛里”渦扇發動機定在如此高的水平是相當不切實際的。
教訓二:基礎薄弱。印度航空工業在20世紀40年代末期起步,最初是以修理飛機和發動機為主,之后逐步過渡到根據許可證組裝生產噴氣式戰斗機和攻擊機。然而,在印度燃氣輪機研究院立項研發“卡佛里”渦扇發動機之時,印度航空發動機工業的技術基礎還是很薄弱的。再加上當時印度政府強調“卡佛里”渦扇發動機要實現全面的國產化,從設計到材料生產工藝都立足于印度本土研發機構和企業,難度可想而已。比如,“卡佛里”渦扇發動機在渦輪部分計劃采用先進的單晶渦輪葉片,其材料和生產制造工藝都是目前世界航空發動機工業的尖端技術。單就這一技術,印度航空發動機研發機構就攻關了十余年,性能卻依然無法達到要求。
世界上能夠研制先進航空發動機的國家屈指可數,難度可想而知。
教訓三:測試手段不全。世界航空發動機研發,很大一部分成敗因素決定于測試手段是否完備。每一型成功的航空發動機都是在長期高強度的測試和試飛中,逐步完善發展起來的。而在這一方面,印度欠缺的實在太多了。比如,印度燃氣輪機研究院沒有研發自己的空中試車臺,只能到俄羅斯茹科夫斯基試飛中心,租用俄方利用圖-16中程轟炸機改裝的空中試車臺進行“卡佛里”渦扇發動機的測試。此外,印度燃氣輪機研究院也沒有自己的超音速高空地面試車臺,只能求助于法國斯奈克瑪公司。
另外,印度燃氣輪機研究院用于測試和試飛的“卡佛里”渦扇發動機原型機只有區區的17臺,實在是“太摳門了”。而美國、俄羅斯以及歐洲等國研發先進渦扇發動機時,都要生產數十臺原型機。比如,俄羅斯著名的AL-31F渦扇發動機在研制階段生產了多達51臺測試用原型機,總試驗時長達到了22900小時之多。
LCA“光輝”戰斗機已經批量交付印度空軍,若該機一直不選“卡佛里”發動機,印度國產噴氣發動機發展將遲遲無法看到曙光。
印度發動機未來發展困境重重
從目前印度政府的這一決定可以看出,未來印度國產LCA“光輝”戰斗機以及改進型戰機都將采用美制F404-GE-F2J3渦扇發動機,“卡佛里”渦扇發動機的研發則徹底終結。
事實上,作為當今世界性能最為優異的中等推力渦扇發動機,F404系列發動機不僅配裝在印度LCA“光輝”戰斗機上,韓國T-50高級教練機、瑞典JAS-39“鷹獅”等其他國家研發的輕型戰斗機也采用了該系列發動機。所以,對于印度來說,只要不再發生1998年進行核試驗而被美國制裁的事件,至少印美兩國的軍貿和軍事技術交流會一直保持正常,F404-GE-F2J3渦扇發動機的交付以及保障維護也不會受到影響。而且,今后印度也很有可能決定從美國GE公司引進組裝線,獲得F404-GE-F2J3渦扇發動機的生產許可。
當然,從另一個方面來看,印度國產LCA“光輝”輕型戰斗機以及改進型戰機未來的發展,至少在動力性能的提升上,將要完全依賴于美國GE公司F404系列發動機的發展。事實上,等于美國人在一定程度上攥住了印度國產LCA“光輝”戰斗機發展的命脈,“卡佛里”項目重啟基本無望。
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