[科学世界]国产化韩国型战斗机“心脏”的条件

Published 08 Mar.2024 11:16(KST)

Updated 25 Jun.2025 15:24(KST)

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有关韩国型战斗机“KF-21”发动机国产化必要性的讨论近年来频频出现。很多人认为，整架飞机的系统是我们自己开发的，但发动机却依赖进口。事实上，发动机也确实在国内生产。KF-21所使用的发动机型号为“F414-400k”，由美国通用电气公司（GE）开发，与美国海军在航空母舰上使用的FA-18E/F“超级大黄蜂”战斗机所搭载的发动机几乎相同。目前由韩华航空宇宙（韩华）以许可证生产方式在国内制造。

当然，仅停留在许可证生产阶段并非理想状态，尽快摆脱这一局面才是目标。但这并不容易。航空发动机，尤其是战斗机发动机，是精密工程的结晶。航空发动机，特别是用于战斗机的燃气涡轮发动机，要在极端高温、高压环境下运行。前端的“涡轮”旋转吸入空气，与燃料混合点火燃烧后，将产生的高压燃气喷出，从而推动飞机飞行。战斗机为了实现高速机动，还需要在一次燃烧产生的废气中再次喷入燃料并点火，将推力提升50%以上的“加力燃烧室（After Burner）”功能。在这一阶段，仅火焰温度就会飙升至接近摄氏2000度，发动机寿命自然会在转瞬之间被大幅消耗。

要解决这些问题，就必须具备高水平的材料技术。据悉，用于先进发动机开发的材料种类超过60种。如果要自主开发发动机，首先就要从这些材料的自主研发做起，并针对材料特点攻克匹配的设计、铸造、锻造、涂层、焊接等各类加工技术。目前在国内从事此类研究的机构屈指可数，主要是国防科学研究所、韩国航空宇宙研究院等国家级研究机构，民间企业中则以韩华最具代表性。

研究人员当前的直接目标，自然是实现“KF-21”发动机的国产化。然而前路漫长。KF-21搭载的F414-400k发动机单台推力为2.2万磅力（lbf，推力单位），两台合计可提供4.4万磅力的推力。而目前国内正在研究的燃气涡轮航空发动机，只有由防卫事业厅主导的5500磅力级发动机一个型号，相当于现在才在开发KF-21发动机性能三分之一水平的产品。未来战场预计将以“无人机”为主流，所需发动机推力预计在1万磅力以上。因此，有观点认为，当务之急是开发可广泛应用于各类无人机的1.5万磅力级发动机。在此基础上再持续提升性能，未来就有望开发出推力达到2.2万磅力以上、可用于KF-21的高性能发动机。

在这一过程中，有一点绝不能忽视，那就是耐久性。俄罗斯和中国等原社会主义阵营国家也可以制造航空发动机，但真正能够生产“具有商品竞争力的发动机”的企业，基本可以压缩为美国通用电气公司和普惠公司（P&W）、以及英国的劳斯莱斯三家。以战斗机发动机为例，俄罗斯和中国生产的发动机使用时间大致只有1000小时左右，而美英三家企业的产品则可达到4000小时以上，最高甚至可达6000小时。通常一架战斗机的寿命大约为30年，期间累计飞行时间约7000至8000小时。也就是说，使用前社会主义阵营国家生产发动机的战斗机必须频繁更换发动机，其出口竞争力自然会大打折扣。韩国型战斗机若想在世界市场上脱颖而出，也必须解决这一课题。即便要花更多时间，当下也正是需要在基础材料技术开发上倾注更多精力的时候，唯有如此，才能真正实现航空技术的自主自立。

Jeon Seungmin 科学技术专业作家