欧洲“台风”Typhoon 战斗机发展史 typhoon台风
(一)、前期探索及合作
1、AST-396计划→AST-403计划→AST-403/AST-409计划
1970年,英国推出AST-396(Air Staff Target 396)计划,目标是研制一种单座全天候低成本STOVL(Short Take Off Vertical Landing)战斗轰炸机,用以取代现役“鹞”(Harrier)、“美洲虎”(Jaguar)攻击机。
1972年,AST-396被AST-403计划取代,这是一种空中优势战斗机,但仍要求具备STOVL能力。
如果大家了解一下JSF计划的曲折经历,就不难看出,在40年前提出这样一种STOVL高性能战斗机计划,是多么不靠谱的空想了。不过,在当时西欧层出不求的各种新型战斗机方案中,STOVL却是常见性能要求,这与各方对未来战争形态的预测不无关系。当然,架空毕竟是架空,离现实还是远了点……
不久,在与法、德协商之后,英国对AST-403计划进行调整,放弃了STOVL能力要求。
同时,针对STOVL能力要求,英方另行提出AST-409计划。此计划后来发展为鹞GR5/GR7/GR9。
2、ECA计划
在对调整后AST-403计划进行分析的基础上,英、法、德三国于1975年正式展开“欧洲作战飞机”(ECA,European Combat Aircraft)计划,以制造一种能同时满足三个国家空军需要的战斗机。
英国希望ECA是一种多用途战斗机,能够取代F-4“鬼怪”(Phantom)战斗机和“美洲虎”(Jaguar)攻击机,预计1987年服役。
法国要求发展一种轻型、多用途战斗机,能够在航母上使用,可取代“美洲虎”攻击机,但作为战斗机,该项目又不能影响本国幻影-2000战斗机计划,希望该机最早能在1991年前后服役。
德国则主张研制能取代F-4“鬼怪”的空中优势战斗机,他们对ECA的对地攻击能力并不感兴趣。
由于三国分歧难以协调,合作计划争执多年未有进展。
3、ECF计划
1979年,英国宇航公司(British Aerospace)与德国MBB公司(Messerschmitt-B?lkow-Blohm)代表各自国家政府推出了联合发展“欧洲战斗机”(ECF,European Combat Fighter)计划,但由于经费问题,该计划并未引起太多关注。
为了解决经费困难,英、德积极吸引其它欧洲国家(尤其是法国)参与该计划。
由此,1980年,英国宇航公司(BAe)、德国MBB公司、法国达索公司(Dassault)开始合作发展ECF计划。
但在进行ECF计划合作的同时,三国仍各自推进着自己的相关研究。
BAe有P-106、P-110项目,MBB推出了TFK-90(Taktisches Kampf-flugzeug 90)计划,而Dassault则启动了ACX研制工作(该计划后来发展为“阵风”战斗机项目)。
一人一把号,自然奏不出“圣母颂”。
到1981年,情况已经非常明显,ECF合作计划进行不下去了。
4、ACA计划
在英、法、德合作推进ECF计划的同时,意大利也在进行自己的未来战斗机计划研究。
1981年ECF计划失败后,英、德、意三国合作的帕那维亚公司(Panavia),提出了“敏捷作战飞机”(ACA,Agile Combat Aircraft)计划。
1982年,英国国防部(MoD,Ministry of Defence)宣布为ACA计划及其技术验证机项目EAP(European Aircraft Program)投资。
英国国防部为EAP计划投资八千万英镑(£80million),其余投资(1亿英镑)来自于帕那维亚公司参与各方。
尽管德、意两国政府撤出了对EAP项目的官方支持,但是MBB和Aeritalia都决定留在该计划之中,并参与了其部分制造工作。
5、EAP计划
1983年5月,EAP项目合同正式签署。
EAP在设计方面吸取了前面多个项目(P.106、P.110和TFK-90)的经验,采用鸭式前翼、单垂尾、双发、腹部进气布局,并验证了先进材料、数字飞控(DFCS,digital flight control system)等先进技术。
1985年10月27日,EAP(编号ZF534)验证机在英国宇航公司沃顿厂(Warton)出厂。
1986年8月8日,采用2台RB199-MK104D加力涡扇发动机的EAP首飞成功。首飞速度即达到Mach 1.1。
至1991年5月1日,EAP共试飞259架次、195小时21分钟,最大速度超过M2,攻角超过35°。
EAP是“台风”战斗机发展历程中非常关键的一步。其优异的试飞表现使得那些犹豫不决的潜在合作者得以定下了参与研制的决心。
6、F/EFA计划
在EAP项目研制期间,英、法、德、意、西再次尝试推动合作发展未来欧洲战斗机计划(F/EFA,Future European Fighter Aircraft)。
1983年12月,英、法、德、意、西五国签署了“未来欧洲战机”计划(F/EFA,Future European Fighter Aircraft),并拟定了1984年2月~6月期间作为指导方针的未来可行性发展计划。
按协议要求,未来欧洲战斗机为单座、双发、短距起落(STOL,Short Take Off and Landing),以空-空优势任务为主,突出超视距空战(BVR,Beyond Visual Range)能力,兼顾防空和对地攻击。原型机计划在1990~1991年试飞,生产型于1995年服役。预计参加研制的欧洲五国共需800架,其中,德国250架,英国150~200架,法国200架,意大利100架,西班牙100架。
1984年7月9日五国国防部长会议之后,10月11日,合作各方确定了明确的发展目标,计划从发动机选定、资金预算、项目实施细节和实行计划大纲着手。
1984年9月~1985年2月,详细的研发大纲开始实施。
1985年2月,2种细节不同的双发战斗机方案提出。
英、德、意、西四国一致赞成第一方案,法国则主张以阵风A为基础的第二方案。
法国希望未来欧洲战斗机轻一些(空重8.5~9T),以便降低成本,利于出口,并能满足其上舰的要求。而英国对此并不赞成。
更重要的是,法国认为:在鸭式三角翼设计方面,达索经验最丰富,故新机研发应以法方经验和技术为基础,并占据项目主导地位;但英国认为:合作各方应“公平参与”,不赞成确立一个特殊的领导方。
在此情况下,1985年6月17日各方伦敦会议上没能达成一致共识。
1985年7月1日,法国决定撤出未来欧洲战斗机研制项目。
1985年8月,在意大利都灵召开的最高级别军事峰会上,英、德、意决定加速推进欧洲战斗机(Eurofighter)计划。
在随后几个月里,法国一度曾抱有恢复合作的期望,甚至愿意重新加入计划,承担主要设计研发任务以及31%工作份额。此外,在法国退出后,美国一度也有参加此计划的可能性,1985年11月29日,温伯格提议加强欧美航空合作。而比利时也曾在1986年8月表达了希望参与合作的声明。但这些设想都没有能走的太远。
(二)、EFA计划
1、EFA计划的正式推出
1985年8月,英、德、意签署协议,启动欧洲战斗机计划(EFA,European Fighter Aircraft),预计三国分别采购250架、250架、200架,工作份额分配为38%、38%、24%。
1985年9月2日,西班牙决定参加合作。
1986年6月1日,Eurofighter Jagdflugzeg GmbH(EF GmbH)作为EFA计划主承包商,在慕尼黑(Munich)成立,参与企业有:British Aerospace、DASA、Aeritalia、Construcciones Aeronáuticas SA(CASA)。EFA计划正式成为英、德、意、西五国合作项目,预计五国采购765架(250架、250架、165架、100架),工作份额调整为33%、33%、21%、13%。
1986年9月1日,Eurojet Turbo GmbH成立,参与企业有德国MTU(Motoren-und-Union)、英国Rolls-Royce、意大利FiatAvio,以及西班牙ITP(Industria de Turbo Propulsores)。
1987年,北约成立NEFMA(NATO European Fighter Aircraft Development, Production and Logistic Management Agency),作为四国政府委托主管EFA计划的部门。
经过1987年通过的欧洲战斗机主需求发展的讨论(ESR-D,European Staff Requirement Development),1988年11月23日,NEFMA代表欧洲四国,与Eurofighter、Eurojet签署了欧洲战斗机机体和发动机的全尺寸研制合同。
英国皇家空军(RAF)宣称EFA是一种低可探测性、双发动机、高机动性的单座战斗机,具备短距起降能力,优化超视距空战性能。
机体和发动机合同的签订后不久,1990年,EFA雷达研制合同也被授予EuroRADAR集团(由GEC-Marconi、DASA、Inisel、FIAR四家公司组成)
1992年3月13日,与EuroDASS签署DASS研制合同。
然而,随后不久,EFA计划顺利推进的好日子结束了。
2、从EFA到EF2000的转变
90年代初,国际局势剧变,冷战结束使得欧洲防务压力骤减,许多人开始怀疑代价高昂的EFA计划的前景。
特别是德国政府,由于统一重建计划耗费巨大,面临沉重的财政压力,因此倾向于寻找低成本的EFA替代方案。
1992年7月,德国政府宣布撤出EFA计划。与此同时,英国内部对RAF的需求数字也充满质疑。在此情况下,1992年10月,意大利和西班牙也暂停了研制进程。EFA计划走入了寒冬季节。
为了留住德国,EFA计划合作各方审查了该项目,以便减少开支。
总共有7种简化方案被讨论:
3种在目前三角翼/鸭翼布局基础上的单发方案,3种单发箭形三角翼方案,1种双发箭形三角翼方案。
其中单发方案分别考虑了三种发动机选择:90kN推力EJ200发动机、130kN推力发动机、150kN推力发动机。
评价结果,只有选择单台EJ200发动机的2种方案能降低成本,不过其性能表现则与原EFA方案相差甚远。因此,继续原EFA方案(并适当简化),是唯一可行的选择。
在此情况下,德国同意回到合作中去。
1992年12月,英、德、意、西四国国防部长在布鲁塞尔达成协议,继续推进EFA计划,但为了降低成本,对原方案适当简化调整。新的EFA方案(英、意、西称之为N/EFA,德国仍称之为EFA),被正式命名为EF-2000(Eurofighter 2000)。
1994年1月21日,新ESR文件被发布。
EF-2000机体保持原设计不变,但通过制造工艺与设备方面的改变来降低成本。为了满足各国不同需求,采用共同机体,可装不同设备。
为了达到降低成本30%目的,德国空军装备的欧洲战斗机将推迟2年服役(2002年),并选择一些低成本设备配置,例如以AN/APG-65取代ECR-90雷达、不装备DASS等等。(不过,到1996年,德国仍然决定选择与其它国家相同的设备配置选择)
同时,采购数量也调整为589架:英国232架,德国140架,意大利130架,西班牙87架。
相应各国在计划中所占份额也有所调整:英国上升至39%,德国则减至24%,意大利22%,西班牙15%。
按计划,EF-2000将在2000年先向英国、意大利交付(这也是EF-2000起名的由来,但这个时间不久也还是被突破了),然后再向德国、西班牙交付。
3、从EF-2000到“台风”(Typhoon)
在解决了与德国的争议之后,EF-2000的研制步伐也恢复了正常。
头两架原型机(DA 1、DA 2)在德国和英国开始制造。
原计划EF-2000在1992年首飞,由于YF-22、JAS-39都发生了因飞控(FCS)而导致的事故,因此合作各方决定首飞时间推迟,1993年大多数时间花在飞控软件检查上。
1994年3月27日,由德国DASA制造的DA 1原型机于曼兴(Manching)首飞,试飞员Peter Wege,首飞时间40分钟。
1994年4月6日,由英国BAe制造的DA 2于沃顿(Warton)首飞,试飞员Chris Yeo,试飞时间50分钟。
1995年6月4日,意大利Aeritalia制造DA 3于都灵Caselle首飞。
随后,DA6(西班牙)1996年8月31日于马德里Getafe首飞,DA 7(意大利)1997年1月27日于都灵Caselle首飞,DA 5(德国)1997年2月24日于曼兴首飞,DA 4(英国)1997年3月14日在沃顿首飞。
1995年,NEFMA与NAMMA(NATO Multi-Role Combat Aircraft Development, Production and In-Service Support Management Agency)合并,成立NETMA(NATO EF 2000 and Tornado Development, Production & Logistics Management Agency),继续主管EF-2000战斗机计划。
1996年1月,德国提出将原计划订货增加40架(达到180架),相应增加德国在合作中的份额(达到30%),新增加订货用于取代“狂风”(Tornado)战斗机,担负对地攻击任务。
1996年9月,英国宣布为EF-2000的生产阶段投资。
1996年10月,西班牙确认对生产阶段投资。
1997年10月,EF-2000投产的最大障碍消除了——经过长期的争执和协调之后,德国终于为生产阶段投资了。此时,德国放弃了92~93年提出的简化方案,而是与其它合作国保持一致。
1997年12月,意大利同意购买EF-2000战斗机。
1997年12月,英、德意、西四国国防部长在波恩(Bonn)签署EF-2000战斗机生产与支援谅解备忘录(MoU,the Memoranda of Understanding)
1998年1月30日,Eurofighter GmbH、Eurojet与NETMA签署了“台风”战斗机生产和支援的初步合同,价值550亿德国马克/185亿英镑(DM 55bn/£18.5bn)。
按计划,四国将采购EF-2000战斗机620架,包括:英国232架、德国180架,意大利121架,西班牙87架。
依照订货比例,四国的生产份额也进行了调整:British Aerospace(37.42%)、DASA(29.03%)、Aeritalia(19.52%),CASA(14.03%)。
1998年9月2日,EF-2000被命名为“台风”(Typhoon)战斗机(出口和RAF采用此命名,德、意、西三国仍称之为EF-2000)。
4、“台风”服役
2002年4月5日,预生产型IPA 2(意大利生产)首飞成功。
2002年4月8日,IPA 3(德国生产)首飞。
2002年4月15日,IPA 1(英国生产)首飞。
IPA 4(西班牙生产)、IPA 5(英国生产)、IPA 6(英国生产)、IPA 7(德国生产)分别于2004~2008年开始试飞。
第一架生产型Tranche I批次“台风”战斗机(德国空军订购,出厂编号GT001、序号98+31),于2003年2月13日首飞。
2003年6月30日,英、德、意、西四国代表宣布,台风战斗机通过型号验收并开始在四国空军服役,7月8日正式签署了型号认证书。
二、性能和设计特点
(一)、气动设计
“台风”战斗机设计的任务重点,是以制空为主(超视距空战是其设想的主要作战模式),兼顾对地攻击。为此,要求其具有优异的加速性能和爬升率,出色的持续和瞬时盘旋性能,以及高度的敏捷性能。因此,“台风”的气动布局也是围绕优化空战性能展开设计的,在减小超音速阻力和改进亚音速敏捷性这2个主要性能指标上进行综合,以低翼载和高推重比来提高飞机的机动性,同时兼具短距起落能力和对地攻击的大载弹量。另外,设计时也考虑了控制重量、降低成本、以及减少雷达反射面积的因素。
“台风”战斗机的设计,是前述多次方案探索中逐渐形成的。其中德国TFK-90方案对其气动设计的形成,起到了关键性基础作用。TFK-90所采用的大倾斜角机腹进气、鸭式三角翼设计,得到了参与合作各方支持,并被后续ECF、ACA、EAP等方案所继承,从而形成了EFA、以及后来EF-2000(“台风”)的气动设计基础。
RAF一向习惯于使用重型战斗机,如果完全按照英国的意图设计,那么“台风”会更大、更重,空重超过12T,自然成本也将难以控制。
在1985年8月都灵会议上,德国提出了飞机费用随其重量变化的关系曲线,令人信服的说明了重量控制的必要性。因此所签定的协议中明确指标:EFA空重9750kg、机翼面积50m2,发动机推力90kN。在1988年气动设计冻结之前,设计各方均按此进行各种方案的对比研究。(冷战结束后,由于设计思想转向兼顾对空和对地,导致交付的“台风”空重增至11,150kg。)
由此形成的“台风”气动设计,采用了大倾斜角腹部进气、单垂尾、纵向静不稳定的远距耦合鸭式三角翼布局,其优点是:
?亚音速飞行时,纵向不稳定布局设计使气动中心在重心前方,产生抬头力矩,可减小配平阻力,提高机动性(更高的持续和瞬时转弯角速度)。
?纵向不稳定布局对纵向操纵反应迅速,从而提高飞机敏捷性。
?超音速飞行时,虽然气动中心后移使飞机变得稳定,但仍比亚音速稳定布局更靠前。因此,仍然具有减小配平阻力和更好的转弯性能的优势。
?鸭式前翼涡流与机翼气流的相互作用增加的总升力,比它们各自产生升力之和还大,有利于提高瞬时转弯角速度。另外同种涡流的相互作用有利于展向气动载荷分布,使外侧机翼载荷减小,从而减小了机翼的弯曲力矩和结构质量。
?三角翼鸭式布局的飞机比带水平尾翼的三角翼布局的飞机更短、更紧凑、更轻。
?小展弦比三角翼由于翼根弦长大,增大了机翼绝对厚度和长细比,从而减小了超音速阻力。同时机翼结构更轻且容积更大,能够增加机内载油量。此外,大机翼还便于布置外桂,并减小由此引起的不利气动影响。
?大倾斜角机腹进气道在中高攻角时甚至是带侧滑时具有良好的工作特性。在超出最大升力攻角的情况下,发动机的气流质量仍很好。因此不需要再安装导流片或其它气流修正措施。进气道前方的机身略微下倾,可以起到预压缩作用,与进气道结合提供了良好的压力恢复值,有利于高音速时获得良好的发动机性能。
不过,这种气动设计也有一些不利因素;
?纵向不稳定布局需要采用电传操纵系统自动增稳,增加了飞行控制系统设计和试飞的难度;
?鸭式前翼干扰了机翼气流,增大了机翼本身的气动非流线性特性,还可能产生其它一些不利因素;
?鸭式前翼和大倾斜角机腹进气道增大了雷达反射面积(RCS),不利于隐身。
?小展弦比三角翼鸭式布局另一个主要缺点就是在中等攻角以上时诱导阻力较大,这通过放宽纵向静不稳定度方法加以克服。另外,“台风”机翼前缘采用机动缝翼(缝翼偏转角随攻角及M数变化自动调节),也有利于减小诱导阻力。
根据1998年4月份IDR月刊报道,BAE Systems发言人指出:EF-2000是气动设计静不稳定度最高的战斗机,甚至超过X-29前掠翼实验机。而如此高的不稳定度,赋予EF-2000优异的亚音速与超音速机动性,但是也造成其数字飞控系统的水平与要求远高于其它传统战斗机,方能有效控制这架极其灵活机动却也极不稳定的战机,也因此造成试飞计划有所拖延……即使是以机动灵活闻名的F-16,其亚音速飞行领域之不稳定度也只有-5%平均气动中心弦长,当其速度到达Mach 1左右时,其气动构型便会转为正稳定度而失去灵活性;X-29前掠翼实验机的不稳定度高达-35%平均气动中心弦长,其机体气动构型会在时速达到1.4Mach之后才会转变成正稳定度,而EF-2000战机的静不稳定度更在X-29之上。
研制初期,曾有担心,采用腹部进气道布局的双发动机飞机,如果一台发动机发生故障,有可能对另一台发动机产生影响。EAP和EFA的试验结果,消除了这个顾虑,并且证明,“台风”的进气道与发动机匹配良好。而“阵风”则采用2个独立的“半埋式”进气道,这样可以保证每一台发动机都有各自独立的工况,便于前起落架舱,并能在机身下携带长外挂,利于减少前向雷达反射特征。
研究表明,对于腹部进气的鸭式布局战斗机,如果前翼纵向位置接近机翼时,前翼将产生较大超音速阻力,因此,“台风”的设计将前翼前置于距机翼较远位置,形成远距耦合鸭式布局。这与法国“阵风”战斗机将前翼置于两侧进气道上方、离机翼较近的近距耦合鸭式布局相比,两者之间有本质区别。近距耦合鸭式布局主要还是用于改善低速、大迎角特性,而这又是“阵风”上舰所需要具备的性能。但对强调超视距空战能力、又无上舰要求的“台风”来说,减少超音速阻力则是其更为优先考虑的因素。
“阵风”进场飞行速度只有120节,能以115节速度降落在航母上。而“台风”降落速度则可达140节。由此可以看出两者低速降落性能的差别。
不过根据2011年10月份Combat Aircraft Monthly报道:BAE Systems认为,如果研制舰载型“台风”,通过采用TVC技术,其可实现以14°攻角、126节时速进场着舰。
TFK-90的研究,对单、双垂尾都进行了研究,而ECF、ACA均采用了双垂尾。EAP则借用了“狂风”的单垂尾,以节省时间和费用。出于成本和重量控制的考虑,“台风”选择了单垂尾。
同样因为考虑成本和重量因素,“台风”取消了EAP的复合三角翼(翼根57°,外翼45°),采用53°直前缘固定后掠角设计,翼展由11.7m减小为10.95m,机翼面积减小1.66m2,前翼面积从3.81m2减至2.40m2,前机身横截面由椭圆形改为圆形。另外,取消了EAP的低阻翼尖,代之以DASS吊舱。
这些气动变化,不仅被EFA(“台风”)所采纳,大多数也在之前的英国P.120(80年代初BAe根据RAF的AST-414计划所提出的未来战斗机方案,被视做一旦EFA合作挫折的英国备用选择)方案所体现。
通常认为,“台风”所采用的腹部进气、鸭式前翼设计,不利于隐身。这也是美国F-22、F-35放弃此类气动布局的重要原因。
诚然“台风”的隐身能力无法与F-22、F-35相比,但其的确也考虑了隐身对气动的要求。“台风”DA 4也曾在沃顿(Warton)进行了秘密的雷达回波测试。有消息说,“台风”的腹部进气道也是弯曲的,其发动机叶片并不被直接暴露,并且进气道内也有吸波材料。
至于“台风”与“阵风”隐身性比较,通常认为“阵风”可能更好一些,但这类观点也没有权威的相关数据支持(准确的隐身性数据高度保密)。但可以推测,“台风”、“阵风”与F/A-18E/F,隐身性能基本上在同一档次。
与“阵风”飞行性能相比,“台风”优势在于高空高速,有利于BVR空战,而低空低速格斗则略为逊色,但差
(二)、动力
1、前期方案探讨
“台风”战斗机研制初期,曾对5种动力选择方案进行了探讨。
?RB199-MK104
RB199-MK104是“狂风”(Tornado)F.2截击机的动力,也被选择用于EAP验证机,曾是EFA计划重点考虑的选择之一。
对于以低空对地攻击任务为主的“狂风”战斗机来说,RB199是一种优秀的动力,低空性能良好,推力强劲,油耗也低。但如果用于90年代(乃至21世纪)的空中优势战斗机,则显得弊端多多。技术落后,推力不足,高空性能不良(用于“狂风”F.2的RB199已暴露出高空性能下降的问题)。
从维持技术研发力量以及跟踪航空发动机技术制高点角度考虑,也有必要为EFA研制一种新型动力。
不过,RB199-MK104仍然在EFA计划中发挥了重要作用。不仅被EAP采用,而且“台风”原型机DA 1、DA 2首飞时也采用了RB199-122(RB199-104E)。
由于初期EJ200研制进度滞后于EFA计划,合作各方曾考虑前20~30架EFA配备RB199。但是,随着EJ200进度的加快,更由于EFA的一再拖延,因此,除了DA 1、DA 2,其它“台风”战斗机都采用了EJ200。
?XG-20/Demo 20
RB.199的改进型,不加力推力增加15%,加力推力增加20%(这是型号编号中“20”的由来),不加力推力增加15%。
XG-20接近EFA对最大推力的要求,但是采用RB.199存在的问题,选择XG-20也同样存在。
?Snecma M88
M88比RB.199更适合空中优势战斗机的要求。不过其推力(75kN)、推重比(<9:1)都低于EFA对动力的要求。由于法国与EFA计划其它四国合作失败,M88没有被EFA计划所考虑。
?GE F404
F404非常适合装备空中优势战斗机,其发展型(F414)推力也达到了90~100kN,推重比接近9:1。
但是F404是美国的发动机,而EFA计划的初衷就是要发展欧洲自己的防务能力,自然F404不太容易被接受了。不过,F404毕竟是一种成熟可行、低成本的选择,每当EFA计划遇到麻烦时,以F404为基础的低成本替代方案就要被提出。
?XG-40
XG-40是Rolls-Royce的下一代战斗机动力验证机,加力推力比RB.199增加40%(这也是型号编号中“40”的由来),达到20,0001b(90kN),推重比10:1。
显然,以XG-40为基础发展EFA发动机,比其它方案选择更为先进,也更适合EFA的性能要求。当然,其研发费用及技术难度也是各方案中最高的。
2、XG-40发动机验证计划
1982年,英国国防部授予Rolls-Royce一份研究合同,双方共同出资,进行XG-40发动机验证计划。
XG-40项目包括三个分计划:
部件验证(1982~1988年)、验证机试验(1984~1989年)、寿命评定(1989~1995年)。
1986年12月23日,首台XG-40进行台架试验。
至1995年6月,XG-40完成了200小时整机试车,全工况下试验超过4000个循环,圆满完成了验证任务。
XG-40性能参数
推重比10:1
风扇压比3.9
高压压气机压比6.5
总增压比~26
涵道比0.6
加力推力>90kN
不加力推力>50kN
涡轮前温度>1800K
XG-40计划的成功,为EJ200的发展奠定了良好的技术基础。
3、EJ200的研制
在1985年,以XG-40的技术探讨为基础的EJ200相关研制就已经开始。
1986年9月1日,负责EJ200计划的Eurojet Turbo GmbH成立,参与企业有德国MTU(Motoren-und-Union)、英国Rolls-Royce、意大利FiatAvio,以及西班牙ITP(Industria de Turbo Propulsores)。
1988年11月23日,NEFMA代表欧洲四国,与Eurofighter、Eurojet签署了欧洲战斗机机体和发动机的全尺寸研制合同。
1988年11月28日,第一台EJ200发动机验证机(DVE)在慕尼黑(Munich)MTU公司试车台进行运转试验。
随后,第二、三台DVE发动机试验分别在FiatAvio、Rolls-Royce进行。
至1989年12月,DVE发动机达到合同规定要求。
1988年初,EJ200全尺寸发展型(FSD)设计工作展开。
1991年,第一台FSD发动机装配完成并进行运转试验。
1995年,在通过全部试飞前试验后,EJ200取得欧洲适航部门批准,开始用于“台风”试飞工作。
此时,“台风”DA 1、DA 2原型机,配备RB199-122(RB199-104E)涡扇发动机,已经分别于1994年3月27日、1994年4月6日完成首飞。
1995年6月4日,装备2台EJ200-01A发动机的“台风”DA 3原型机于都灵Caselle首飞。
装备“台风”DA 1~DA 7原型机的EJ200有01、03批共2批次:
EJ200-01A,采用C1 DECU发动机控制单元。
EJ200-01C,主要修改了高压压气机、改进了低烟燃烧室;
EJ200-03A,采用MTU Aero研制的三级整体叶盘风扇,主燃烧室燃油喷嘴改为气动雾化结构,C2 DECU发动机控制单元。
EJ200-03B,与03A相比,两者区别是压气机的改进,以及主燃烧室为气动雾化结构喷嘴的“富燃”设计。
EJ200-03Z,与03B相比,03Z减轻了重量,提高了寿命,改进了高压压气机和高压涡轮,采用新设计的出口导流叶片和低压涡轮。
1998年1月30日,Eurofighter GmbH、Eurojet与NETMA签署了“台风”战斗机生产和支援的初步合同。按计划,四国将采购EF-2000战斗机620架,包括:英国232架、德国180架,意大利121架,西班牙87架。
按照合同,“台风”战斗机将分三个批次(tranche)生产,总共预计1382台EJ200发动机的生产,也按此分为三个批次生产(Tranche 1:363台Tranche 2:519台Tranche 3:500台)。
1999年底,EJ200通过初始鉴定试验(CICT,Completion of Initial Certification Testing)。
2001年3月8日,EJ200通过生产型发动机技术鉴定。
2001年7月12日,首批2台标准生产型EJ200MK101交付。
2002年4月5日,EJ200MK101装备于“台风”IPA 2(意大利生产双座型)首飞成功。
2003年6月30日,“台风”战斗机通过型号验收并开始在四国空军服役,7月8日正式签署了型号认证书。EJ200MK101也由此正式投入现役。
4、EJ200性能
双转子加力式小涵道比涡轮风扇发动机。风扇为3级轴流式;高压压气机为5级轴流式;环形无烟燃烧室,带蒸发式喷油嘴;单级轴流式高压涡轮;单级轴流式低压涡轮;加力燃烧室为燃烧和混合型,采用多根径向火焰稳定器;全程可调收敛-扩张式尾喷管。
型号EJ200MK101
推重比9:1
加力推力(kN)90(war setting:增加5.5%)
不加力推力(kN)60(war setting:增加15%)
质量(kg)990~1035(下限值为发动机基本重量)
最大直径(mm)863
进口直径(mm)740
涵道比0.4
总增压比26
空气流量(kg/s)75~77
涡轮前温度(k)1750~1800
不加力耗油率(kg/10N.H)0.77
加力耗油率(kg/10N.H)1.69
5、改进
?Tranche 2批次生产型EJ200
2004年12月14日,NETMA(NATO Eurofighter and Tornado Management Agency)与Eurofighter GmbH、Eurojet Turbo GmbH签署了“台风”战斗机Tranche 2批次合同,合同价值130亿欧元(
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