上世紀60年代,蘇聯留裡卡設計局研發了AL21F系列大推力渦輪噴氣發動機,曾廣泛用於蘇-17、蘇-20、蘇-22、蘇-24等戰鬥機。我國大批次引進的AL31F系列發動機就是在AL21F基礎上研製的,而AL21F又脫胎於AL7F發動機。
AL系列發動機從50年代就開始研製了,1953年,留裡卡發動機設計局研發了新一代的單軸渦噴發動機,名為AL7,它有8級軸流式壓氣機,最初的增壓比為7,增壓比指的是壓氣機出口空氣總壓與進口空氣總壓之比。戰機在超音速狀態,一般進入進氣道的氣流需要減速才能供給發動機的壓氣機,但在這個過程中氣流動能卻有很大損失,而超音速壓氣機能避免這個損失,將空氣動能最大限度的轉化為壓縮能。AL7F後來就增加了一級超音速壓氣機,使壓達到了10,當時世界上還未出現類似的壓氣機。第一臺AL-7的壽命只有25小時,1955年8月,試飛型AL7-1發動機才通過了100h的國家實驗。
AL7F-2於1958年研製,壓比為9.3,雖然有所降低,但可靠性增加,翻修間隔提高到300小時。發動機進口直徑增加到1300毫米,比直徑僅0.9米的渦噴7大得多,加力推力達到98.98千牛,比後來出現的M53和斯貝MK202這類渦扇發動機推力都大。AL7F-2主要配裝蘇-11和圖-128重型遠端截擊機。
最達起飛重量達43噸的圖128“大提琴手”截擊機裝兩臺AL7F-2發動機
AL-7F-4於1962年研製,壓比為9.38,加力推力進一步提高到105.84千牛,並改進了加力燃燒室和噴管,得益於前幾個子型號的成功經驗,AL7F-4同年就進入生產線,用於圖-128M。
AL-7F系列發動機的渦輪進口溫度達到927℃左右,雖然不高,但均帶有第一級超聲速壓氣機級設計,壓比較高,且1300毫米的直徑帶來較大空氣流量,因而推力很大。因此,搭載AL系列發動機的蘇霍伊戰機一貫有多面手性質,既能對地對海攻擊,又能勝任空戰角色。
當發展到AL-21F的時候,蘇聯的噴氣式發動機技術已由量變達到了質變,其主要部件,如壓氣機、燃燒室、渦輪、加力燃燒室都有重大進展。AL21F共有14級壓氣機,渦輪三級,兩級高壓,一級低壓,總壓比達14.75,高壓渦輪進口溫度提高到1112℃。據悉在AL21F研製過程中還參考了J79的設計,當年的越戰中,蘇聯人將被擊落的F-4戰鬥機的發動機拆運回國,對其裝備的通用J79渦輪噴氣式發動機進行了仔細研究,但AL21F的效能無疑大大超過了J79。它的額定推力為8.3噸,加力推力高達12.5噸,達到了渦噴發動機的一個推力巔峰。缺點就是耗油量較高,額定推力下的耗油率約為6900公斤/小時,這使得載油達11噸且用變後掠翼的蘇24航程不足3000公里。
AL-21F-3的成功研製大大提高了蘇聯的航空發動機技術水平,它不僅推力大,而且體積也比蘇聯裝備的大多數同等級發動機要小得多,蘇聯另一種大推力渦噴發動機,圖曼斯基的R29-300雖然造價低,耗油率也低,但尺寸有所加大。即使有如此雄厚的基礎,蘇聯在研製AL31F的時候,仍然遇到了意想不到的極大困難,表面上相對AL21F-3,AL31推力沒增加多少,推重卻要求增加1,其主要的研製工作就集中在減重上,可就是為了增加這個1,蘇聯花掉了十幾年的時間,甚至沒趕上蘇27早期的試飛,不得不由AL21F-3暫時代替。
粗算一下AL-31F的研製時間是9年(1976-1985),加上成熟期按6年計算(1985-1991),那麼這型發動機的研製週期大致是15年,表面上比太行發動機快得多,但這個15年的前提是有成熟的AL21F-3,如果從AL家族的鼻祖AL-7開始算起,積累時間則是近40年!
後來的AL31F系列之所以能發展出AL37、99M、117S等一大批衍生型號,形成一個龐大的發動機家族,就是因為透過AL7F和AL21F兩大系列的自主研發和長期裝機使用,積累了豐富的實驗資料和使用經驗。而我國太行發動機又是在什麼基礎上發展的呢?是渦噴13還是崑崙發動機呢?都不是。太行發動機的相關核心部件缺乏從簡單到複雜的充分驗證,單是靠借鑑是遠遠不夠的,打鐵還需自身硬。太行發動機研製的過程就是不斷回去打基礎、回爐、補課的過程,這個過程至少相當於走完了AL7F、AL21F、AL31F三代發動機的研製歷程,實屬不易。