美媒刊出的中國兩款主要戰(zhàn)機發(fā)動機發(fā)展歷程

【環(huán)球網(wǎng)報道 記者 張加軍】美國《洞察中國》（China Sign Post）網(wǎng)站去年6月份登載題為《中國噴氣發(fā)動機的發(fā)展：國產(chǎn)高性能渦扇發(fā)動機是實現(xiàn)戰(zhàn)斗機制造完全獨立自主的最后環(huán)節(jié)》。時隔一年，這篇文章提到的很多觀點依然具有很大的參考價值，文章對中國航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀以及未來發(fā)展作了較為全面的分析與展望。本文所講的發(fā)動機主要是指航空軍用渦扇發(fā)動機。以下是文章重點內(nèi)容（小標(biāo)題為譯者所加）：

真正掌握軍機發(fā)動機核心技術(shù)的國家屈指可數(shù)

在研發(fā)國產(chǎn)高性能航空發(fā)動機、用于裝備軍用飛機方面，中國的戰(zhàn)略關(guān)注很明晰，這一戰(zhàn)略選擇包含著重大的航空工程技術(shù)挑戰(zhàn)，世界范圍內(nèi)，僅有屈指可數(shù)的幾家公司真正掌握這項技術(shù)。這并不奇怪：發(fā)動機就是飛機的心臟，與人體系統(tǒng)不同，發(fā)動機可以獨立設(shè)計研發(fā)，但是這面臨著溫度、壓力、過載等多種挑戰(zhàn)，只有最先進的材料、最合適的機械加工，才能搞定。近年來，中國在材料和制造方面取得了一些進步，但在部件、系統(tǒng)的設(shè)計集成（這都是發(fā)動機發(fā)揮最大效能的關(guān)鍵因素）以及基于可靠性特征制訂后勤和使用管理方案等方面，進步依然有限。

掌握五代機高端發(fā)動機 中國還需5-10年

文章預(yù)測，中國將會花上2到3年才能獲得與當(dāng)前在航空發(fā)動機方面聚集投資相稱的綜合技術(shù)能力，5到10年后，中國才能持續(xù)地批量生產(chǎn)第五代戰(zhàn)斗機所需的高端渦扇發(fā)動機。一旦達(dá)到這個階段，中國就將躋身高端發(fā)動機制造國俱樂部，戰(zhàn)略意義重大深遠(yuǎn)，同時，又能消除一個為數(shù)不多的依賴俄羅斯技術(shù)的瓶頸。

尋求能夠制造高性能軍機發(fā)動機的中國航空工業(yè)，由以下四項戰(zhàn)略急需驅(qū)動：（1）部件對外依賴；（2）俄羅斯提供意愿不足；（3）飛機外銷自主；（4）糟糕的俄羅斯售后服務(wù)。中國領(lǐng)導(dǎo)者不希望國家最現(xiàn)代化的戰(zhàn)機在核心部件尤其是動力方面依賴從國外進口。俄軍在未來10年采購的軍用發(fā)動機數(shù)量將超過蘇聯(lián)解體后20年的總量，當(dāng)年蘇聯(lián)解體、軍備采購下滑才迫使俄方對華出售航空發(fā)動機。如今，俄強化空軍，翻新飛機，為現(xiàn)有飛機平臺換發(fā)，以及采購蘇-34、蘇-35和T-50等先進戰(zhàn)機，這將導(dǎo)致俄羅斯航空發(fā)動機制造業(yè)的出口意愿削弱，甚至限制出口數(shù)量。俄羅斯可能更愿意優(yōu)先出售戰(zhàn)斗機整機。俄印聯(lián)合研制的五代機項目也將拉動對先進發(fā)動機的需求，即便中國能夠獲得一些先進的俄制發(fā)動機，也將無法滿足戰(zhàn)機生產(chǎn)的需要。

中國正日益成為先進戰(zhàn)斗機出口國，比如向巴基斯坦出口殲-10和FC-1“梟龍”戰(zhàn)機，中國不希望外國發(fā)動機供應(yīng)商擁有軍售問題上的否決權(quán)。FC-1與米格-29使用相同的RD-33發(fā)動機，但FC-1售價低廉，在發(fā)展中國家軍購市場上成為俄制飛機的強力對手，雖然俄方最終準(zhǔn)許中國出口這款戰(zhàn)機，但是，這段經(jīng)歷讓中國飛機制造商認(rèn)識到，如果配備了自己的航空發(fā)動機，中國戰(zhàn)機才能更容易出口。殲-10和殲-11B戰(zhàn)機也面臨類似問題，一旦中國決定出口這兩款飛機，同樣可能在發(fā)動機問題上遭遇掣肘。此外，中國在俄方發(fā)動機以及其他零部件售后服務(wù)方面有過慘痛的經(jīng)歷。

中航工業(yè)五年投百億 誓研先進航空發(fā)動機

2011年4月的一次談話中，中國航空工業(yè)公司（中航工業(yè)）掌舵人林左鳴曾表示，盡管中國航空工業(yè)取得了快速發(fā)展，但在先進噴氣發(fā)動機制造領(lǐng)域仍然存在醒目的弱勢方面。為縮短差距，中航工業(yè)將把航空發(fā)動機研發(fā)放在優(yōu)先地位，未來五年內(nèi)將投資100億人民幣（15.3億美元）用于先進航空發(fā)動機的研發(fā)。

中國渦扇-10（WS-10）“太行”渦扇發(fā)動機及其改進型的性能指標(biāo)與美國普惠F100和通用電氣F110系列發(fā)動機相當(dāng)，它們是目前美軍F-15和F-16的動力。“太行”家族據(jù)說還是殲-11B的動力，可能最后取代俄制AL-31，成為殲-10和殲-15的主要動力。2010年11月媒體報道稱，一款推力27 500磅（約125千牛）的渦扇-10“太行”發(fā)動機已投入批量生產(chǎn)，將用于配備殲-11B。盡管如此，仍然有證據(jù)表明中航工業(yè)在擴大渦扇-10量產(chǎn)過程中存在著維護穩(wěn)定性和質(zhì)量控制的問題，造成發(fā)動機可靠性不足，致使中國戰(zhàn)機仍然嚴(yán)重依賴俄制發(fā)動機。

俄羅斯國防工業(yè)認(rèn)為，中國不能量產(chǎn)性能可靠高性能軍用渦扇發(fā)動機的現(xiàn)狀，將會持續(xù)下去，例如，俄羅斯主要噴氣發(fā)動機制造商土星科研生產(chǎn)聯(lián)合體（NPO Saturn）預(yù)言，2019年之前它將仍然是中國殲-10和FC-1戰(zhàn)斗機發(fā)動機的主要供應(yīng)商。有消息稱，2011年中國與俄羅斯洽談購買190臺D-30KP-2渦扇發(fā)動機事宜，這些發(fā)動機可能用于中國的俄制伊爾-76運輸機，土星公司的樂觀估計可能部分基于此事。

若缺乏高性能國產(chǎn)發(fā)動機 殲-20量產(chǎn)將成難題

由于缺少足夠數(shù)量的國產(chǎn)高性能渦扇發(fā)動機供應(yīng)，未來殲-10、殲-11、殲-15乃至殲-20戰(zhàn)機的量產(chǎn)都將受此影響。殲-20項目尤其需要國產(chǎn)發(fā)動機的研發(fā)生產(chǎn)取得突破，因為俄羅斯顯然不愿向中國出售117S系列發(fā)動機，這種發(fā)動機具備足夠的推力，能夠使殲-20實現(xiàn)超音速巡航，從而在性能上與美國五代機F-22和俄羅斯五代機T-50/PAK FA相匹敵。

中國航空工業(yè)必須掌握關(guān)鍵的發(fā)動機控制軟件源代碼

控制軟件是航空發(fā)動機技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，中國必須加以掌握，從而生產(chǎn)出自己的高性能發(fā)動機。許多航空發(fā)動機性能參數(shù)可以通過軟件進行調(diào)整，看似簡單的軟件升級卻能顯著提升發(fā)動機性能，發(fā)動機制造商往往因此向用戶收取高額費用。軍用發(fā)動機軟件源代碼的編寫耗費巨大，任何發(fā)動機出口方，都會把軟件問題當(dāng)作重大問題。盡管以色列等國屢次要求美國轉(zhuǎn)移控制軟件源代碼，美國始終拒絕泄露。

高性能噴氣發(fā)動機的生產(chǎn)難度極大，雖然今年來的發(fā)展來看，任何低估中國航空工業(yè)的做法都是不明智的，但西方還不能確定中國航空發(fā)動機的設(shè)計能力。為了登上航空發(fā)動機研發(fā)制造的頂峰，中國航空工業(yè)必須對整個體系進行規(guī)范、升級和優(yōu)化，這就要求必須使用高水平全壽命周期管理工具、軟件，并建立從始至終的技術(shù)支持體系。

用來表征航空發(fā)動機性能的最重要指標(biāo)就是平均故障時間（MTBF）和平均大修間隔（MTBO），它們對發(fā)動機維護管理和預(yù)估發(fā)動機性能至關(guān)重要。優(yōu)良的航空發(fā)動機系統(tǒng)唯有在設(shè)計、監(jiān)控和全壽命管理等環(huán)節(jié)同樣優(yōu)良，但是，對于中國來說，在這方面尤其薄弱，因為此前中國一直嚴(yán)重依賴對國外設(shè)計產(chǎn)品的拷貝和仿制，這種做法無法獲得發(fā)動機的研制和管理能力。

中國航空發(fā)動機制造技術(shù)工藝優(yōu)與劣

近年來，中國航空發(fā)動機制造技術(shù)與工藝獲得明顯提升，中國的專家表示，本國的航空工業(yè)水平已經(jīng)在諸多關(guān)鍵領(lǐng)域提升了航空發(fā)動機的制造能力，這主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

——精密切割、焊接和機械加工（如生產(chǎn)渦輪葉片所需的五軸銑削）；

——特種材料葉片制造，據(jù)稱，渦輪葉片質(zhì)量合格率已超過95%；

——空心風(fēng)扇葉片制造（空心鈦合金風(fēng)扇葉片要比同類葉片減重15%-20%，能提升發(fā)動機節(jié)油性能，同時，空心葉片還能降低發(fā)動機的旋轉(zhuǎn)慣量，提高飛機機動時發(fā)動機的加速性；

——生產(chǎn)過程中的自動化水平，提升標(biāo)準(zhǔn)化水平和效率；

——計算機輔助過程建模；

——高品質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)化零部件的生產(chǎn)能力提升。

中國希望開發(fā)殲-20第五代戰(zhàn)斗機使用的高推力發(fā)動機，但由于基礎(chǔ)差，這一雄心面臨挑戰(zhàn)?，F(xiàn)在生產(chǎn)中加工超耐熱合金材料仍是難題；中國現(xiàn)在超耐熱合金還不能完全自給；中國發(fā)動機工業(yè)應(yīng)該設(shè)法將研究和制造部門整合；中國需要努力實現(xiàn)的全面質(zhì)量管理能力，確保質(zhì)量管理的有效性，中國目前尚未采用西方企業(yè)使用的全壽命設(shè)計工具，中國航空發(fā)動機已經(jīng)在設(shè)計環(huán)節(jié)廣泛應(yīng)用了計算機輔助設(shè)計和制造工具，但在服役使用方面應(yīng)用還很不足。當(dāng)然，中國航空發(fā)動機有自己的后發(fā)優(yōu)勢，可以從先進國家航空發(fā)動機研制中獲取經(jīng)驗教訓(xùn)，顯著縮短研發(fā)時間。

中國航空發(fā)動機工業(yè)人員規(guī)模尚顯不足

和美英等國軍用航空發(fā)動機工業(yè)相比，中國航空發(fā)動機工業(yè)在人員規(guī)模上仍顯不足，但已經(jīng)超過了俄羅斯和法國的水平。黎明公司和西安航發(fā)這兩家中航工業(yè)最大的軍用發(fā)動機企業(yè)，人員不足20 000人。與之相比，普惠、羅羅和通用電氣航空分部每家企業(yè)人員都超過了35 000人。為了追求軍用航空發(fā)動機自給化，中國航空發(fā)動機工業(yè)可能在未來會擴大規(guī)模。俄羅斯UMPO目前人員規(guī)模為15 000人，計劃在2010年生產(chǎn)109臺AL-31和AL-41發(fā)動機。通用電氣航空分部每年大約能交付200臺高性能渦扇發(fā)動機和總數(shù)800臺軍用發(fā)動機和直升機用渦軸發(fā)動機。

在改善現(xiàn)有發(fā)動機性能和延壽方面，中國已取得明顯進步，有消息稱，中國已經(jīng)成功使俄制AL-31F發(fā)動機的使用壽命從900小時延長至1 500小時。中國渦扇-10以及其他新型航空發(fā)動機也會采用類似的延壽技術(shù)。

在體制上，中國國防存在裝備來源單一的問題。發(fā)動機領(lǐng)域宏觀競爭不足，微觀競爭過多，造成局部利益交換和利益保護，資源配置不合理將延長研制和生產(chǎn)周期。中國需要優(yōu)化航空發(fā)動機行業(yè)的組織結(jié)構(gòu)和運行方式。

推進渦扇-15研發(fā)的一大契機

CFM國際是世界上最大的商用噴氣式發(fā)動機制造商，中國C919大飛機選定該公司的LEAP-X1C發(fā)動機作為動力，該發(fā)動機的核心機應(yīng)用了整體式葉盤設(shè)計，葉片和輪盤由一整塊金屬加工而成，大大提高可靠性的同時，最多可減重30%。通用電氣F414（用于F/A-18E/F“超級大黃蜂”戰(zhàn)機）、普惠F119（用于F-22“猛禽”戰(zhàn)機）、F-135和通用電氣F136（用于F-35“閃電”II戰(zhàn)機）都應(yīng)用了這項技術(shù)，鑒于，中國致力于渦扇-15和其他先進軍用渦扇發(fā)動機的研發(fā)，如果能夠通過商用發(fā)動機合作項目掌握上述技術(shù)，對于中國航空發(fā)動機工業(yè)將大有裨益。

未來2-3年 中國軍用航發(fā)將取得令人驚奇的突破

低估中國國防工業(yè)系統(tǒng)的實力是不明智的。中國已經(jīng)進入了更加迅速的飛機研發(fā)時代，正在研發(fā)或準(zhǔn)備量產(chǎn)一系列飛機，其中包括殲-15、殲-16、殲-20等。未來2-3年內(nèi)，中國在獨立生產(chǎn)高性能噴氣發(fā)動機的能力方面，將取得令人驚奇的突破，但真正制造可靠的頂尖發(fā)動機，則還需5-10年。

文章最后說，如果中國的航空發(fā)動機制造者的技術(shù)能力達(dá)到美國20年前的水準(zhǔn)，中國就將具備用國產(chǎn)發(fā)動機驅(qū)動本國第4代和第5代戰(zhàn)機的實力。對于促使中國成為令人生畏的地區(qū)空中力量，上述發(fā)展至關(guān)重要。這值得（美國）政策制定者密切關(guān)注。