阳光普照——中国航空动力行业发展六十年回顾（下） - 龙腾日月的日志 - 网易博客

阳光普照——中国航空动力行业发展六十年回顾（下）

默认分类 2010-11-14 22:57:44 阅读1592 评论3   字号：大中小 订阅

本文转载自航空知识2010年第12期

作者 龙腾日月
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正视问题、冲破桎梏

在我国航空动力行业发展的第二阶段，由维修仿制向自主研制的转型凸显了众多认识、决策、管理、体制等方面的问题。正视、分析和解决这些问题是冲破制约我国航空发动机研制桎梏的唯一办法。

1961年6月30日成立的原属于国防科工委领导的中国航空研究院一直以来负责航空科研的管理工作。但是在“十年动乱”时期，航空工业部院合并，实质上导致航空工业失去了一个统一的科研管理机构，在国家对航空工业没有长远规划的情况下，航空工业自己进行科研长远规划的专业性科研机构也被合并。中国航空与中国航天在科研管理体制上最大的结构性区别就是目前没有实质的研究院级别的科研管理机构。而航天科技集团在集团公司下一级，研究所和批量厂的上一级，还设置了统领一个科研领域研制生产工作的研究院，比如航天五院就是负责卫星相关领域的研究院，旗下包括总体设计的研究所以及各类分系统设计研究所和生产单位。这样的科研体制设置可以确保航天行业内对自身科研能有一个自己的长远规划，并且可以统筹分配科研资金，一定程度避免了产业结构失调。而航空工业方面，在研究所的上一级就直接是集团公司，集团公司在负责整个行业运营的同时很难系统性对科研工作进行周密的管理调配。后来中航集团公司又增设发动机事业部一定程度上解决了这个问题。也就是说当时没有一个发动机科研工作的管理单位对发动机研制进行管理和规划，这也是导致一旦装机对象下马，发动机计划随飞机终止而不进行继续研究的重要原因。

在涡扇6研制的年代，空军是航空工业的实际领导者，尤其是在1969年航空研究院移交空军领导以后。空军作为用户，不可能对于航空工业内部进行的科研工作进行规划，迫于军事压力也没有耐心投资基础科研项目，受“左”的思潮影响，空军对于航空工业常常提出较高的研制指标。涡扇6就是典型的“受害者”之一，为了满足空军对于歼九飞机双2.5性能要求，即升限2.5万米，速度2.5马赫，涡扇6被迫过多采用我国尚未完全掌握的先进技术，导致研制过程异常艰难。而在涡扇6已经完成试制、试车，达到一个相当高的性能水准的时候，空军又追加性能指标，要求研制涡扇6改，将发动机的加力推力增加到138.2千牛。而美国在70年代研制的第三代大推力先进涡扇发动机F100-PW-100的加力推力也不过是100千牛左右，目前我国航空兵大量装备的俄罗斯三代大推力发动机AL-31F的加力推力也只有122.5千牛。不能不说当时空军提出的研制指标是超前于我国航空动力行业承受能力的，把航空发动机研制交给负责训练作战的军队管理而不是专门的科研机构进行管理显然是不符合科研客观规律的。在这个时期，中国航空动力发展史用事实证明：认识的偏差是最大的偏差，决策的失误是最大的失误，管理的落后是最大的落后。

涡扇6的下马严重打击了研制单位606所的科研队伍，并且导致606无型号研制情况的出现。为了团结队伍，保持科研能力，1984年，也正是涡扇6下马的那一年，上级向606所下达了研制新型号验证机的命令。新验证机综合涡喷13、涡扇9和涡扇6等发动机的技术特点，后来发展成为涡喷14发动机。涡喷14发动机是双转子加力式涡轮喷气发动机，采用了带气动掺混喷嘴的环形燃烧室、复合气冷定向凝固无余量精铸涡轮叶片和数字式防喘控制系统等多种先进技术。涡喷14发动机与2002年设计定型的时候，作为一型在二十一世纪初定型的涡喷发动机基本没有突出的性能价值可言，其意义在于第一次在我国航空发动机研制领域应用并完全贯彻了全新的国军标GJB241-87“航空涡轮喷气和涡轮风扇发动机通用规范”。

涡喷14虽然经过验证机的预先研究阶段，但是这个整体方案选择趋向低风险、投资小、周期短的发动机型号研制过程中依然出现了值得注意的问题。比如原型机在调试中出现的高低压压气机之间的匹配问题、发动机加速性不符合规定、高压压气机一级转子叶片两次发生折断等故障，都是应当在验证机调试中发现并且解决的问题。吴大观前辈对该型号研制总结的根本问题是涡喷14发动机借鉴测绘仿制和引进仿制发动机技术时，没有彻底吸收国外发动机部件和整机的设计技术，没有摸清国外机种的性能和结构强度。同样的问题也发生在我国将引进的斯贝MK202发动机改进为舰载燃气轮机的过程中。由于对于英国发动机技术尚未消化吸收吃透设计技术，斯贝改进的燃气轮机在调试过程中发生了涡轮叶片折断事故，导致间隔一年多的时间才恢复性能试验机的台架试车，最终整个项目比海军的要求晚三年才完成，而且未能达到海军要求的性能。至今该燃气轮机型号未被海军采用。其根本原因之一就是对英国发动机没有经过试验验证，单凭一般的性能计算就进行研制工作。而且在改进过程中，由于经费问题不得不违背既定科研流程，本应先进行部件实验再进行整机试验，结果由于经费问题，部件实验不得不推迟到整机试验之后，甚至有些必须进行的试验被取消了。这一方面体现了长期从事仿制生产工作的航空动力行业还不适应严格遵守科研流程进行“一步一个脚印”的技术验证和测试试验的研制工作。另外一方面体现了我国对于航空工业重视不够、投资不够导致航空工业无法按照正常流程完成项目研制的困境。吴大观前辈曾经感叹道：“50年来,尚未见到国家长期稳定的航空工业发展规划,就是航空工业多次的科研发展五年计划,国家的肯定和支持也是缺乏力度的,从而使航空科研计划和任务不能如期实现”。

在中国航空动力行业发展的第二阶段，中国航空动力开始走向独立自主，开始实现由仿制生产向自主研制的蜕变。在困苦中，在勃发中，在失落中，在喜悦中，中国航空人体会着蜕变的百味杂陈，张开不屈的双翼。1978年，我国召开航空科技大会，第一次将航空发动机预研工作提到了重要位置。1980年，我国航空动力行业第一次实施按系统工程组织管理的大型预先研究项目，对推比8一级高性能航空发动机进行系统预研。该计划一直持续了十五年时间，使我国航空发动机核心机研制跨上了高水平台阶，是具有战略意义的重大突破。1983年，中国航空学会管理科学专业委员会委托航空工业部门科研单位研究编写了“航空发动机研究发展管理规定”。1987年，原航空工业部科技委组织专家编写了“2000年的中国航空工业发展战略研究报告——第三分册，2000年中国航空动力”。这些理论研究成果总结了我国在航空动力领域认识的偏差，吸收了国外先进航空发动机研制经验，对我国航空发动机预先研究提出了战略决策性的意见。同年，我国自主研制的第三代大推力涡扇发动机涡扇10正式立项，意味着中国将走入高性能涡扇发动机时代。

阳光普照的伟大时代

中国航空工业从修理到仿制、从仿制走向自行研制，由于种种原因，长期在测绘仿制中徘徊，与国外先进水平相比存在较大的差距，跟不上祖国飞机的发展，没有完全满足空、海军装备发展的需要。其最主要的问题是：缺乏一个长期稳定的长远发展规划，没有形成持续稳定协调发展的局面，其他问题全部是由这个问题长期存在而产生的。不过，阳光总在风雨后，国家尤其是一个复杂精密工业的发展总要遵循客观规律。没有我国在航天工业上的长期投入，就没有今天我国成为联合国五个安全理事会常任理事国的可能，也就没有我国今天的国际地位和和平环境；没有国民经济调整，就没有我们今天繁荣昌盛的社会主义市场经济，航空工业建设和航空动力工业也不会拥有今天这么丰富的物质基础。

实际上一直到中国制定的863国家高技术研究发展计划，航空工业仍然被排斥在国家重点发展的工业领域之外，航空工业没有列入高技术发展领域，也就是说在国家战略层面依然不承认航空技术是高科技。后来大批院士和科研专家联名向中央、国务院写信，呼吁将航空工业列入高科技产业，并建议将此内容写入《中共中央关于制订国民经济和社会发展九五计划和2010年远景目标的建议(征求意见稿)》。通过他们的努力并且随着我国对于航空工业发展认识的逐渐加深，中共十四届五中全会通过的“九五”计划和2010年远景目标的建议第一次把航空列入高技术行列。至此，中国航空工业游离于高技术研究和发展领域长达五十年的现状才彻底改变，航空在我国应有的高技术地位也得到了确立。1990年以新一代核心机预研计划为代表的，中国航空发动机构建核心机型谱体系的整体发展思路的逐渐形成，标志着中国航空发动机科研体系终于步入成熟。中国航空动力行业终于振翅奋起，翱翔在阳光普照的伟大时代。

从1950年到2005年共五十五年，在这半个世纪的漫长岁月中，中国航空动力行业最大的遗憾就是未能给祖国研制出一型走完设计全过程并且实际装备部队的航空发动机型号。2005年12月28日，涡扇10发动机通过设计定型审查，可谓是泪流满襟、动力梦圆！涡扇10发动机我国第一型具有自主知识产权的高性能、大推力、加力式涡轮风扇发动机，结束了国产先进涡扇型发动机的空白，打破了由国外产品垄断我军第三代歼击机用发动机的不利局面！

中国自行研制的太行第三代大推力涡扇发动机结束了中国先进涡扇发动机零的历史。

美国发动的以海湾战争为代表的多次局部战争，用事实证明了现代航空兵具有独立的战役战术打击能力，是赢得当前以及未来战争的关键。而现代航空兵的关键平台就是上世纪七十年代陆续装备的第三代战斗机，我国为了追赶世界航空强国的科研和装备步伐，也于上世纪八十年代正式开始自主研制第三代战斗机歼十。1987年，用于歼十配套的第三代大推力涡扇发动机涡扇10开始研制，中国开始在世界航空强国俱乐部中争取自己的位置。现在成功研制出核武器、运载火箭甚至自主发射卫星的国家已经不少，但是能够自主研制喷气航空发动机的国家只有五个联合国安理会常任理事国，而能够研制第三代大推力涡扇发动机的国家，目前只有美国、俄罗斯和中国。涡扇10发动机的研制成功，不仅仅向世界证明了中国航空动力行业的整体实力和技术水平，更是具有极高战略价值的重大突破。涡扇10意味着我国能在关系到国计民生的重大动力领域实现独立自主，能够实现我国在双发重型战斗机，战斗轰炸机和单发中型战斗机及其改型上的动力完全立足国内，而此前类似的航空发动机型号我国必须进口俄罗斯的AL-31F/FN发动机。而以涡扇10核心机为基础改进的大涵道比涡扇发动机、舰用燃气轮机可用于为我国大型运输机、客机以及军舰提供动力。

美国在第三代航空发动机核心机取得突破后的发动机发展经验非常值得我国吸收和借鉴。美国通用电气研制的GE9核心机衍生出的F101大涵道比军用加力涡扇发动机用于B1B超音速战略轰炸机，将GE9的换算流量进一步减小发展出了GE15核心机。GE15核心机衍生出的涡喷型号YJ101参与竞争F-15和轻型战斗机计划（F-16研制计划）但是输给了普惠的F100发动机。后来竞争YF-17也就是今天的F/A-18舰载机项目时，GE将YJ101的低压压气机放大成为风扇研制出了F404中推涡扇发动机。而将F404的风扇放大并于F101的小涵道比型号结合，就是F-15和F-16的著名动力F110。在GE9核心机基础上衍生的舰用燃气轮机LM2500是世界上最成功的舰用燃气轮机，装备了美国阿里伯克级等多个国家的军舰。而通用电气与法国斯奈克玛公司联合研制的CMF56大涵道比涡扇发动机也是以GE9核心机为基础的，CMF56发动机装备了空客A320等多种民航发动机，也是第三带民用涡扇发动机的典型代表。这就是说，GE9一个核心机解决了F15，F16，F18这些世界知名战斗机、以阿里伯克级驱逐舰为代表的各类舰艇乃至民航客机所有动力问题，这不得不说是核心机预研的巨大效益。可以说，一型核心机的研制成功，意味着整个国家从天空到海洋的全面突破。美国从上世纪五十年代末就开始核心机预研计划，而我国晚了大概30年。

在总结经验和正视差距的基础上，我国开始了APTD航空推进技术验证计划。APTD计划是航空推进技术验证计划的简称，该计划是以提升航空发动机设计能力为宗旨，以技术验证为核心，以打基础、建体系为主线的一个航空发动机验证计划。在APTD计划的指引下，我国在航空发动机领域全面进行预研工作取得重大进展，最核心的成果就是构建了“系列核心机及派生发展”体系，该体系由五个核心机构成，其派生发展的发动机推力可以覆盖200-20000千牛范围，基本满足我国军民用飞机发展对动力的需求。

潜龙困渊图自强，半百无心剑难扬。中国航空动力行业六十年发展历程很长，多少航空人的理想在历史长河中升腾；六十年也很短，因为历史仅仅教会了我们一个道理：必须尊重客观规律。航空强国，动力先行，预研先行，中国必将乘着航空之翼实现民族复兴、和平崛起的伟大构想。