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《航空知识》

开博时间:2016-07-01 14:43:00

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阳光总在风雨后 ——中国航空动力行业发展六十年回顾

2012-10-05 15:27:55


作者:龙腾日月

建国六十多年来,我国航空动力行业在军用航空发动机维护修理、测绘仿制、改进改型、自主设计和预研验证等方面取得了长足进展,为我国的航空兵建设提供了大批必不可少的动力系统。另外,我国航空动力行业也开始逐步扩大民用航空发动机的研制生产规模,可以期待在不远的将来,我国民航也能用上自主研制的民用航空发动机。在整体工业发展方面,我国航空动力行业在旧中国极其单薄的工业基础上,建立起了一套完善庞大的科研制造体系,虽然目前在少数航空强国把持的部分核心技术方面还没有取得全面突破,至今未能批量装备一型完全自主研制的航空发动机型号,但是祖国的航空动力行业已经开始成为中国航空装备的有力支撑,与航空科技发达国家的差距在不断缩小。在光辉成就的背后,也存在无奈的遗憾,纠结过唏嘘的辛酸。六十年回望,艰难险阻铸就的是不屈的意志,六十年回望,阳光总在风雨后!

并不完美的黄金时代

    航空动力行业的发展是与航空工业、国家长远发展规划乃至国家发展战略分不开的。在不同历史时期,我国对于航空动力行业的认识也是不同的,自然也会采取不同的发展策略。我国航空动力行业伴随着新中国的成立和发展走过了三个发展思路迥异、特色鲜明的成长阶段。第一个阶段是从新中国成立到中国第一次开始走航空发动机自主研制流程的起步阶段,时间上是从1950年到1965年前后。中国航空动力行业在这十五年时间里,艰难启程,大步前进,实现了从完全依赖外援技术支持到开始自主设计研制航空发动机改型的转变。

回顾中国近代史,中国作为一个有着五千年历史的大国,之所以被屡屡败于西方列强乃至日本侵略者,一个重要的原因就是中国当时没有进行工业化。农业国落后的生产力意味着低下的战斗力,虽然中国从近代史的荆棘中杀出了一条血路,但落后就要挨打的道理却深深印在了中华民族的心中。所以,新中国成立之初就把重工业尤其是国防工业作为优先发展对象。航空工业以及航空动力行业,也以苏联对我国重工业援建以及我国第一个五年计划的开始进入到了一个全面振兴的发展阶段。

19503月,中国重工业部航空工业筹备组成立。次年,重工业部航空工业局成立,统一负责所有飞机的修理工作。紧接着,哈尔滨发动机修理厂、南昌飞机修理厂、沈阳飞机修理厂、沈阳发动机修理厂和株洲发动机修理厂先后成立。上世纪五十年代初,在抗美援朝战争中,年轻的志愿军空军在朝鲜半岛与世界第一航空强国美国展开了一场惊心动魄的空中大厮杀。在这种国际局势下,维修国内装备的各型号航空发动机,保证空军正常升空作战,就是中国航空动力行业第一个历史任务。19531223,中苏两国交换文件,苏制将米格-15比斯(含发动机)和教练机雅克-18(含发动机)的制造权转让给中国,并提供成套技术资料和样机。中国航空动力行业实现了从维修向制造的转变。

在这个时期,苏联在经济、技术方面的援助和国内全面建设航空工业战略的内外因双重作用下,我国航空动力行业可谓是硕果累累,突破不断。19566月首批涡喷5发动机通过鉴定,开始投入批量生产,比原计划提前了一年多,对国产歼5战斗机的顺利投产起到了十分关键的作用。涡喷5发动机的研制成功,标志着中国航空发动机工业从活塞时代迈入喷气时代,成为当时世界上为数不多的几个可以批量制造喷气发动机的国家之一,这不能不说是新中国非常值得自豪的成就。但是值得一提的是,我国之所以能够在极短的时间内突破军用喷气航空发动机生产技术,并不是因为我国本身在航空发动机科研领域取得了什么关键性突破,是与前苏联提供全面的帮助分不开的。

此后,我国航空动力行业乘胜追击,陆续仿制并量产了数个主力军用涡喷发动机型号。1958年涡喷6发动机由沈阳航空发动机厂开始试制和生产,保证了歼6和强5两个我国空军主力作战型号的战斗力生成。同年,作为轰6动力系统的涡喷8发动机开始研制并于19671月通过国家技术鉴定。196612月涡喷7通过技术鉴定,开始批量生产,成为歼7和歼8的动力系统。涡喷7发动机对于我国航空动力行业来说尤为重要,我国通过仿制涡喷7发动机不仅仅突破了双转子航空发动机生产技术,而且我国于1965年开始进行的涡喷7甲发动机改进工程成功地实现了中国航空发动机从单纯仿制生产到自行设计改型的转变,这也标志着我国航空动力行业由维修仿制到自主研制的第一个发展阶段的圆满结束。另外,中国还参考前苏联发动机自主研制了喷发1A发动机。我国还在这段时期还初尝了涡喷发动机改进涡扇发动机的设计,1962年,我国提出用涡喷6发动机改型为涡扇发动机来改装轰5以增加轰5的作战半径,但后因轰5改进计划下马而终止。

总的来说,这段时间是我国航空发动机的黄金时代,但是黄金时代的夺目光辉下,暗藏着困扰我国航空发动机研制多年的隐忧。即便是当时对于航空工业的规划现阶段以批量生产为主,航空工业尚未确定为国家重点战略发展领域,但是对于航空工业,国家还是应当有一个长远的发展规划并按照规划进行科研管理。虽然早在1956年中国发动机设计室就在沈阳成立,并且在参照涡喷5发动机的基础上研制了喷发1A发动机,但是由于装备对象歼教1下马,喷发1A也没能投产列装。回顾我国航空发动机研制史,动力作为飞机的配套系统,随飞机下马的例子比比皆是。喷发1A、涡扇5、涡扇6都是已经完成设计,开始试制、试车甚至升空试飞过的发动机型号,但是由于部队对飞机需求调整,这些型号都没能完成研制投入生产。没有型号研制需求,就不进行航空发动机科研研究,是导致我国航空发动机研制周期长、风险大,基础薄的重要原因。这其实是对于航空发动机这一极端复杂工业产品特性认识不够的表现。由于航空工业主要任务被设定为仿制和生产而且缺乏长远规划作为指导,国家的建设重点和资金长期优先照顾航空发动机量产单位,导致航空发动机研发部门得不到充分支持和锻炼,预研、试制和试验领域一直没有得到必要的重视,等到需要自主进行航空发动机研制的时候,这种头小身子大的工业结构自然无法有效应对。随着批量厂的发展壮大和研发部门的停止不前,我国在六十年代开始实施厂所结合发展策略,就是将航空发动机的设计部门和生产部门合并统一成为具有自己设计部门的批量厂,其本意实际上是使批量产具有自己的工艺设计和改进部门,但我国航空动力行业当时的情况远远达不到实施这一策略的水平,结果实质上造成了生产大于设计,生产吞并科研的局面。因为厂所结合的实施,成立飞机发动机试制机厂,也就是航空发动机预研试制部门的计划搁浅,导致此后我国航空发动机预先研究工作严重不足。更重要的是,影响我国航空工业发展最大的政策性因素在这段时间也逐渐形成,那就是受国际社会核武器和导弹武器发展的影响,我国在制定新的国防科技发展规划时,确定了生产以常规为主,科研以尖端为主的方针。这个方针在当时急需战略武器研制的我国应该说是适当的。但航空工业却被划为并不需要进行预先研究的非尖端常规武器一类,这不能不说是历史的必然。

在这十五年时间里,我国航空动力产业形成了具有鲜明时代特色的工业体系,其核心就是批量生产。由于前苏联能够提供给我国全面详尽的航空发动机设计和工艺全套资料,我国当时只需要按部就班的组织批量生产线,大干快上增加产能即可。现代航空发动机按时间顺序从军事或市场需求开始到退役的全过程,一般分为方案探索、验证、全面发展、生产和使用五个阶段。而我国在这十五年时间里,一直在生产和使用两个阶段反复,形成了其他国家少见的试制-技术鉴定-批量生产-使用-维修-改进大生产模式。 应该说在新中国成立初期这样的发展模式是适合当时的国际环境和我国自身发展需要的。一方面美苏英法等国家陆续研制并且试爆成功原子弹,我国面临的战争态势很可能是霸权主义国家对我国工业区和人口稠密区发动的核打击,这促使我国的科研工作重点向战略武器方面倾斜。对于战斗机、坦克等常规武器基本以求数量以应对潜在的大规模战争为主。另一方面,新中国刚刚建立,对于整个国家的长远工业建设问题不可能形成成熟明晰的战略构想,此时我国尚且处于全面恢复生产进行基础设施建设的过程,奢求国家此时将航空工业作为重点领域进行战略投资规划不免有些苛刻。应该说这段时间我国航空工业非常迅速的完成了全面的基础设施建设,为此后的独立发展打下了良好的工业基础。虽然航空工业的发展政策存在偏差,但是毕竟对于一个年轻的国家来讲,企图通过十几年的仿制生产就对航空工业发展有着深刻的认识也是不现实的。实际上就连航空强国美国和苏联也在导弹还是飞机的大争论中犹疑了很长时间。苏联为了应对核战争成立的防空军长期压制空军发展的体制性问题,一直到21世纪初才彻底解决。

力争独立的不屈时代

1950年到1965年的中国航空动力行业就像是苏联搀扶下的孩子,虽然发展势头格外迅猛但是还不能独立行走。从1966年涡喷7甲改型工程开始进行到1990年新一代核心机预研计划开始,则是中国航空动力行业追求自主,争取独立的青春期。之所以如此比喻,是因为在这个时期,中国航空动力行业开始具有独立的精神,开始摆脱外援的扶助,但是又像个倔强而青涩的青年,不可避免地走了不少弯路。不过,青涩蒙昧的阶段,恰恰是走向成熟的开始。

19607月,国际形势突变,中苏关系进入低谷。苏联政府单方面宣布撤回在华工作的全部专家,中断已经签订的航空工业合作方面的合同。在航空工业工作的苏联专家于当年8月全部返苏。不过,我国与前苏联在航空方面的合作并没有因此彻底终止。19613月,以刘亚楼为团长的中国代表团,经与苏联政府谈判,签订转让米格-21及其发动机和K-13空空导弹制造技术的有关协议。经过这次波折,中国航空工业明白,没有自主研制飞机、发动机的能力,就可能随时置身于无法保卫祖国的可怕境地。

为了摆脱在航空工业领域对于外援的依赖,力争国防自主,我国于上世纪60年代开始自主研制歼8双发战斗机,这是我国第一个自主研制的主力战斗机型号。1965年,为歼8飞机配套的涡喷7甲发动机正式开始研制,这是我国第一个走完了从设计、试制、零部件加工及整机地面调试、高空模拟实验到最后试飞定型的航空发动机型号,成功地实现了我国航空发动机从单纯仿制生产到自行设计改型的转变。值得一提的是,我国还在涡喷7甲上自主应用了航空强国刚刚实用化的空心锻造涡轮叶片技术,有效地提高了发动机的循环参数,使涡喷7甲发动机相对于仿制的基本型性能有了较大提升,完全满足了歼8的性能要求。后来贵州发动机厂还研制了涡喷7乙发动机,于1978年通过鉴定试车,用于装备歼7M战斗机。我国在大型喷气航空发动机研制方面也在这个时期有了突破。19671月,涡喷8发动机通过了国家的鉴定试车,保证了我国轰6的顺利装备。但是一直到1967年,涡喷8发动机50%的材料不能自给,通过相关科研单位的努力,涡喷81971年基本实现国产化,成功摆脱了外援。此后我国还研制了涡喷8加大推力改型发动机,装备轰6的改进型。轰6及其改型飞机至今仍在广泛使用涡喷8系列发动机,构成了中国航空兵远程打击力量的主力。

十年动乱时期恰恰是国际航空工业有一个重要的发展阶段,最典型的突破就是强调跨声速拦射和近距格斗机动性的第三代战斗机开始广泛装备使用,其使用的加力推力达到10吨的第三代大推力涡扇发动机在性能上达到了相当惊人的水平。面对差距,我国一方面开始论证自主研制第三代战斗机方案,也就是后来的歼10,另外一方面根据国际空军发展潮流自主改进歼7、歼8等现有型号。战斗机改型的配套动力就是涡喷13发动机,这也是中国第一款自行设计并且成功批量装备的全新型号航空发动机。涡喷13的研制工作从1978年开始,在涡喷7发动机基础上对压气机进行全面改进并开始在发动机上大量应用钛合金材料,各项技术措施保证了涡喷13的可靠性和耐久性得到全面的提高。1984年涡喷13先后完成了可靠性试车、高空台模拟试车、露天台性能试车及长期试车考核。19882月涡喷13设计定型,1990年获国家科技进步一等奖。按照中国《常规武器装备研制程序》,仿制国外型号的常规武器一般通过技术鉴定确定完成设计工作,而自主研制的新型号一般通过设计定型来审核常规武器是否完成设计工作。涡喷13是我国航空史上第一型通过正规设计定型完成设计工作的主力军用航空发动机型号,而前文所述的所有军用航空发动机都是走技术鉴定路线,烙有深深的仿制痕迹。涡喷13不仅用实际性能保证了歼7、歼8改型的顺利研制和装备,也是我国航空动力发展史上一个具有阶段性意义的里程碑。

我国航空动力行业进入争取独立发展的第二阶段以后,基本上所有主力军用喷气发动机都摆脱了国外现成型号的单纯仿制,唯一一个例外就是涡扇9发动机。涡扇9是我国70年代中期根据从英国罗尔斯·罗伊斯公司引进的斯贝MK202型发动机的生产许可证制造的一种中等推力双转子混合加力式涡扇发动机。涡扇发动机相对于涡喷发动机的两个优势,一个是推力大,一个是耗油率低。我国为了构建攻防兼备的航空兵体系、增加战术航空兵打击能力,开始研制歼轰7飞机用于对海对地远程精确打击,而当时我国的航空发动机研制一直在涡喷领域徘徊,以涡扇5、涡扇6为代表的国产涡扇发动机型号一直无法取得根本性突破,为保证歼轰7的航程,只能选用从国外引进的涡扇发动机型号。由于在仿制期间经历了国民经济调整,仿制工作中断了较长时间,涡扇9一直到2003年才通过技术鉴定。涡扇9的油耗仅相当于同类涡喷发动机的一半左右,由此换来了歼轰7超过1500千米的作战半径,具有相当高的战术价值。同时,第一次系统接触西方先进涡扇发动及其仿制计划,让我国掌握了大量先进发动机制造工艺和技术,掌握了金属喷漆、真空热处理等12项具有世界先进水平的技术和46项国内先进工艺,使得国内航空动力行业所需的冶金、材料、化工、机械等方面技术水平得到了提高。

如果涡扇6发动机没有下马,我国空军也许能提前相当长时间进入涡扇时代。我国在航空动力行业第一个发展阶段末的1964年,开始自行研制一款大推力双转子混合加力式涡轮风扇发动机,用于配套歼9、强6和远程战略轰炸机等已在研制或者计划研制的飞机型号。但由于空军装备计划调整,19837月,涡扇6随歼9、强6等项目下马而终止研制。涡扇6下马时,已完成了运转试车、性能调试、持久试车、高空台及飞行台试验、国家定型试验调试,发动机地面台架加力推力达到了123.5千牛(270000)并实现了高转速长时间稳定运转。涡扇620年的研制总费用约为1.5亿元,平均每年750万元,在研制工作需要高强度投资时,有两年每年仅拨款200万元。中国航空发动机之父吴大观在著作曾这样写道:以这样一点经费和投资强度来研制这样大型的航空发动机,现在看来,实在令人难以置信、难以理解。而同一时期,引进斯贝MK202发动机仿制涡扇9工程,却获得国家拨款13亿元。这就涉及到了我国航空工业长期以来形成的“引进仿制发动机国家有钱,自行研制发动机国家却无钱”的思维模式。由于中国航空动力行业长期仿制量产苏联航空发动机,对于仿制工作的流程熟悉有加,对于独立研制航空发动机的认识比较模糊。加之国外型号的仿制过程一向相对顺利,就造成了航空发动机技术是不难突破的错觉,也导致了认为航空发动机研制不需要长时间、大投入的认识偏差。当自主研制的发动机型号出现问题或进度上的拖延时,由于长期仿制工作造就的习惯,用户或者管理单位往往更倾向于引进现成的国外发动机进行仿制。

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、管理、体制、决策等方面的问题。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。

1961630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。十年动乱时期,航空工业部院合并,航空工业失去了一个统一的科研管理机构,在国家对航空工业缺乏长远规划的情况下,航空工业自己进行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对科研工作进行系统性的周密管理。后来中航工业又增设了发动机事业部,一定程度上解决了这个问题。但在过去,由于没有一个发动机科研管理单位对发动机研制进行管理和规划,导致一旦装机对象下马,发动机计划随飞机终止而无法继续发展。

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,不可能针对航空工业的科研工作进行系统有效的规划,迫于军事压力也没有足够的耐心投资基础科研项目,受的思潮影响,当时空军对航空工业常常提出过高的研制指标。涡扇6就是典型的受害者,为了满足对歼92.5的性能要求,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(30000)。而美国70年代研制的第三代大推力先进涡扇发动机F100-PW-100加力推力也不过是100千牛左右,目前我国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。在这个时期留给航空动力产业的经验是: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所科研队伍,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,就在涡扇6刚刚下马后,上级向606所下达了研制新型验证机的任务。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涡喷发动机,采用了带气动掺混喷嘴的环形燃烧室、复合气冷定向结晶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。2002年涡喷14发动机设计定型时,作为一型在21世纪初定型的涡喷发动机在性能上已无突出价值,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、周期短的发动机在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要求、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解决的问题。吴大观先生对该型号研制工作的总结中,指出存在的根本问题是涡喷14在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,最终整个项目完成时间比海军的要求延迟了3年,而且未能完全满足性能要求,至今未能批量列装。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开始研制工作。在改进过程中,由于经费问题不得不违背既定科研流程,本应先进行部件试验再进行整机试验,结果由于经费问题,部件试验不得不推迟到整机试验之后,甚至有些必须进行的试验竟被取消。这一方面体现了长期从事仿制生产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。吴大观曾感叹道:“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杂陈百味,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,对推重比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15年,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——2000年中国航空动力》(第三分册)。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,其他问题几乎全部是围绕这一主要矛盾出现的。阳光总在风雨后,国家尤其是一个复杂精密行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安全理事会5个常任理事国之一的可能,也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。

1950年到2005年共55年,半个多世纪的漫长岁月中,中国航空动力行业最大的遗憾就是未能研制出一型走完设计全过程并且实际批量装备部队的航空发动机型号。20051228,涡扇10发动机通过设计定型审查,可谓多年寒窗,一朝梦圆!涡扇10是我国第一型具有自主知识产权的高性能、大推力、加力涡扇发动机,结束了国产先进涡扇发动机的空白,打破了进口产品垄断我军第三代歼击动力系统的不利局面!

美国发动的以海湾战争为代表的多次局部战争,清楚地证明了现代航空兵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。而现代航空兵的主要平台就是上世纪70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80年代正式开始自主研制第三代战斗机歼101987年,用于歼10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的国家已经不少,但是能够自主研制航空喷气发动机的国家只有5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意味着我国能在国家安全攸关的重大动力领域实现独立自主,能够摆脱在双发重型战斗机,战斗轰炸机和单发中型战斗机及其改型的动力系统的对外依赖。以涡扇10核心机为基础改进的高涵道比涡扇发动机、舰用燃气轮机还将为我国大型运输机、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核心机发展出的F101军用加力涡扇发动机装备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,GEYJ101的低压压气机放大成为风扇研制出了F404中推涡扇发动机。F404的风扇放大并与F101的小涵道比型号结合,就是F-15F-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,装备了美国阿利·伯克级驱逐舰等多种海军舰艇。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F-15F-16F-18这些世界知名战斗机、以及阿利·伯克级驱逐舰为代表的各类舰艇乃至民航客机的诸多动力问题,这就是先进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动力突破。美国从上世纪50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并取得重大进展,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5个核心机构成,其派生发展的发动机推力可以覆盖2吨~20吨范围,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60年发展历程很长,多少航空人的理想在历史长河中升腾;60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。

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