資料圖：珠海航展期間國產太行發動機亮相，工作人員現場刷漆調試

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　　艦載戰鬥機是衡量航母作戰水平的標誌性武器平台。據外媒報道，人民海軍的第一艘國產航母不久將投入建造，而我國也曾經與俄羅斯談判引進蘇33戰機。種種臆測，卻反映了外界高度關注我國艦載機的發展動向。中國航空工業經過五十多年的艱苦努力，已能夠“自主研發生產輕重搭配、與發達國家在役戰鬥機種相當的第三代戰鬥機和第三代大推力渦扇發動機”。國產殲-11戰鬥機系列是在引進俄羅斯蘇-27SK生產許可證的基礎上逐步發展起來的，其代表性的某型機已實現了第三代戰鬥機配裝國產先進渦扇的夙願。

　　相較於陸基飛機，艦載機有着特殊的起降方式與工作環境，這就對動力設計提出了更高的要求，特別是更注重可靠性和作戰適應性，迄今只有美俄兩國開發了多種技術給予保證。受技術、成本等制約，迄今只有美俄兩國開發了第三代艦載大推力發動機。我國雖然已經突破了軍用渦扇的技術與瓶頸，但面對艦載機動力這新課題，引進與自研相結合的雙保險方針仍是現階段比較現實的途徑，況且我國已有多年AL-31的使用與維護經驗，在“太行”成熟之前由它擔當主角應是比較穩妥的。隨着“太行”使用數不斷積累，延壽與可靠性增長成效的不斷顯現，國產型號必將成為我軍戰機裝備的主幹。

　　長劍倚“太行”

　　“太行”發動機是在測繪仿製國外先進核心機的基礎上發展起來的，研製過程採取“半仿半研”的技術途徑，經過驗證機與型號機兩個階段，耗時18年終獲成功。

　　“太行”發動機總體布局仿照了F110的設計，同時又吸取了國內外多個型號的技術經驗。該機採用五支點的支承方案，其中高壓渦輪後支點軸承為中介軸承。全機有三個主要的承力框架(進氣機匣、中介機匣和渦輪後機匣)，其中中介機匣的製造首次採用鈦合金整體鑄造工藝，機厘上布置了安裝節和齒輪箱等安裝點。三級軸流式風扇和九級高壓壓氣機分別由兩級低壓與單級高壓渦輪驅動，轉向相反。高溫升主燃燒室的結構緊湊， 燃燒效率高，分布品質好。對比AL-31，“太行”的涵道比更高，巡航耗油率較低，可滿足海軍空中巡邏戰鬥機的設計要求。外涵空氣中的含氧量高，因此加力比(全加力和中間推力的比值)也更大，這一點同F110如出一轍，不過單位性能(單位推力、單位迎面推力)要比AL-31低一些。燃調系統為機械液壓-模擬電子混合式，充分借鑑了國外的控制設計經驗，確保了發動機在飛行包線內運轉的穩定可靠和迅速準確。

　　從有關報導看，“太行”的某些技術特徵已接近或者達到國外“三代半”的水平(如F110-GE-132、M88-2等)，競爭實力與發展潛力不容小覷。

　　資料圖：太行發動機研製中先後發生各種技術問題和故障200多項，研製中幾次大故障，使研製陷入困境。尤其是質量管理能力欠缺，導致研製工作幾度陷絕境：一次是發動機試車時，發生高壓壓氣機四級盤破裂事故；另一次是在高空台模擬試驗和調整試飛中，5個起落出現3次“特情”(噴零件)

　　一、高性能、大裕度的風扇

　　發動機研究所採用先進的設計手段，為“太行”全新研製了三級高性能風扇。根據設計要求，在原型機 苛刻的尺寸限制下，風扇壓比要比原型機高，同時必須 保持原有的高效率和大喘振裕度。高平均級壓比和大裕 度的矛盾考驗着設計師的能力。為解決喘振裕度問題， 研究所前後共設計了8套方案，經過大量試驗驗證，定型方案在高轉速狀態下，裕度提高中低轉速時達到AL-31四級風扇的水平。

　　風扇單元的主要材料是鈦合金(TC4)，三級整體轉子採用電子束焊接工藝加工。我國技術人員通過與國外專家的共同工作，了解了一種具有等強度、低損失、流線型型面阻尼凸肩的結構設計，並應用在“太行”發 動機的前兩級風扇上。這種變厚度設計明顯優於等厚度的凸肩形式。

　　新風扇還首次採用了帶可變彎度導向葉片、超塑成型擴散連接的進氣機匣，這是國內製造技術的全新突破。整體精鑄中介機匣是發動機的主要承力部件，有內環、外環和帶分流環的支板等構成。整體鑄造工藝可以縮短生產周期，減輕結構重量，成本也會降低。

　　二、具有四代機特徵的複合材料外涵道   

　　回顧外涵機匣的發展歷程，先後經歷了鈦板焊接結構--鈦合金化銑(表面銑出加強筋以增加機匣剛性)80年代開始應用複合材料(通用電氣研製的F414、YF120、F136等軍機都釆用了複合材料機匣)。據介紹，這種機匣可減輕23%的結構重量，成本降低28%(與傳統鈦機匣相比)。北京航空材料研究所於1995年起率先開展了“太行”複合材料外涵機匣的研製工作，設計中釆用新研製的碳纖維增強熱固性聚酰亞胺樹脂基復材，(相當於美國F404的PMR15)製作了發動機的外涵道。機匣分成前後兩段，前機匣為兩半對稱形，兩端還有鈦合金安裝邊，後段則是較為先進的全複合材料帶翻邊的整體結構。

　　資料圖：第三次是配裝太行發動機的飛機進行規定試飛的科目，發動機突然空中停車(2004年7月20日，試飛員丁三喜駕駛飛機在閻良機場起飛，當飛行到數千米高空時，突然聽到一聲響，左發停車了)。經過4個月的努力，經過組織調整，把質量管理和控制納入程序化管理軌道

　　三、繼承了原准機先進設計的核心機

　　九級高壓壓氣機的氣動設計先進，原准機增壓比高達12左右。“太行”的循環參數選取時做了適當調整，設計值為9.7(如果還保持原有水平則總增壓比將近40，由於排氣溫度降低，中間推力會下降，增壓比如此高會導致飛行時壓氣機後幾級溫度超過材料的允許溫度。降低增壓比也有助於提高裕度)；前四級的靜葉可調，擴大了壓氣機在中低轉速下的失速裕度，這是實現發動機起動與加速性能的基礎；結構設計緊湊，構造簡單，轉子主要為電子束焊接構件，第三級用短螺栓連接起前後兩段整體轉子。壓氣機主要用材有TC4鈦合金、GH4169鎳基合金等。

　　主燃燒室由帶短突擴壓器的鍛造機匣、頭部雙渦流器的機加環形火焰筒、燃油空氣霧化裝置以及高能點火系統組成。由於發動機的總增壓比高，燃燒室進口總溫達860K，出口溫度(平均)1700K這對火焰筒的結構材 料、冷卻設計都是苛刻的挑戰。環形火焰筒的主要材料是 固溶強化型鈷基高溫合金，內、外環上共有12圈冷卻氣膜小孔，頭部也有兩千多個氣膜孔，火焰筒內部的壁面上分別加工出5道(內環)和6道(外環)氣膜槽。套在筒外 的燃燒室機匣也是一件相當複雜的大型構件，主要用材GH14169，進口擴壓器採用了無餘量整體精密鑄造成型，內部有多達70片的導流葉片(高壓壓氣機出口導葉)，經磨粒流拋光處理，真空電子束焊接工藝將機匣的各組件焊成一個整體。

　　資料圖：近日，網絡上一組殲-11B和殲-11BS的試飛照曝光，可以看到這兩型重型三代機都在使用國產“太行”發動機飛行。(鳴謝：超大軍事 罪惡大天使)

　　“太行”燃燒室的主要特點：

　　由20個雙油路離心噴嘴和20個雙級渦流器組合成獨特的燃料空氣霧化裝置，燃油霧化性能好，而且兼顧了髙低工況下的性能；2個高能點火火花塞插入頭部的主燃區，地面和高空再點火可靠；

　　在較寬的工作範圍內具有很髙的燃燒效率；

　　頭部採用偏貧油設計，減少污染物與可見煙霧排放，縮短了火焰筒的長度；

　　出口溫度場品質(溫度均勻性)良好，具有較低的溫度分布係數；

　　釆用髙效冷卻、等壽命的結構設計方法，大幅增加了使用壽命；

　　容熱強度高，目前仍然是世界上少有的高負荷短環形燃燒室，具有相當大的溫升潛力。“太行"的單級髙壓渦輪是一台髙溫、高轉速、大載荷、跨聲速的先進禍輪，其輪緣速度達548米/秒(據有關文獻介紹，F101高壓渦輪的有效功比F100兩級渦輪所作的功還多13.1%。要實現髙推比設計要求，很大程度上得仰仗能在髙溫下工作的渦輪部件，提高渦輪導向器與工作葉片的耐溫能力是關鍵性課題。為此通常採取雙管齊下的辦法--使用耐高溫材料 時配以冷卻與塗層技術。太行的渦輪前溫度迗1700K而導葉和工作葉片材料是定向結晶高溫合金，只能在1273K以下的溫度下工作，巨大溫度差就必須靠高效冷卻結構、先進隔熱塗層等措施來“消化”。

　　導向器葉片安裝在燃燒室出口處，它是工作度最髙的部件，但和渦輪轉子葉片不同，導葉是靜子件，不承受離心負荷。導向器共有46片導葉，23段雙聯裝結構組成完整的環形裝置。葉片為鈷基合金精鑄(也可能使用了 IC6A金屬間化合物)，再經一系列加工處理最終成型，葉片內腔有複雜的氣流冷卻通道， 緣板上還有用激光打孔形成的氣膜冷卻小孔，部件表面敷塗A1-Ti隔熱防護層，綜合作用下實現了平均降溫400K以上的效果。

　　“太行”共有72片高壓渦輪工作葉片，用DZ125定向凝固合金無餘量精密鑄造，為提高冷卻效果，也釆用了複合冷卻技術，葉片內腔的冷卻流道結構極其複雜，葉身、蓋板上還有多排氣膜冷卻孔，葉片尾緣設計了矩形縫。葉片下部的榫頭為兩對大圓弧齒設計，榫齒數目少、結構簡單，葉片裝配到渦輪盤後用短螺栓固定住前後擋板，夾緊葉片。

　　資料圖：隨着國產動力的逐漸成熟，軍迷們看到越來越多的國產戰機裝備了太行動力。包括最新型的殲15S雙座艦載機、殲11BS雙座型戰機、殲11B戰鬥機等等。圖為雙座殲15配裝太行動力進行試飛。

　　四、三元流氣動設計，複合傾斜低壓渦輪與離壓渦輪對轉

　　所謂複合傾斜，是指葉片沿軸向與徑向都做成彎曲的形狀，國際上從80年代中期以後才開始應用這項技術，如RB211-535E4、F414。導葉採取複合傾斜設計可以減少端壁面損失，提高渦輪的效率。“太行”的低壓渦輪採用複合傾斜形式不僅是氣動設計上的一次挑戰，也是對我國鑄造技術的一大考驗。由於渦輪葉片的工作溫度高，所以普遍釆用複雜的空心內冷結構，若再做成複合傾斜形狀，就更增加了製造的複雜程度與技術難度。貴州新藝機械廠(170)承擔了葉片的製造任務，所生產的三聯精鑄複合傾斜葉片效率達到了國際水平。

　　將高、低壓渦輪設計成對轉結構有助於提高發動機的推重比、降低耗油率並提升飛機的綜合性能。目前投入使用以及在研的第四代軍用發動機都釆用對轉渦輪，幾個航空強國也將對轉設計列為未來航空渦輪的主要研究方案，可見對轉渦輪正是體現“太行”後發優勢的標誌之一。