中國為什麼造不出好的發動機：關於航空動力工業的一點思考(作者龍騰日月) 

    據中央電視台朝聞天下報道，空軍航空兵某團副團長、特級飛行員李峰近日在駕駛殲十戰機飛行訓練時，突遇飛機動力系統故障造成發動機空中停車。他憑藉過硬的心理素質和飛行技術，歷經驚心動魄104秒，空中滑翔飛回了失去動力的戰鷹。李峰成為成功處置國產單發新型戰機空中發動機停車故障、安全返航的第一人。

    空軍特級飛行員李峰在殲十戰機座艙里檢查設備

    這條新聞除了讓我們感嘆飛行員的冷靜與機智以外，更是把公眾的目光吸引到了航空動力工業發展現狀上來。迫降成功的飛機就是中國軍迷耳熟能詳而且讚譽有加的殲十戰鬥機。殲十於2005年定型，此後在新聞聯播上高調現世，向世界宣告中國獨立的第三代戰鬥機正式實用。成飛航空人在科研道路上長達18年的艱難求索在那一刻終於變成了中國空軍守衛祖國藍天的實實在在的戰鬥力。殲十採用了近幾年國際上非常流行的鴨翼布局，非常成功的兼顧了飛機的防空截擊，中距攔射，空優爭奪和近距離格鬥的性能。殲十本身是我國具有完全自主知識產權的戰鬥機平台，其機體設計，氣動布局，航電系統等等都基本立足於中國航空工業，但是最為遺憾的是：殲十戰鬥機採用的是原裝俄羅斯發動機AL31系列。殲十使用的AL31FN發動機可以說是殲十身上唯一一個需要原裝進口國外，依賴別國的航空系統。

    我國航空兵主力都依賴於從俄羅斯進口的AL31發動機系列

    我國航空兵主力作戰型號基本都採用的是國外動力系統。目前除了裝備太行發動機的少量殲十一B 戰鬥機使用國產動力系統外，所有的新研軍機都是買裝或仿製國外的發動機。殲十戰鬥機，我國進口的蘇27系列戰鬥機和我國自主生產的殲十一A戰鬥機全部使用的是從俄羅斯進口的動力系統，飛豹戰鬥轟炸機使用的是仿製英國斯貝發動機的渦扇9“秦嶺”。即便是已經退役或者退居二線的戰鬥機動力，也全部是測繪仿製型號。可以這樣說，我國航空動力工業還未向我國航空兵提供過任何一型我國自行研製的航空發動機型號，也從未有過一個航空發動機型號走完過預研-試製-驗證- 立項-詳細設計-設計定型-生產定型的科研過程。在設計技術方面，我國基本上還處於參照國外機種半仿半研、通過實物試驗反覆迭代的傳統設計階段。這樣，型號研製風險大，周期長，所需投入多。就發動機總體技術指標而言，我國生產中的發動機（含測繪仿製和按許可證生產），相當於國外航空先進國家的20世紀60～70年代的水平；剛定型或在研的發動機，相當於國外70年代水平；預研水平，目前所處的狀態相當於國外70年代末、80年代初的水平。而民用航空發動機基本上依靠國外採購。綜合評估，我國在航空發動機的總體水平與世界先進水平相比大約落後一代半，即25～30年，研製和生產的型號少，而渦扇發動機更少，目前僅有3個型號。航空發動機的落後，已嚴重製約了航空工業的發展，成為空軍武器裝備發展的“瓶頸”。可以說，沒有國外動力系統，我國的航空兵主力就無法升空作戰！這對於我國國家安全、和平崛起來說，絕對是一個極為嚴峻的現實和亟待解決的重大問題。

    裝備飛豹的英國斯貝MK202發動機，我國在引進30年後終於國產化，國內型號渦扇9

    中國航空動力工業的發展實在是糾結了太多的辛酸和遺憾，讓我們既感嘆歷史的殘酷又唏噓歷史的必然。筆者認為，中國航空動力產業的現狀體現的不僅僅是航空動力行業本身的問題，更是滲透了整個國家發展戰略對於航空產業的影響。

    國家對於航空動力產業發展一直沒有一個長遠穩定的發展規劃。我國航空動力工業像很多落後國家一樣是從仿製和修理開始的。起初我國航空工業得到了蘇聯老大哥的有力支持，可以說，當時蘇聯對於中國全方位的工業支持是我國航空工業的第一次春天。在老大哥的幫助下，我國迅速建立起一個能夠和世界一流水平比肩的航空工業體系，基本上老大哥的新型飛機型號和新型動力系統一旦確定引進就能夠在幾年的時間中仿製定型。但是我國並沒有為航空工業以及航空動力工業制定一個從仿製到研製的長遠發展規劃，而是將航空工業本身的任務局限於仿製、生產和修理，確定了以生產為主的“遍地批量廠”發展方針。我國航空工業的運行狀態就是，仿製生產再仿製再生產，僅僅在國外發動機改進過程中進行一定程度的創新。這樣的航空動力產業現狀孕育出來的自然是科研創新能力嚴重不足，批量廠過度龐大的“腦袋小，身子大”的怪胎。在我國需要自行研製航空發動機時，這樣的工業體系自然缺乏足夠的科研水平，完善的科研體制和合理科研流程。長期處於這種發展狀態下，我國航空動力工業對於現代航空動力系統的研究發展客觀規律認識極為不足。

    與我國發展航空動力“以型號牽引技術甚至是整個航空動力工業水平”的老方針不同的是，歐美等航空強國極其注重基礎研究和預研，筆者將其強大的法寶總結成了三個關鍵詞：預研工程，核心機計劃，發動機系列化。事實上，這三個關鍵的概念和理念是不可分割的一個整體，其構成了發達國家在航空動力發展上的整個思路體系的主幹。航空發動機的研究和發展分為：基礎研究、探索發展（應用研究）、預先發展和工程發展。中國和前蘇聯往往是，有了具體工程發展型號的時候，才去搞基礎研究、探索發展（應用研究）、預先發展，打算通過一個型號帶動整個航空動力產業的進步。而大家都知道這條道路是不適合航空動力型號研製的客觀規律的。航空發動機尤其是軍用大推渦扇機是一個國家工業和科研體系最高的技術成就，事實上，目前能夠研製先進軍用渦扇機的國家恰恰只有聯合國安理會的五個常任理事國，而這五個國家都是世界公認的擁有核武器的大國和強國。發展科學不能有太強的功利色彩，等到需要的時候再去從頭研製總是遠水解不了近渴。

   航空發動機研製流程對照圖

    根據上面的航空發動機研製流程對照圖，我們可以看到：我國現有的發動機研製進程分為可行性論證、立項、驗證機研製（此階段基本也被忽視）、原型機研製等階段。實際上在我國，一個發動機型號真正開始着手相關的實質技術工作是從立項開始的。如果不立項，就沒有發動機研究發展的所需的大量經費。說白了就是如果軍方不立項發動機型號，與這個型號相關的基礎研究工作就基本無法開展。立項以後再進行基礎研究大大拉長了航空發動機型號研製的周期並且大大增加了發動機研製失敗造成的後果。需要發動機才投資，如果一旦研製失敗，軍方的需求自然會落空，當然會嚴重影響空軍戰鬥力的實現。而國外發達國家航空動力研製秉承着“預研優先”的發展方針，也就是在軍方提出發動機研製需求之前，航空工業部門就已經按照自己的研製流程，進行超前的技術探索研究，對於有前途的材料和工藝技術已經提前進行了實質性的研究工作，並且還要專門利用現有航空發動機型號搞出來一個穩定的驗證平台，把單個的超前先進技術都拿到驗證機上去驗證，去試車，去考驗。當軍方提出下一代發動機研製需求的時候，航空工業部門已經將相關的技術在驗證機都玩得相當純熟了，自然發動機型號研製周期就會大大縮短、研製風險也極大的降低。這一點在F119發動機研製過程中體現的極為明顯。在ATF飛機研製過程中，飛機重量與阻力均增加較多，為此，要求發動機的推力相應提高近17% ,即最大推力(加力推力)要求為156kN。中間推力(不開加力時最大狀態下的推力)為105 kN。而此項重大改動並沒有很大的影響其研製周期，因為普惠一直開展超前的發動機預研計劃。在接到發動機性能提升的需求以後，普惠公司直接從自身預研研究發展技術中拿出已經驗證成熟的部件技術應用於F119改進上，很快滿足了軍方要求。此類事情如果發生在預研工作不足的國家足以對航空發動機研製造成5年以上的拖延，並且有可能直接導致發動機研製失敗。

    我國航空動力系統研製流程不合理不符合客觀規律的情況，不能不說是以往長期進行生產而缺乏研製工作造成的。其背後的原因就是國家對於航空動力系統沒有一個長遠的發展規劃，僅僅將航空工業部門定位為一個仿製生產部門。現在我國正在飽嘗這個決策失誤的苦果。

    航空發動機是地球上技術水平最高，核心技術門檻最嚴格，涉及理論最高深，整體結構最複雜的工業產品，號稱是工業之花。航空發動機與航天工業產品火箭發動機不同，火箭發動機是一次性產品，而且最多工作數百秒，並不需要非常強大的材料和工藝技術。而航空發動機，尤其是戰鬥機使用的渦噴渦扇發動機，其不僅僅壽命長達數十年（依照發動機壽命和各國空軍飛機使用情況）而且工作環境惡劣，工作狀態改變頻繁。比如美帝三代動力系統的第一個作品F100-PW-100，其研製之初沒有充分估計到航空發動機工作狀態轉換問題。在裝備部隊以後，在戰鬥訓練過程中，飛行員常常需要發動機在最大工作狀態和最低轉速之間頻繁轉換，結果F100-PW-100非常不適應出現了大量問題，也成就了F15趴窩皇后的美譽。因此航空發動機研製需要大量的實驗去模擬實際使用，更需要先進的材料和製造工藝去成就航空發動機這個工業桂冠。因此航空發動機需要大量的時間和資源去研製。資金也就成為影響航空發動機研製成功與否關鍵的因素。

    現在神氣十足的F15，當年卻因為發動機成為“機庫皇后”

    我國由於長期處於航空發動機仿製生產狀態，對於航空發動機研製客觀規律掌握嚴重不足，對於航空發動機研製工作的長期性、艱巨性和大投入性沒有清晰認識。這樣造成我國航空發動機研製投資強度遠遠低於研製實際需要。例如60年代初我國開始研製渦扇6 大推力渦扇發動機，根據606所史料統計，20年共計研製經費只有1.5億元，平均每年750萬元。當研製進入關鍵階段，需要高投資強度時，竟然有兩年每年只給200萬元，以這樣投資總額和投資強度來研製先進大型航空動力系統簡直是難以置信，難以理解。但是大量的歷史事實就是如此。在上世紀90年代以前，我們給航空工業的整個兒投入，尚不及我們對越南援助的十分之一，給朝鮮援助的零頭，甚至不及給阿爾巴尼亞的援助！根據航空發動機研製的客觀規律，投資曲線應該是倒馬鞍形，也就是型號研製之初和收尾階段投資相對較少，研製中段（組裝原型機進行試車試飛等關鍵階段）投資強度相對較大。而我國航空發動機研製的撥款卻成水平直線型，在關鍵階段竟然出現了投資強度下降的現象。這不但嚴重違反投資規律，而且投資強度很低。同一時期，我國引進斯貝MK202發動機進行仿製，卻花費了13億元人民幣。也就是我國很長一段時間，研製發動機的經費還不如仿製國外發動機充足，不得不說是相當不合理的科研投資管理。

    試車台上的渦扇6，後來由於歷史原因下馬，直接導致我國空軍晚了幾十年進入渦扇時代

    根據國外經驗，典型的發動機研製周期約為8-14年，整個發動機的使用壽命期約為30年。研製經費在歷年增長，根據發動機大小型號不同，研製條件不同，研製經費在5億-20億美元不等。在研製經費除了經費總額必須足夠外，還必須保證在大量部件和整機試車以及進入小批量生產前投資達到高峰。如果投資強度不能保證，發動機就不可能按期保質研製出來，其後果只能是研製失敗，型號下馬。

    我國航空動力工業長期發展不良的根本原因更多是決策失誤。我國在建國之初將發展航天和導彈核武器作為特定時期的重點絕無不妥，當時的國際形式是核武器和美國蘇聯的霸權陰影長期籠罩在新中國上空。我國要實現突破核霸權的威脅就必須在戰略火箭和導彈工業上進行大力投入。但是由此就認為航空工業不是高科技，航空工業就是簡單的生產工業就是相當大的認識謬誤。雖然新中國的天空一直呼喚先進的銀翼保衛和平，但是直到我國高科技發展計劃863計劃，航空都未列入我國重點發展的產業之一。我國將航空工業列入長期重點發展規劃時，新世紀的朝陽都已經升起。雖然 “航空強國”的口號終究還是響徹中華大地，但是錯過的發展機遇和耽誤的時間又如何償還如何追溯？損失的人才又有誰來挽回？因此，每當遇到我國航空發動機出現了技術問題，或者我國的戰鷹沒有國產發動機可用的情況時，網友們請不要不假思索的口出“中國航空人都幹什麼吃的？”這樣的狂言。歷史的追思中，存在着真正的答案。