太行發動機是我國自行研製的首款大推力高性能渦扇發動機，在我國發動機研製史上具有重要地位，是中國航空發動機發展的里程碑之一。今天讓我們回顧該型發動機研發道路上一些鮮為人知的故事：
1995年6月7日，當時的副總參謀長的曹剛川傳達了中央軍委的重要決定，這個實際是軍令狀的重要決定要求：太行發動機一是配新型殲擊機（殲10），二是作某型飛機的後繼動力（殲11B）。因此，太行發動機是兩種飛機成敗的關鍵。空軍下一步建設就立足這個發動機了，兩隻腳都踩在這條船上了，各級領導都非常重視。這是關鍵中的關鍵，重中之重。
由於當時的轟6空中試車台是於1976年12月正式投入試飛的，已經面臨退役（轟6航空發動機空中試車台1996年10月退役），太行發動機實際上沒有合適的飛行平台進行領先試飛。1993年3月，一航動力所向原中國航空工業總公司報告，申請提供一架我國引進的飛機作為飛行平台對“太行”發動機進行領先試飛。
1998年9月，完成了配裝飛機的全尺寸金屬樣機製造和裝配，僅用1個半小時裝飛機成功。
其實太行研製過程最終阻礙就是缺乏發動機相關的關鍵技術、材料工藝、試驗條件儲備。這些問題直接導致太行研製非常艱難，缺乏基本技術儲備，常常需要臨陣攻關，不斷失敗。太行發動機研製中先後發生各種技術問題和故障200多項，研製中幾次大的故障，使研製工作陷入困境。尤其是質量管理能力欠缺，導致研製工作幾度陷入絕境：一次是發動機在試車時，發生了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）；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，明確“項目副總師負責制”、“項目問責制”，完成17份故障計算、研究、分析報告，經過排故的發動機經過了改進措施設計、加工和試驗驗證，並進行了排故措施驗證評審，將排故措施落實後，重新裝配恢復生產，重新試飛。（圖為安裝太行發動機的我軍殲-11B戰鬥機）
太行研發突破了一批具有自主知識產權的核心技術和關鍵技術，取得了重大成果。發動機的設計採用了大量的先進部件技術和整機匹配技術，其中多項填補了國內空白，有的已經達到國際先進水平；上百項新材料、新工藝的成功應用，使發動機材料技術和製造技術實現了一系列重大突破。先後在新材料、新工藝上攻克了300多項廠、部級關鍵技術。其中，研製出的第Ⅳ級和Ⅷ級高壓壓氣靜子葉片，在國內首次實現了高溫合金葉片的冷輥軋。研製成功的GH4169合金Ⅳ級至Ⅷ級靜子葉片冷輥軋填補了國內高溫合金葉片冷輥軋技術的空白。 全面掌握了風扇轉子單元體、燃燒室聯合單元體、低壓渦輪廠軸等8大部件的新工藝。（圖為太行發動機總師張恩和）
太行發動機定型試飛的三年，解決了如地面喘振、空中異常響聲、試車溫度異常等試飛等問題。在艱難的調整試飛中，解決了發動機“小發提前脫開”這塊硬骨頭。2004年5月，太行發動機的試飛遇到了一個十分棘手的問題：飛機在高空小錶速飛行時經常出現異響，試飛員丁三喜終於找到問題所在，成功解決。
定型前的兩項長試：設計定型持久壽命試車和長久初始壽命試車是對發動機使用可靠性最為苛刻的全面考核。2005年11月10日，太行發動機終於通過了設計定型前最後一道難關－－長久初始壽命試車，40多天的試驗一次通過，獲得了飛向藍天的通行證，開始批量裝備部隊。目前正在繼續努力解決批量生產的質量穩定性和一致性。
我國發動機以前一直難以突破的不僅技術基礎和技術儲備薄弱，工程試驗經驗積累不足，試驗設備、加工設備缺乏，而且材料和工藝相對落後。經過研製太行，我們在材料，製造工藝，和質量管理體系建設上都獲得了突破。
材料上，超高溫鎳鋁合金、鈦合金及其相應的特種陶瓷在50年堅持不懈努力後，獲得完美突破。例如師昌緒院士的國家科技一等獎就是一個例子。
質量管理體繫上，形成了自己獨有的研發、製造和試飛質量管理流程和體系。例如在管理體繫上，太行研製採取分段開發策略，先驗證機後原型機，這是中國航空發動機史上是第一次，此舉規避了項目研製中大的風險。
在製造工藝上，更是全面突破，超過俄羅斯，接近美國。例如精鑄空心葉片工藝（包括葉身無餘量葉片精鍛件和定向及單晶合金空心葉片精鑄件工藝），渦輪進口溫度提高了450℃，這項工藝是決定高推重比發動機所能達到最高性能水平的關鍵技術，而且能大幅度減輕渦扇發動機重量，降低製造成本，提高推重比，獲得突破。目前我們定向空心葉片精鑄件，鈦合金葉片精鍛件，單晶合金葉片精鑄件，鈦合金精鑄機匣都可批量生產，目前我們的工藝可以使精密鍛、鑄件減輕重量20%和降低成本30%左右。
此外也突破了多向模鍛、真空熱處理、表面鍍鎘鈦和噴丸及孔擠壓強化處理等工藝，提高了渦扇發動機使用壽命和可靠性。
上述突破中，單晶空心葉片精鑄、粉末高溫合金渦輪盤超塑性鍛造、噴射沉積成形和隔熱塗層技術工藝突破是最關鍵的。
而熱等靜壓和超塑性鍛造，粉末高溫合金和液態金屬快速冷卻軋制，非晶態材料生產，鈦合金鍛造用玻璃潤滑劑生產，鑄造用型芯和殼體材料及塗料等生產工藝突破更是使我們具備了研製更高水平渦扇發動機的技術儲備。
此外摩擦焊接、熱等靜壓和液相擴散焊等熱加工技術分別與整體渦輪轉子、整體葉盤結構和大型夾芯結構風扇葉片及對開葉片等新結構同步突破。
在上述基礎上，目前正在進行研究的工作包括雙合金整體葉盤結構（單晶葉片和粉末盤）熱等靜壓複合成形技術；超純淨高溫合金渦輪盤噴射成形技術；鋁基複合材料構件噴射成形技術溫度；2000－－2100K的高效冷卻單晶葉片製造技術（包括複雜結構葉片精密鑄造技術、抗高溫型芯和殼體材料及其精密製備技術及塗料技術、配套的電子束物理氣相沉積技術）；鈦合金機匣葉片整體結構件精鑄技術；高溫合金機匣精鑄技術；鋁合金唇口及附件殼體等大型結構件精鑄技術；大型薄壁高強蠟型和殼型製造技術及塗料技術；鑄造過程的數值模擬技術；粉末高溫合金盤件噴射成型盤坯技術；以及特種焊接技術（包括單晶、NiAl、TiAl、C/C複合材料、Ti基複合材料、陶瓷結構件及異種材料構件真空釺焊技術）等。
另外最近連續梯度結構新型隔熱塗層技術（可將隔熱效果提高至100～200℃）；渦輪葉片內腔冷卻通道循環氣相滲工藝、鎳鋁金屬間化合物構件高溫防護塗層技術等也在陸續突破。上面羅列一推名詞，到底價值是什麼呢？舉例來講，我們突破的整體葉盤結構工藝，是美國的先進戰鬥機（ATF）計劃的核心技術，例如F414發動機採用了共5級的整體葉盤。根據美國國防部的高性能渦輪發動機技術（IHPTET）的第3階段計劃，到2020年，戰鬥機上安裝的發動機渦輪都將採用整體葉盤結構。
整體葉盤結構的剛性好，平衡精度高。它提高了結構的氣動效率，省去了連接用的榫頭和榫槽，避免了榫槽損傷等潛在的故障，從而使整台發動機推重比得到顯著提高。
而我們整體葉盤製造採用的主要工藝是最先進的五坐標數控銑削加工整體葉盤（與美國一樣）。整體葉盤毛坯一般採用高強度難加工材料（例如(α+β)雙相熱強鈦合金，具有良好的高溫強度、耐腐蝕性、斷裂韌性、熱穩定性和蠕變性能），不允許有裂紋和缺陷，葉片薄、扭曲度大、葉展長、受力易變形，而且由於葉片間的通道深而窄、開敞性很差，材料切除率很高。
我們在高精度五坐標機床、五軸聯動編程技術、刀具技術等發麵獲得突破（關鍵技術包括葉盤通道與刀軸矢量的控制、刀具軌跡設計及光順處理、通道的高效粗加工技術、葉片型面的精確加工技術、加工變形控制和葉片與刀具減振技術等）。
再舉一個例子，那就是渦扇發動機葉片的激光衝擊強化工藝（這個工藝是利用高峰值功率密度（>109W/cm2）的激光作用於金屬靶材表面的吸收層，產生高壓(>1GPa)等離子體，該等離子體受到約束層的約束時產生衝擊波使金屬材表層就產生塑性變形，獲得表面殘餘壓應力。由於其強化原理類似噴丸，因此也稱作激光噴丸）。
渦扇發動機葉片在轉子高速旋轉帶動及強氣流的沖刷下，承受着拉伸、彎曲和振動等多種載荷，特別是位於進氣端的壓氣機葉片或前風扇葉片，被隨氣流進來的異物撞擊後很易破壞使發動機失效以至釀成事故。葉片遭受異物撞擊後，在葉片的前、後緣局部形成缺口、形變或裂紋，造成應力集中或直接成為破壞源，直接威脅葉片的安全使用壽命。航空發動機葉片採用噴丸處理後可以延遲裂紋的萌生，提高葉片的使用壽命。
美國在1995年研究了鈦合金風扇葉片對異物破壞的敏感性，發現經過激光衝擊強化的F101葉片即使有異物損傷缺口，其疲勞強度接近甚至超過沒有破壞也沒有經過任1997年開始激光衝擊強化鈦合金葉片，2004年開始F119發動機整體葉盤的強化，目前累計強化葉片十萬片以上，提高葉片壽命5－－6倍。目前美國在F110、F101、F404的風扇葉片、葉盤都普遍採用 。
我國在採用整體葉盤加工後，發現儘管整體葉盤具有減重、減級、增效、高可靠性的優點，但整體葉盤結構複雜，通道窄、葉片薄，彎扭大，無論是機械加工還是表面強化難度都很大，必須進行激光強化，現在已經突破了風扇整體葉盤激光衝擊強化工藝，強化後噴丸的葉片高頻振動疲勞壽命提高20倍，制出系列激光衝擊強化設備達到國際先進水平，並開始出口GE。
太行好事多磨，不但研製出一款渦扇發動機，更重要的是積累了一大批下一代渦扇發動機需要的工藝和技術，以及有經驗和專業配套的渦扇發動機開發隊伍，這才是未來的希望。這大概就是待時而進。而且以太行核心機進一步研發的艦用燃氣輪機也獲得突破。
下一代推重比10的渦扇發動機（WS15）進展極為順利，這就是太行積累等待的結果。做大事，必須厚積薄發。20年等待積累算什麼，彈指一揮間。
http://mil.huanqiu.com/mlitaryvision/2013-05/2693426.html
