中国为什么造不出好的发动机：关于航空动力工业的一点思考(作者龙腾日月) 

    据中央电视台朝闻天下报道，空军航空兵某团副团长、特级飞行员李峰近日在驾驶歼十战机飞行训练时，突遇飞机动力系统故障造成发动机空中停车。他凭借过硬的心理素质和飞行技术，历经惊心动魄104秒，空中滑翔飞回了失去动力的战鹰。李峰成为成功处置国产单发新型战机空中发动机停车故障、安全返航的第一人。

    空军特级飞行员李峰在歼十战机座舱里检查设备

    这条新闻除了让我们感叹飞行员的冷静与机智以外，更是把公众的目光吸引到了航空动力工业发展现状上来。迫降成功的飞机就是中国军迷耳熟能详而且赞誉有加的歼十战斗机。歼十于2005年定型，此后在新闻联播上高调现世，向世界宣告中国独立的第三代战斗机正式实用。成飞航空人在科研道路上长达18年的艰难求索在那一刻终于变成了中国空军守卫祖国蓝天的实实在在的战斗力。歼十采用了近几年国际上非常流行的鸭翼布局，非常成功的兼顾了飞机的防空截击，中距拦射，空优争夺和近距离格斗的性能。歼十本身是我国具有完全自主知识产权的战斗机平台，其机体设计，气动布局，航电系统等等都基本立足于中国航空工业，但是最为遗憾的是：歼十战斗机采用的是原装俄罗斯发动机AL31系列。歼十使用的AL31FN发动机可以说是歼十身上唯一一个需要原装进口国外，依赖别国的航空系统。

    我国航空兵主力都依赖于从俄罗斯进口的AL31发动机系列

    我国航空兵主力作战型号基本都采用的是国外动力系统。目前除了装备太行发动机的少量歼十一B 战斗机使用国产动力系统外，所有的新研军机都是买装或仿制国外的发动机。歼十战斗机，我国进口的苏27系列战斗机和我国自主生产的歼十一A战斗机全部使用的是从俄罗斯进口的动力系统，飞豹战斗轰炸机使用的是仿制英国斯贝发动机的涡扇9“秦岭”。即便是已经退役或者退居二线的战斗机动力，也全部是测绘仿制型号。可以这样说，我国航空动力工业还未向我国航空兵提供过任何一型我国自行研制的航空发动机型号，也从未有过一个航空发动机型号走完过预研-试制-验证- 立项-详细设计-设计定型-生产定型的科研过程。在设计技术方面，我国基本上还处于参照国外机种半仿半研、通过实物试验反复迭代的传统设计阶段。这样，型号研制风险大，周期长，所需投入多。就发动机总体技术指标而言，我国生产中的发动机（含测绘仿制和按许可证生产），相当于国外航空先进国家的20世纪60～70年代的水平；刚定型或在研的发动机，相当于国外70年代水平；预研水平，目前所处的状态相当于国外70年代末、80年代初的水平。而民用航空发动机基本上依靠国外采购。综合评估，我国在航空发动机的总体水平与世界先进水平相比大约落后一代半，即25～30年，研制和生产的型号少，而涡扇发动机更少，目前仅有3个型号。航空发动机的落后，已严重制约了航空工业的发展，成为空军武器装备发展的“瓶颈”。可以说，没有国外动力系统，我国的航空兵主力就无法升空作战！这对于我国国家安全、和平崛起来说，绝对是一个极为严峻的现实和亟待解决的重大问题。

    装备飞豹的英国斯贝MK202发动机，我国在引进30年后终于国产化，国内型号涡扇9

    中国航空动力工业的发展实在是纠结了太多的辛酸和遗憾，让我们既感叹历史的残酷又唏嘘历史的必然。笔者认为，中国航空动力产业的现状体现的不仅仅是航空动力行业本身的问题，更是渗透了整个国家发展战略对于航空产业的影响。

    国家对于航空动力产业发展一直没有一个长远稳定的发展规划。我国航空动力工业像很多落后国家一样是从仿制和修理开始的。起初我国航空工业得到了苏联老大哥的有力支持，可以说，当时苏联对于中国全方位的工业支持是我国航空工业的第一次春天。在老大哥的帮助下，我国迅速建立起一个能够和世界一流水平比肩的航空工业体系，基本上老大哥的新型飞机型号和新型动力系统一旦确定引进就能够在几年的时间中仿制定型。但是我国并没有为航空工业以及航空动力工业制定一个从仿制到研制的长远发展规划，而是将航空工业本身的任务局限于仿制、生产和修理，确定了以生产为主的“遍地批量厂”发展方针。我国航空工业的运行状态就是，仿制生产再仿制再生产，仅仅在国外发动机改进过程中进行一定程度的创新。这样的航空动力产业现状孕育出来的自然是科研创新能力严重不足，批量厂过度庞大的“脑袋小，身子大”的怪胎。在我国需要自行研制航空发动机时，这样的工业体系自然缺乏足够的科研水平，完善的科研体制和合理科研流程。长期处于这种发展状态下，我国航空动力工业对于现代航空动力系统的研究发展客观规律认识极为不足。

    与我国发展航空动力“以型号牵引技术甚至是整个航空动力工业水平”的老方针不同的是，欧美等航空强国极其注重基础研究和预研，笔者将其强大的法宝总结成了三个关键词：预研工程，核心机计划，发动机系列化。事实上，这三个关键的概念和理念是不可分割的一个整体，其构成了发达国家在航空动力发展上的整个思路体系的主干。航空发动机的研究和发展分为：基础研究、探索发展（应用研究）、预先发展和工程发展。中国和前苏联往往是，有了具体工程发展型号的时候，才去搞基础研究、探索发展（应用研究）、预先发展，打算通过一个型号带动整个航空动力产业的进步。而大家都知道这条道路是不适合航空动力型号研制的客观规律的。航空发动机尤其是军用大推涡扇机是一个国家工业和科研体系最高的技术成就，事实上，目前能够研制先进军用涡扇机的国家恰恰只有联合国安理会的五个常任理事国，而这五个国家都是世界公认的拥有核武器的大国和强国。发展科学不能有太强的功利色彩，等到需要的时候再去从头研制总是远水解不了近渴。

   航空发动机研制流程对照图

    根据上面的航空发动机研制流程对照图，我们可以看到：我国现有的发动机研制进程分为可行性论证、立项、验证机研制（此阶段基本也被忽视）、原型机研制等阶段。实际上在我国，一个发动机型号真正开始着手相关的实质技术工作是从立项开始的。如果不立项，就没有发动机研究发展的所需的大量经费。说白了就是如果军方不立项发动机型号，与这个型号相关的基础研究工作就基本无法开展。立项以后再进行基础研究大大拉长了航空发动机型号研制的周期并且大大增加了发动机研制失败造成的后果。需要发动机才投资，如果一旦研制失败，军方的需求自然会落空，当然会严重影响空军战斗力的实现。而国外发达国家航空动力研制秉承着“预研优先”的发展方针，也就是在军方提出发动机研制需求之前，航空工业部门就已经按照自己的研制流程，进行超前的技术探索研究，对于有前途的材料和工艺技术已经提前进行了实质性的研究工作，并且还要专门利用现有航空发动机型号搞出来一个稳定的验证平台，把单个的超前先进技术都拿到验证机上去验证，去试车，去考验。当军方提出下一代发动机研制需求的时候，航空工业部门已经将相关的技术在验证机都玩得相当纯熟了，自然发动机型号研制周期就会大大缩短、研制风险也极大的降低。这一点在F119发动机研制过程中体现的极为明显。在ATF飞机研制过程中，飞机重量与阻力均增加较多，为此，要求发动机的推力相应提高近17% ,即最大推力(加力推力)要求为156kN。中间推力(不开加力时最大状态下的推力)为105 kN。而此项重大改动并没有很大的影响其研制周期，因为普惠一直开展超前的发动机预研计划。在接到发动机性能提升的需求以后，普惠公司直接从自身预研研究发展技术中拿出已经验证成熟的部件技术应用于F119改进上，很快满足了军方要求。此类事情如果发生在预研工作不足的国家足以对航空发动机研制造成5年以上的拖延，并且有可能直接导致发动机研制失败。

    我国航空动力系统研制流程不合理不符合客观规律的情况，不能不说是以往长期进行生产而缺乏研制工作造成的。其背后的原因就是国家对于航空动力系统没有一个长远的发展规划，仅仅将航空工业部门定位为一个仿制生产部门。现在我国正在饱尝这个决策失误的苦果。

    航空发动机是地球上技术水平最高，核心技术门槛最严格，涉及理论最高深，整体结构最复杂的工业产品，号称是工业之花。航空发动机与航天工业产品火箭发动机不同，火箭发动机是一次性产品，而且最多工作数百秒，并不需要非常强大的材料和工艺技术。而航空发动机，尤其是战斗机使用的涡喷涡扇发动机，其不仅仅寿命长达数十年（依照发动机寿命和各国空军飞机使用情况）而且工作环境恶劣，工作状态改变频繁。比如美帝三代动力系统的第一个作品F100-PW-100，其研制之初没有充分估计到航空发动机工作状态转换问题。在装备部队以后，在战斗训练过程中，飞行员常常需要发动机在最大工作状态和最低转速之间频繁转换，结果F100-PW-100非常不适应出现了大量问题，也成就了F15趴窝皇后的美誉。因此航空发动机研制需要大量的实验去模拟实际使用，更需要先进的材料和制造工艺去成就航空发动机这个工业桂冠。因此航空发动机需要大量的时间和资源去研制。资金也就成为影响航空发动机研制成功与否关键的因素。

    现在神气十足的F15，当年却因为发动机成为“机库皇后”

    我国由于长期处于航空发动机仿制生产状态，对于航空发动机研制客观规律掌握严重不足，对于航空发动机研制工作的长期性、艰巨性和大投入性没有清晰认识。这样造成我国航空发动机研制投资强度远远低于研制实际需要。例如60年代初我国开始研制涡扇6 大推力涡扇发动机，根据606所史料统计，20年共计研制经费只有1.5亿元，平均每年750万元。当研制进入关键阶段，需要高投资强度时，竟然有两年每年只给200万元，以这样投资总额和投资强度来研制先进大型航空动力系统简直是难以置信，难以理解。但是大量的历史事实就是如此。在上世纪90年代以前，我们给航空工业的整个儿投入，尚不及我们对越南援助的十分之一，给朝鲜援助的零头，甚至不及给阿尔巴尼亚的援助！根据航空发动机研制的客观规律，投资曲线应该是倒马鞍形，也就是型号研制之初和收尾阶段投资相对较少，研制中段（组装原型机进行试车试飞等关键阶段）投资强度相对较大。而我国航空发动机研制的拨款却成水平直线型，在关键阶段竟然出现了投资强度下降的现象。这不但严重违反投资规律，而且投资强度很低。同一时期，我国引进斯贝MK202发动机进行仿制，却花费了13亿元人民币。也就是我国很长一段时间，研制发动机的经费还不如仿制国外发动机充足，不得不说是相当不合理的科研投资管理。

    试车台上的涡扇6，后来由于历史原因下马，直接导致我国空军晚了几十年进入涡扇时代

    根据国外经验，典型的发动机研制周期约为8-14年，整个发动机的使用寿命期约为30年。研制经费在历年增长，根据发动机大小型号不同，研制条件不同，研制经费在5亿-20亿美元不等。在研制经费除了经费总额必须足够外，还必须保证在大量部件和整机试车以及进入小批量生产前投资达到高峰。如果投资强度不能保证，发动机就不可能按期保质研制出来，其后果只能是研制失败，型号下马。

    我国航空动力工业长期发展不良的根本原因更多是决策失误。我国在建国之初将发展航天和导弹核武器作为特定时期的重点绝无不妥，当时的国际形式是核武器和美国苏联的霸权阴影长期笼罩在新中国上空。我国要实现突破核霸权的威胁就必须在战略火箭和导弹工业上进行大力投入。但是由此就认为航空工业不是高科技，航空工业就是简单的生产工业就是相当大的认识谬误。虽然新中国的天空一直呼唤先进的银翼保卫和平，但是直到我国高科技发展计划863计划，航空都未列入我国重点发展的产业之一。我国将航空工业列入长期重点发展规划时，新世纪的朝阳都已经升起。虽然 “航空强国”的口号终究还是响彻中华大地，但是错过的发展机遇和耽误的时间又如何偿还如何追溯？损失的人才又有谁来挽回？因此，每当遇到我国航空发动机出现了技术问题，或者我国的战鹰没有国产发动机可用的情况时，网友们请不要不假思索的口出“中国航空人都干什么吃的？”这样的狂言。历史的追思中，存在着真正的答案。