国产发动机难在哪：仅凭设计和材料都远远不够

国产发动机难在哪：仅凭设计和材料都远远不够
2013年05月16日 13:54
来源：世界新闻报
记者/白炎林

近日，美国《外交政策》杂志刊发了一篇题为《中国为赶上西方军事水平所需要的技术》的文章。该文总体立论乏善可陈，无非是在“中国威胁论”的预设前提下炒作中国的所谓“间谍威胁”，以及中伤中国企业和国外高科技企业的技术合作。不过值得注意的是，文中也提到了中国企业在航空发动机领域与国外公司的合作，如加拿大普惠公司向中国出售能够用于直-10武装直升机发动机控制的软件；美国通用电气公司与中航工业的研发合作等。这再度让人想起了航空发动机这个中国军事工业的“老大难”问题。

制约众多装备发展

随着近年来中国航空工业取得的巨大进步，中国的航空发动机制造水平也日益受到人们关注，“中国在歼-11战斗机项目中遇到一些问题，包括无法保障发动机可靠性和寿命的问题”等报道不时见于报端。

毋庸讳言，中国航空工业取得巨大进步的同时，航空发动机与国外发达国家相比确实还存在一定差距，某些航空装备尚需依赖进口发动机。

一位中国军事专家提醒说，受中国目前航空发动机水平落后现状制约的不仅仅是航空产业，还涉及到众多装备。比如在舰船领域，由航空涡轮发动机改装而来的燃气轮机已经成为了海军众多水面舰船的标准配备。在外军舰船中，从导弹艇到气垫登陆艇，从护卫舰到两栖攻击舰，大大小小的水面舰艇均装备了燃气轮机。这还没有算进常规潜艇用闭式循环燃气轮机等新概念未实用装备。如果一国燃气轮机水平过于落后，则该国舰艇的性能、设计布局等等方面都不可避免地会受到影响。同时，燃气轮机也在各种民用机械的动力中占有非常重要的位置。

工业积累的产物

既然航空发动机如此重要，目前研制难点在哪里呢？据专家介绍，目前航空发动机的研发难点主要集中在设计、材料加工和组装等方面。

首先，从历史上看，每一次航空发动机性能的革命，都是从设计上的变革开始。从活塞式发动机到涡喷式发动机，从涡喷式发动机到涡扇式发动机，均是遵循这条规律。哪怕是没有产生革命性的变化但性能优异的发动机，也在设计上有自身的独到之处。因此，如果想达到设计上的优秀，首先就要拥有一支高素质的创新队伍。

其次，就是发动机材料的研制。航空发动机研制的本质，就是让航空发动机以尽量小的自重和尺寸，达到尽量大的推力和可靠性等性能。再加上高温高压高速等工作环境的影响，发动机对其所用材料要求较高，因此航空发动机的研制对一国的材料科学发展水平有比较高的要求。

最后，仅仅有优良的设计和理论上的材料还不够，还要能将材料制造成所需的零部件，并将这些数量、种类繁多的零部件组装成发动机。这样的加工组装工作，涉及从冶金到机械制造和加工等一系列部门。

专家根据以上几点总结指出，航空发动机工业不只是一个单独的工业领域，而是一国总体工业体系发展状况的反映。这不仅需要资金投入和科技的进步，也需要长期的工业积累。纵观世界航空历史和现状就可以发现，航空发动机研制较为发达的国家都是老牌工业国家，哪怕这样的工业国实力已经有所衰退也能拿出先进发动机；而新兴工业国家，哪怕财力雄厚，航空工业取得了重要成就和进步，其航空发动机工业都是进步最慢的。

这样的例子很多。从上世纪30年代起，英国的航空工业就日渐失去了霸主地位，但英国的航空发动机技术却一直极为领先。美国、苏联、德国等工业强国的军机都曾经大量装备甚至部分依赖英国发动机，其中美国直到上世纪70年代还在用英国研制的发动机装备军机。英国的民用大飞机发动机至今仍是空客等公司生产的大飞机的标准配备。

自从苏联解体以后，俄罗斯经济长期不振，这不可避免地影响到该国工业总体水平的提高。已有俄罗斯媒体警告，俄航空工业正面临着严峻竞争。但尽管如此，俄罗斯仍然有能力推出很多性能优良的航空发动机。

专家由此得出结论，随着中国工业体系实力的不断增强，中国的航空发动机产业肯定能够取得突破。当然，这需要政府部门持之以恒的投入、科研人员的努力和一定时间的工业积累。

世界名“机”看过来

航空发动机被誉为“飞机的心脏”。最近几年，中国航空工业捷报频传，各类新式飞机层出不穷。但与飞机制造的巨大进步相比，中国航空发动机产业与国际先进水平相比还有较大差距。

D-30

主要装备机型：

伊尔-76大型运输机 轰-6K轰炸机 运-20运输机原型机

上世纪70年代，苏联研制成功了米格-25战斗机。米格-25战斗机的速度达到了惊人的3马赫，是当时世界上最快的战斗机。之所以能够取得如此骄人的成绩，原因之一就在于该机装备了R-15涡喷发动机。但该发动机在使用中也暴露出了若干不足，因此苏联决定在米格-25的“超级改进型”米格-31战斗机上装备新型发动机。

这种新型发动机就是D-30-F6涡扇发动机。该发动机一般情况下推力为9.5吨，开加力情况下推力为15.5吨，推重比达到了1:3.8。但该发动机上小涵道比技术尚不过关，因此发动机尺寸十分庞大，在这种情况下，将其作为战斗机发动机的意义已经不大。不过，苏联人将D-30-F6的加力燃烧室去掉后，就让其成为了一种能够装配到客机、运输机、大型特种飞机上的军民两用发动机。迄今，D-30发动机已经发展出若干改进型号，装配于伊尔-62M/MK客机、伊尔-76系列飞机和图-154M系列飞机。

据俄罗斯军工综合体新闻网、“俄罗斯之声”等俄媒和《汉和防务评论》杂志报道，中国从2009年起分两批共购入239台D-30KP-2发动机，用于装备进口的伊尔-76大型运输机和国产轰-6K轰炸机，同时还将用其装备国产运-20大型运输机原型机以进行试飞工作。

WS-10“太行”

主要装备机型：

歼-11、歼-15战斗机

上世纪80年代，中国开始研制新一代战斗机用涡扇发动机，将其编号为WS-10发动机。2005年，WS-10发动机研制成功，中航工业将其命名为“太行”。根据不同需要，WS-10正在发展一系列改进型。据悉，WS-10“太行”发动机已经在国产歼-11战斗机上做了试验。

另据歼-15舰载战斗机总设计师孙聪介绍，装配了WS-10发动机的歼-15战斗机作战半径在1000公里以上。WS-10“已经达到可用状态，不过要达到非常理想的状态，还有一些工作需要做”。

AL-31F

主要装备机型：

苏-27系列战斗机 歼-10战斗机

1971年，苏联启动了第四代重型战斗机研制计划，该机就是后来的苏-27战斗机。同时，该机装配的发动机项目也随之启动。为了争取到这一项目，苏联土星设计局拿出了一种被命名为AL-31F的方案与别的发动机方案展开竞争并最终胜出。

1974年，土星设计局制造出了第一台AL-31F原型机。但在随后的测试中，土星设计局发现其性能远远不能满足要求，因此决定将AL-31F发动机的原设计推翻，重新来过。直到1984年，新的AL-31F发动机才最终定型。受此拖累，1982年苏-27原型机T-10-1首飞时，装配的还是上一代AL-21F-3发动机。苏-27也拖到1985年才最终定型。

这样的滞后还是值得的。AL-31F的一般推力为7.67吨，加力推力12.5吨，推重比达到了1:8.22。随后，AL-31F又推出了一系列的改进型。改进出的发动机有的加装了矢量推进装置，有的推力大幅增加。同时，AL-31F还为俄罗斯研制下一代重型战斗机发动机AL-41F打下了基础。

随着苏-27系列战斗机成为一代名机，AL-31F的优异性能也获得了人们的肯定。在大批进口苏-27系列战机后，中国在1992年与俄罗斯签订合同，要求俄罗斯专门研制生产一种AL-31F的改进型，以装配中国歼-10战斗机。1994年，这种发动机研制成功，被命名为AL-31FN。该型发动机加力推力达20吨。中国共购买了约300台AL-31FN。

F119-PW-100

主要装备机型：

F-22“猛禽”战斗机

上世纪80年代初，美国启动了当时称为第四代、后改称为第五代战斗机的研制工作。美国对这代战斗机的要求便是著名的“4S”标准：超机动性、超音速巡航、隐身和短距起飞。这4项要求中除了“隐身”一项外，其余3项都与战斗机的强劲动力有关，因此对发动机的要求之高可想而知。

美国普惠公司知难而上。1985年，该公司推出XF119发动机参与竞争。其竞争对手是通用电气公司的XF120发动机。随即，两款发动机分别装上第五代战机的两种原型机开始试飞。随着试飞的深入，XF119的编号也变成了YF119。1991年4月，美国空军在宣布YF-22胜出成为下一代战斗机的同时，也宣布YF119成为下一代战斗机用发动机。8月，YF-22更名为F-22，YF119更名为F119-PW-100。PW-100为F119的公司编号。

F119-PW-100最显著的特点有两个。一是该发动机实际上是第一种推重比大于1：10的发动机。这样强劲的动力没有让F-22的最高速度达到米格-25华而不实的3马赫，却让其拥有了超音速巡航性能，即在不开加力的情况下也能超音速飞行。二是该发动机喷口安装了矢量推进转向装置。这让F-22具备了短距起飞的能力，并大大有助于F-22的机动性。

普惠公司随后在F119的基础上研制出了F135发动机，装备于F-35战斗机。

http://news.ifeng.com/mil/4/detail_2013_05/16/25376531_0.shtml

国产发动机难在哪：仅凭设计和材料都远远不够
2013年05月16日 13:54
来源：世界新闻报
记者/白炎林

近日，美国《外交政策》杂志刊发了一篇题为《中国为赶上西方军事水平所需要的技术》的文章。该文总体立论乏善可陈，无非是在“中国威胁论”的预设前提下炒作中国的所谓“间谍威胁”，以及中伤中国企业和国外高科技企业的技术合作。不过值得注意的是，文中也提到了中国企业在航空发动机领域与国外公司的合作，如加拿大普惠公司向中国出售能够用于直-10武装直升机发动机控制的软件；美国通用电气公司与中航工业的研发合作等。这再度让人想起了航空发动机这个中国军事工业的“老大难”问题。

制约众多装备发展

随着近年来中国航空工业取得的巨大进步，中国的航空发动机制造水平也日益受到人们关注，“中国在歼-11战斗机项目中遇到一些问题，包括无法保障发动机可靠性和寿命的问题”等报道不时见于报端。

毋庸讳言，中国航空工业取得巨大进步的同时，航空发动机与国外发达国家相比确实还存在一定差距，某些航空装备尚需依赖进口发动机。

一位中国军事专家提醒说，受中国目前航空发动机水平落后现状制约的不仅仅是航空产业，还涉及到众多装备。比如在舰船领域，由航空涡轮发动机改装而来的燃气轮机已经成为了海军众多水面舰船的标准配备。在外军舰船中，从导弹艇到气垫登陆艇，从护卫舰到两栖攻击舰，大大小小的水面舰艇均装备了燃气轮机。这还没有算进常规潜艇用闭式循环燃气轮机等新概念未实用装备。如果一国燃气轮机水平过于落后，则该国舰艇的性能、设计布局等等方面都不可避免地会受到影响。同时，燃气轮机也在各种民用机械的动力中占有非常重要的位置。

工业积累的产物

既然航空发动机如此重要，目前研制难点在哪里呢？据专家介绍，目前航空发动机的研发难点主要集中在设计、材料加工和组装等方面。

首先，从历史上看，每一次航空发动机性能的革命，都是从设计上的变革开始。从活塞式发动机到涡喷式发动机，从涡喷式发动机到涡扇式发动机，均是遵循这条规律。哪怕是没有产生革命性的变化但性能优异的发动机，也在设计上有自身的独到之处。因此，如果想达到设计上的优秀，首先就要拥有一支高素质的创新队伍。

其次，就是发动机材料的研制。航空发动机研制的本质，就是让航空发动机以尽量小的自重和尺寸，达到尽量大的推力和可靠性等性能。再加上高温高压高速等工作环境的影响，发动机对其所用材料要求较高，因此航空发动机的研制对一国的材料科学发展水平有比较高的要求。

最后，仅仅有优良的设计和理论上的材料还不够，还要能将材料制造成所需的零部件，并将这些数量、种类繁多的零部件组装成发动机。这样的加工组装工作，涉及从冶金到机械制造和加工等一系列部门。

专家根据以上几点总结指出，航空发动机工业不只是一个单独的工业领域，而是一国总体工业体系发展状况的反映。这不仅需要资金投入和科技的进步，也需要长期的工业积累。纵观世界航空历史和现状就可以发现，航空发动机研制较为发达的国家都是老牌工业国家，哪怕这样的工业国实力已经有所衰退也能拿出先进发动机；而新兴工业国家，哪怕财力雄厚，航空工业取得了重要成就和进步，其航空发动机工业都是进步最慢的。

这样的例子很多。从上世纪30年代起，英国的航空工业就日渐失去了霸主地位，但英国的航空发动机技术却一直极为领先。美国、苏联、德国等工业强国的军机都曾经大量装备甚至部分依赖英国发动机，其中美国直到上世纪70年代还在用英国研制的发动机装备军机。英国的民用大飞机发动机至今仍是空客等公司生产的大飞机的标准配备。

自从苏联解体以后，俄罗斯经济长期不振，这不可避免地影响到该国工业总体水平的提高。已有俄罗斯媒体警告，俄航空工业正面临着严峻竞争。但尽管如此，俄罗斯仍然有能力推出很多性能优良的航空发动机。

专家由此得出结论，随着中国工业体系实力的不断增强，中国的航空发动机产业肯定能够取得突破。当然，这需要政府部门持之以恒的投入、科研人员的努力和一定时间的工业积累。

世界名“机”看过来

航空发动机被誉为“飞机的心脏”。最近几年，中国航空工业捷报频传，各类新式飞机层出不穷。但与飞机制造的巨大进步相比，中国航空发动机产业与国际先进水平相比还有较大差距。

D-30

主要装备机型：

伊尔-76大型运输机 轰-6K轰炸机 运-20运输机原型机

上世纪70年代，苏联研制成功了米格-25战斗机。米格-25战斗机的速度达到了惊人的3马赫，是当时世界上最快的战斗机。之所以能够取得如此骄人的成绩，原因之一就在于该机装备了R-15涡喷发动机。但该发动机在使用中也暴露出了若干不足，因此苏联决定在米格-25的“超级改进型”米格-31战斗机上装备新型发动机。

这种新型发动机就是D-30-F6涡扇发动机。该发动机一般情况下推力为9.5吨，开加力情况下推力为15.5吨，推重比达到了1:3.8。但该发动机上小涵道比技术尚不过关，因此发动机尺寸十分庞大，在这种情况下，将其作为战斗机发动机的意义已经不大。不过，苏联人将D-30-F6的加力燃烧室去掉后，就让其成为了一种能够装配到客机、运输机、大型特种飞机上的军民两用发动机。迄今，D-30发动机已经发展出若干改进型号，装配于伊尔-62M/MK客机、伊尔-76系列飞机和图-154M系列飞机。

据俄罗斯军工综合体新闻网、“俄罗斯之声”等俄媒和《汉和防务评论》杂志报道，中国从2009年起分两批共购入239台D-30KP-2发动机，用于装备进口的伊尔-76大型运输机和国产轰-6K轰炸机，同时还将用其装备国产运-20大型运输机原型机以进行试飞工作。

WS-10“太行”

主要装备机型：

歼-11、歼-15战斗机

上世纪80年代，中国开始研制新一代战斗机用涡扇发动机，将其编号为WS-10发动机。2005年，WS-10发动机研制成功，中航工业将其命名为“太行”。根据不同需要，WS-10正在发展一系列改进型。据悉，WS-10“太行”发动机已经在国产歼-11战斗机上做了试验。

另据歼-15舰载战斗机总设计师孙聪介绍，装配了WS-10发动机的歼-15战斗机作战半径在1000公里以上。WS-10“已经达到可用状态，不过要达到非常理想的状态，还有一些工作需要做”。

AL-31F

主要装备机型：

苏-27系列战斗机 歼-10战斗机

1971年，苏联启动了第四代重型战斗机研制计划，该机就是后来的苏-27战斗机。同时，该机装配的发动机项目也随之启动。为了争取到这一项目，苏联土星设计局拿出了一种被命名为AL-31F的方案与别的发动机方案展开竞争并最终胜出。

1974年，土星设计局制造出了第一台AL-31F原型机。但在随后的测试中，土星设计局发现其性能远远不能满足要求，因此决定将AL-31F发动机的原设计推翻，重新来过。直到1984年，新的AL-31F发动机才最终定型。受此拖累，1982年苏-27原型机T-10-1首飞时，装配的还是上一代AL-21F-3发动机。苏-27也拖到1985年才最终定型。

这样的滞后还是值得的。AL-31F的一般推力为7.67吨，加力推力12.5吨，推重比达到了1:8.22。随后，AL-31F又推出了一系列的改进型。改进出的发动机有的加装了矢量推进装置，有的推力大幅增加。同时，AL-31F还为俄罗斯研制下一代重型战斗机发动机AL-41F打下了基础。

随着苏-27系列战斗机成为一代名机，AL-31F的优异性能也获得了人们的肯定。在大批进口苏-27系列战机后，中国在1992年与俄罗斯签订合同，要求俄罗斯专门研制生产一种AL-31F的改进型，以装配中国歼-10战斗机。1994年，这种发动机研制成功，被命名为AL-31FN。该型发动机加力推力达20吨。中国共购买了约300台AL-31FN。

F119-PW-100

主要装备机型：

F-22“猛禽”战斗机

上世纪80年代初，美国启动了当时称为第四代、后改称为第五代战斗机的研制工作。美国对这代战斗机的要求便是著名的“4S”标准：超机动性、超音速巡航、隐身和短距起飞。这4项要求中除了“隐身”一项外，其余3项都与战斗机的强劲动力有关，因此对发动机的要求之高可想而知。

美国普惠公司知难而上。1985年，该公司推出XF119发动机参与竞争。其竞争对手是通用电气公司的XF120发动机。随即，两款发动机分别装上第五代战机的两种原型机开始试飞。随着试飞的深入，XF119的编号也变成了YF119。1991年4月，美国空军在宣布YF-22胜出成为下一代战斗机的同时，也宣布YF119成为下一代战斗机用发动机。8月，YF-22更名为F-22，YF119更名为F119-PW-100。PW-100为F119的公司编号。

F119-PW-100最显著的特点有两个。一是该发动机实际上是第一种推重比大于1：10的发动机。这样强劲的动力没有让F-22的最高速度达到米格-25华而不实的3马赫，却让其拥有了超音速巡航性能，即在不开加力的情况下也能超音速飞行。二是该发动机喷口安装了矢量推进转向装置。这让F-22具备了短距起飞的能力，并大大有助于F-22的机动性。

普惠公司随后在F119的基础上研制出了F135发动机，装备于F-35战斗机。

http://news.ifeng.com/mil/4/detail_2013_05/16/25376531_0.shtml