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来源：百度文库 编辑：超级军网 时间：2024/04/29 18:55:04
中国工程院第二次院士大会学术报告汇编
1995年7月
加快航空发动机预研发展
刘 大 响
“九五”是我国航空工业发展的重要时期。宇航技术发展日新月异，机遇与挑战并存，困难与希望同在。航空工业以什么样的姿态跨入21世纪，这是我们大家都十分关注的热门话题。现就航空发动机预研的发展谈几点看法和建议。
一、推重比8一级发动机预研已取得重大进展
1980年开始的高性能推进系统工程预研 ( 简称高推预研)，是我国航空发动机行业第一次按系统工程组织管理的大型预研项目,目标瞄准当时性能水平最先进的美国F404发动机, 为我国自行研制涡扇发动机提供技术储备。该项目以624所为总工程师单位，有全国24个厂、所、院校1000多名高、中级科技人员参加。以1994年1月中推核心机达到设计指标为标志，高推预研历时15年，经历了四个阶段：
第一阶段：1980-1983年，以定向基础研究为主，开展单项课题研究，进行理论方法、计算方法和试验方法的探索研究；
第二阶段：1983-1989年,以先进部件关键技术为主，重点围绕三大高压部件及其相关的强度、控制等系统进行综合应用研究；
第三阶段：1989-1992年,进行三大高压部件全尺寸试验件的设计和试验研究；
第四阶段：1991-1994年1月，进行三大高压部件匹配技术，亦即核心机的设计及试验研究。
15年中共投资×亿元，只相当于××万美元，但却取得了许多令人瞩目的重大成果，主要有：
1、完成120个课题研究(“六五”-51个,“七五”-69个)涉及发动机总体、部件、系统 、控制和进/发匹配等十多个专业。累计进行了数万小时的模型试验研究，完成各类研究报告2000多份，计算机程序350个,结合课题培养博士生、硕士生近200名，获国家级和省部级成果奖200多项，其中有的填补了国内空白，有的跨入了国际先进行列，有的已应用于军机改进改型和民用工业，发挥了显著的社会效益和经济效益。
2、压气机方面，以吴仲华教授三元流动理论为基础,建立了无粘条件下准三元轴流压气机设计体系,在单级、二级、四级上得到了成功的验证，之后又设计成功七级高压压气机,压比7.02，效率0.839，喘振裕度24.7%，使我国最薄弱的多级高压压气机设计技术取得了重大突破，接近国际上同类压气机的先进水平。
3、燃烧研究方面,在完成带蒸发管短环燃烧室研究的基础上，又自行设计了带气动雾化喷嘴的短环形燃烧室，其火焰筒长度190 mm，比F404发动机的燃烧室还短一些，出口平均温度达1662K(温升850℃),且温度场均匀,壁温小于900℃，经400多小时各种状态试验完好如新，达到了很高的水平。
4、涡轮气动方面,建立了高负荷跨音速涡轮气动设计体系，完成了0.8缩尺模型级试验研究,其单级作功能力超过斯贝发动机两级涡轮总和,相当于美国80年代初E3 研究机涡轮水平。带冷气的全尺寸涡轮部件，在核心机上经受住了高温(1600～1650K)和高转速(16500转/分)的严格考验。
5、涡轮冷却方面,通过大量基础研究，形成了一套先进的设计方法和计算机程序,完成4套“对流冲击气膜”复合气冷叶片的试验研究，其平均降温水平,导叶361～438℃，动叶320～357℃,加上涂层的综合降温效果达487℃，已接近F404和E3涡轮气冷叶片水平，表明采用我们已掌握的复合冷却技术加上涂层隔热技术，即使在我国现有材料的基础上，也能使涡轮前燃气温度达到1600～1650K。
6、初步掌握了先进核心机的总体、气动、冷却、结构、强度设计技术和三大部件间的匹配技术。核心机在地面台和高空台上试验一次成功，顺利达到设计指标，使我国的发动机核心机研制,一步跨上推重比8一级的高水平台阶，这是具有战略意义的一个重大技术突破。
7、在没有专用核心机试车台情况下,利用高空台模拟风扇出口状态进行核心机设计状态的试验，具有很大的复杂性和风险性。对于验证核心机的设计技术和完善高空台的试验技术，起到了一箭双雕的良好作用。
8、核心机的研制在工艺、材料上也取得了重大进展,攻克了68项关键技术，对完成××号机和×××发动机的加工制造起到了积极的促进作用。
9、高推预研和核心机预研是一个复杂的、多学科的、 技术密集的、综合性大型预研项目，在国防科工委和航空部的正确领导下，实行全行业大协作，按照各单位的条件和特长，合理分工、减少重复、协同攻关，调动了全行业的积极性，实际上形成了一支高水平的国家队和发动机预研人才体系，从而保证了较短时间内使技术上取得许多重大突破。经过15年的预研实践，我们无论在思想认识上、技术基础上、研究的深度和广度上，还是在试验能力、人才队伍和管理经验上都有了很大提高，有了新的起点，这是1980年高推预研刚刚开始时无法比拟的。它充分表明：只要选准目标，下定决心，坚持到底，路子对头，并给予必要的经费支持，中国人有能力搞出自已的发动机来。
二、推重比10发动机预研有着良好的发展机遇
推重比10发动机是第四代战斗机的动力装置。第四代战斗机具有隐身、过失速机动、不加力超音速巡航、超视距作战、发射后不管和短距起落等许多特点，其主要性能在很大程度上依赖于动力装置，因而提出了高推重比、低耗油率，高可靠性和推力矢量等多项高要求。据此，美国空军在先进技术发动机(ATES)验证项目下进行的发动机热力循环优化，得出推重比10发动机的循环参数范围是：涵道比0.2～0.3，总增压比23～27，节流比1.10～1.15，涡轮前温度1922～2033K。目前美国 、西欧、法国和俄罗斯等国研制的推重比10发动机已全面进入工程研制阶段，预计2000年左右投入使用。其典型代表是F119 、EJ200、M88Ⅲ和P2000。俄罗斯的P2000因经济困难已陷于停顿。这些发动机在压缩系统 、燃烧系统、涡轮、喷管、控制系统、新材料、新工艺等方面，均采用了大量新技术，同时利用这些新技术对现役的第三代发动机不断进行改进改型,使其逐步达到三代半水平。此外，从八十年代后期开始，他们还组织实施了更先进的推进技术研究计划，如美国的综合性能涡轮发动机技术( IHPTET )计划，其总目标是到2005年使航空推进系统能力翻一番，预计到2020～2030年将可能推出推重比15-20的军用涡扇发动机。
我国从1984年就开始进行推重比10发动机预研的技术论证,1988年4月召开了预研选题论证会,1990年正式立项开题。1991～1994年又完成了6个总体方案的顶层设计,完成了项目指南和综合论证，1993～1996年开展了对俄合作。经多次反复协调，目前已基本确定了我国推重比10发动机总体方案，在此基础上，分解了关键技术，已陆续开题进入实施阶段，有些课题，如平均级压比达1.62的三级压气机研究已经取得了良好进展，试验结果接近设计指标。
推重比10发动机预研的总体构想是：
1、积极贯彻“背景需求牵引,技术发展推动”和“动力先行，预研先行”的原则。性能应满足第四代背景机要求，但动力适当超前发展，预研指标要更高一些；
2、瞄准世界先进水平、高起点、大跨度突破关键技术，指标接近F119 、EJ200；与此同时适当安排推重比10～20的概念研究和少量关键技术研究，真正起到技术发展推动的作用；
3、以推重比8预研，核心机和技术验证机预研为基础，吸收×××，×××发动机研制经验，在总体方案顶层设计的统一规划下，分解关键技术，有重点地分阶段突破，使总体水平跨上新台阶；
4、自力更生为主,积极推进国际合作，借助对方技术优势,站在人家肩膀上跨一大步。充分消化吸收国外先进技术，洋为中用，逐步形成有中国特色的自已的设计体系；
5、以推重比10发动机总体方案为背景需求牵引,带动新材料、新工艺,控制、强度、试验、测量及相关技术的发展；
6、老、中、青三结合,以中青年为主，在2000年前后顺利完成新老交替的历史使命，把经验和技术传递下去，并通过预研实践加速培养跨世纪科技带头人；
7、全行业大协作,充分发挥各家技术优势和特长，强化预研管理，优化预研结构和人员，进一步调整改善高水平的“预研国家队”，搞好与“国防重点试验室”和“型号设计所”的衔接；
8、加快预研成果工程化速度,不断将关键技术应用于推重比8预研，促进在研型号向三代半水平发展。
由于有了推重比8预研的坚实基础， 又初步形成了预研“国家队”的人才资源和管理体系，所以，推重比10发动机预研，不必一切从头开始，也不允许撒大网、炒冷饭，而是要选准目标，集中力量，突破上新台阶的关键技术，做到有所不为而后有所为，将有限的资金真正用到刀刃上。
三、对加快航空发动机发展的认识和建议
1、振兴航空，动力先行,要下决心尽快走出自行研制航空发动机的路子来。
飞机是一个平台，发动机是飞机的“心脏”，靠这个心脏才能将飞机推上天去，否则一切都是空谈。早在30年前周总理就指出，飞机得了“心脏病”，这种状态至今没有根本好转。无论是军机或是民机，是固定翼飞机或是旋翼飞机，是歼击机或是轰炸机，都没有一台自己研制的好发动机供飞机选用。当然,不否认建国45年来我们已生产了50000多台各型发动机装机使用、取得了很大的成就。但发动机落后已严重制约了整个航空工业的发展，这是一个基本事实。发动机是飞机的一个分系统，但它本身也构成一个相对独立的复杂系统，动力是一个独立的行业。航空发动机内部温度高，转速高，压力高，使用寿命长，构件的机械负荷和热负荷大，工作条件十分苛刻和复杂,其研究和发展工作的技术难度大，耗资多，周期长，是一个世界公认的复杂的多学科综合性系统工程。目前世界上可以独立研制飞机的国家很多，但能够独立研制先进航空发动机的却只有美、俄、英、法四国。研制一台早期涡扇发动机的经费与研制推力比它大64倍的“阿波罗”登月飞船的助推火箭的费用相当。现在一台大型发动机的研制经费一般为20亿美元左右，发动机的研制周期比飞机机体的研制周期长5～8年左右，为使新一代发动机投入使用，要提前20年左右安排预研工作。所以，振兴航空，必须动力先行。应该将发动机作为“突破口”，集中力量予以突破。这样,航空工业才会有真正的主动权，才不会受制于人。
2、进一步统一思想认识,切实加强预研工作，把发动机预研提到战略高度上来抓。
我国航空发动机长期徘徊，至今没有走出自行研制的路子，从技术角度看，其重要原因就是研究基础薄弱，缺乏技术储备。要打基础，上水平，预研工作就必须先行，必须超前型号进行安排。历史的经验值得注意,不搞预研就上型号，或者有了型号才安排预研，许多部件的关键技术并未提前解决，结果整机调试与部件排故同步进行,型号研制曲折反复，有时不得不回过头去搞预研，临时组织攻关，导致研制进度一拖再拖，拖上几年，本来还算先进的东西也变得落后了，其最终结果必然是型号中途下马。所以在发动机行业内部，我们又必须十分强调预研的重要地位和作用。这不是哪一个单位或个人的利益需要，而是世界航空发动机几十年发展历史得出的规律和结论，谁违背了这个规律，谁就会陷于落后被动的境地。现在，上上下下都说预研工作很重要，似乎不存在什么问题了。但是实际工作中我们深深感到，关于预研工作的地位和作用，认识上并没有真正统一和解决。话虽然讲了，文件上也写了，实际落实起来却很不容易。多年来一直是“型号挂帅”，有型号就有钱，没有型号就没有钱，因此大家都争着搞型号,形成低水平重复。预研是软指标,“远水解不了近渴”，对一届领导来说，预研只是一些小课题，看不出什么重大成绩来。因此，搞引进钱多，搞型号也不含糊，而预研工作往往排不上队、充其量是长流水不断线，投资少、慢慢来，设备也没有更新改造经费，想要用六、七十年代的设备搞出21世纪先进水平的成果来，实在太难了。所以我强烈呼吁，必须改变“重型号、轻预研”的状况，适当增加预研投入，加大力度和跨度，加速预研工作的发展，否则预研是很难搞上去的，我们与世界水平的差距将会越拉越大。
3、发动机预研应走“应用研究-先进部件-核心机-验证机”的发展道路，切实解决好我国“先期演示验证”的管理渠道和经费问题。
航空发动机的发展,走“应用研究-先进部件-核心机-验证机”的发展道路，这是国外行之有效的经验，在国内发动机界也有比较一致的认识。目前的关键是验证机这一步如何走，有一些意见分歧。美国国防部将科研阶段划分为应用基础(6.1)、探索发展研究(6.2)、预先发展(6.3) 、工程发展(6.4)和使用发展（6.5）等五个阶段,又将6.3分为6.3A－技术验证机和6.3B－型号验证机阶段。中国航空工业技术政策中基本上也采用类似的分段方法，国防科工委将6.3A以前的阶段划归预先研究管理范畴,最近又决定划拨专款,开展“先期技术演示验证”，以加快航空预研成果工程化的速度，这是十分英明和科学的重大举措。
对于推重比8发动机来说，经过全行业15年的努力拼搏,已基本上走完了核心机之前的各个阶段,下一步是希望尽早进入“先期技术演示验证”阶段，亦即技术验证机阶段。因为这一步是进一步完善推重比８一级核心机技术的需要；是走完预研全过程，修改完善自行设计体系的需要；是推重比10发动机预研的重要基础和发展平台；是完成新老交替的重要舞台和最后机会；也是将来（必要时）发展7500 ～10000daN级涡扇发动机的先期技术演示验证。用推重比８走完预研工作的全过程，比将来用推重比10预研来完成这个过程要更现实、更省钱和更稳妥一些。这不仅是我们这些经历30多年酸甜苦辣即将退出历史舞台的老一代预研工作者的共同心声，也是担负跨世纪历史使命的年轻一代的强烈愿望。希望能给我们一个走完全过程的机会。如果推重比８预研就此结束，必然是老一代的努力“功亏一篑,半途而废”，年轻一代没有拿到成熟的完整的技术又得重头摸起，损失是不言而喻的。
4、正确处理好预研与引进的关系，坚持自力更生为主，积极创造条件，努力开展预研项目的国际合作。
我国发动机预研起步较晚，虽取得了一些成绩，但技术基础薄弱，许多项目不得不从头摸起，费时费力费钱。开展国际合作，引进新技术，可以提高起点，解决关键，少走弯路，可以越过一些初级阶段，这是促进预研工作高水平、大跨度发展的有效途径。目前各航空发达国家正积极推行国际合作，这种国际环境是中国航空工业创建45年来从未遇到过的，尤其是俄罗斯因国内困难急需与我合作，这是特定历史条件下与特定伙伴开展的合作，所以我们拥护中央关于抓紧当前有利时机积极开展对俄合作的英明决策。从前一段推重比10对俄合作的进展情况来看,合作使我们开阔了思路，提高了水平，收获是很大的。但也感到有许多问题必须认真加以解决，主要有：
⑴ 预研工作必须坚持自力更生为主,靠买一个高起点、买一个国防现代化是不可能的，即使是经济十分困难的俄罗斯，也不会轻易将核心技术转让给我们，更不可能花少量的钱就能买到人家的核心技术。
⑵ 技术引进一定要安排消化、吸收、掌握国外的先进技术也要以我们自己的技术为基础。引进了新技术不等于说掌握了新技术，能仿制发动机不等于自己就能设计发动机，对国外引进的技术和产品进行摸底，并不等于预研，更不能取代预研,所以我们的立足点还是要放在自己的预研工作上，切实安排好国内的预研，安排好对引进技术的消化吸收，使其很好地衔接起来。
⑶ 审批时间太长，手续过于繁锁。比如买软件，当时看到演示效果很好，从谈判签约到审批生效少则３个月，多则半年，结果到验收时，有些软件的内容早就改了，许多重要数据删掉了，但按照合同也只好验收，干吃哑巴亏。希望能适当放权给基层，下拨少量经费，由主管领导负责掌握，看到好东西一手交钱，一手交货，这样才能货真价实。
5、坚持按系统工程管理，保持预研项目的系统性完整性。
高性能推进系统是一个有机整体，各部件之间有着不可分割的密切联系，必须按系统工程进行管理。人为分割，由不同单位分别管理容易造成松散脱节，互不协调，出现重复或漏项，也不便于综合应用，结果锣齐鼓不齐，事倍功半，反而多花不少钱。当然，预研工作覆盖了三个大的阶段，必须全行业大协作，组成“国家队”,采取必要措施,协调好与高等院校、国家重点试验室和型号设计所的衔接；另外，预研工作在突出先进性能的同时，还要特别重视和加强材料、工艺、控制、系统、结构、强度等方面的研究，把可靠性、维护性放到重要的位置上。
6、采取切实有效措施，稳住预研骨干人才,加速培养跨世纪的学科带头人和高级管理人才。
高水平的预研，要靠高水平的人才。市场的竞争，说到底是人才的竞争。随着进一步的改革开放，人才流动和竞争会越来越激烈。这些认识大家是完全一致的。关键是措施不得力，行动太迟缓，航空人才危机在加剧。总公司推出“凝聚力工程”，这是深得人心的。凝聚力有三大要素：一是事业，二是感情，三是实惠。三者缺一不可。航空事业是有吸引力、凝聚力的，总有为航空奉献终身的人；感情主要靠政策，靠政治思想工作,为群众排扰解难,解决一些可以解决的后顾之忧；实惠主要体现在待遇上。现在大学生待遇偏低，与地方反差大，心里上价值观也不平衡，这是增强凝聚力必须解决而又很难解决的关键问题，没有具体措施，凝聚力只是一句政治口号、尤其在三线艰苦地区，只能无可奈何地看到比较优秀的年轻人逐年外流，实在痛心。
7、加大力度、提高投资强度、促进预研工作的快速发展。
现在国外研制一台高性能发动机，预计费用在20亿美元左右。据资料统计，国外发动机行业的科研费占整个航空科研总经费的1/3 ～ 1/4，发动机型号与预研费的比例为1:1。而我国发动机预研经费比例却很低，投入严重不足。1990年编制的《中国航空工业技术政策》中，提出调整方案为型号50%，预研26%，技术基础4%，预先发展10%，后续工程发展10%。希望在“九五”期间进一步调整，加大预研经费投入，使科研投资的比例更趋合理完善。中国工程院第二次院士大会学术报告汇编
1995年7月
加快航空发动机预研发展
刘 大 响
“九五”是我国航空工业发展的重要时期。宇航技术发展日新月异，机遇与挑战并存，困难与希望同在。航空工业以什么样的姿态跨入21世纪，这是我们大家都十分关注的热门话题。现就航空发动机预研的发展谈几点看法和建议。
一、推重比8一级发动机预研已取得重大进展
1980年开始的高性能推进系统工程预研 ( 简称高推预研)，是我国航空发动机行业第一次按系统工程组织管理的大型预研项目,目标瞄准当时性能水平最先进的美国F404发动机, 为我国自行研制涡扇发动机提供技术储备。该项目以624所为总工程师单位，有全国24个厂、所、院校1000多名高、中级科技人员参加。以1994年1月中推核心机达到设计指标为标志，高推预研历时15年，经历了四个阶段：
第一阶段：1980-1983年，以定向基础研究为主，开展单项课题研究，进行理论方法、计算方法和试验方法的探索研究；
第二阶段：1983-1989年,以先进部件关键技术为主，重点围绕三大高压部件及其相关的强度、控制等系统进行综合应用研究；
第三阶段：1989-1992年,进行三大高压部件全尺寸试验件的设计和试验研究；
第四阶段：1991-1994年1月，进行三大高压部件匹配技术，亦即核心机的设计及试验研究。
15年中共投资×亿元，只相当于××万美元，但却取得了许多令人瞩目的重大成果，主要有：
1、完成120个课题研究(“六五”-51个,“七五”-69个)涉及发动机总体、部件、系统 、控制和进/发匹配等十多个专业。累计进行了数万小时的模型试验研究，完成各类研究报告2000多份，计算机程序350个,结合课题培养博士生、硕士生近200名，获国家级和省部级成果奖200多项，其中有的填补了国内空白，有的跨入了国际先进行列，有的已应用于军机改进改型和民用工业，发挥了显著的社会效益和经济效益。
2、压气机方面，以吴仲华教授三元流动理论为基础,建立了无粘条件下准三元轴流压气机设计体系,在单级、二级、四级上得到了成功的验证，之后又设计成功七级高压压气机,压比7.02，效率0.839，喘振裕度24.7%，使我国最薄弱的多级高压压气机设计技术取得了重大突破，接近国际上同类压气机的先进水平。
3、燃烧研究方面,在完成带蒸发管短环燃烧室研究的基础上，又自行设计了带气动雾化喷嘴的短环形燃烧室，其火焰筒长度190 mm，比F404发动机的燃烧室还短一些，出口平均温度达1662K(温升850℃),且温度场均匀,壁温小于900℃，经400多小时各种状态试验完好如新，达到了很高的水平。
4、涡轮气动方面,建立了高负荷跨音速涡轮气动设计体系，完成了0.8缩尺模型级试验研究,其单级作功能力超过斯贝发动机两级涡轮总和,相当于美国80年代初E3 研究机涡轮水平。带冷气的全尺寸涡轮部件，在核心机上经受住了高温(1600～1650K)和高转速(16500转/分)的严格考验。
5、涡轮冷却方面,通过大量基础研究，形成了一套先进的设计方法和计算机程序,完成4套“对流冲击气膜”复合气冷叶片的试验研究，其平均降温水平,导叶361～438℃，动叶320～357℃,加上涂层的综合降温效果达487℃，已接近F404和E3涡轮气冷叶片水平，表明采用我们已掌握的复合冷却技术加上涂层隔热技术，即使在我国现有材料的基础上，也能使涡轮前燃气温度达到1600～1650K。
6、初步掌握了先进核心机的总体、气动、冷却、结构、强度设计技术和三大部件间的匹配技术。核心机在地面台和高空台上试验一次成功，顺利达到设计指标，使我国的发动机核心机研制,一步跨上推重比8一级的高水平台阶，这是具有战略意义的一个重大技术突破。
7、在没有专用核心机试车台情况下,利用高空台模拟风扇出口状态进行核心机设计状态的试验，具有很大的复杂性和风险性。对于验证核心机的设计技术和完善高空台的试验技术，起到了一箭双雕的良好作用。
8、核心机的研制在工艺、材料上也取得了重大进展,攻克了68项关键技术，对完成××号机和×××发动机的加工制造起到了积极的促进作用。
9、高推预研和核心机预研是一个复杂的、多学科的、 技术密集的、综合性大型预研项目，在国防科工委和航空部的正确领导下，实行全行业大协作，按照各单位的条件和特长，合理分工、减少重复、协同攻关，调动了全行业的积极性，实际上形成了一支高水平的国家队和发动机预研人才体系，从而保证了较短时间内使技术上取得许多重大突破。经过15年的预研实践，我们无论在思想认识上、技术基础上、研究的深度和广度上，还是在试验能力、人才队伍和管理经验上都有了很大提高，有了新的起点，这是1980年高推预研刚刚开始时无法比拟的。它充分表明：只要选准目标，下定决心，坚持到底，路子对头，并给予必要的经费支持，中国人有能力搞出自已的发动机来。
二、推重比10发动机预研有着良好的发展机遇
推重比10发动机是第四代战斗机的动力装置。第四代战斗机具有隐身、过失速机动、不加力超音速巡航、超视距作战、发射后不管和短距起落等许多特点，其主要性能在很大程度上依赖于动力装置，因而提出了高推重比、低耗油率，高可靠性和推力矢量等多项高要求。据此，美国空军在先进技术发动机(ATES)验证项目下进行的发动机热力循环优化，得出推重比10发动机的循环参数范围是：涵道比0.2～0.3，总增压比23～27，节流比1.10～1.15，涡轮前温度1922～2033K。目前美国 、西欧、法国和俄罗斯等国研制的推重比10发动机已全面进入工程研制阶段，预计2000年左右投入使用。其典型代表是F119 、EJ200、M88Ⅲ和P2000。俄罗斯的P2000因经济困难已陷于停顿。这些发动机在压缩系统 、燃烧系统、涡轮、喷管、控制系统、新材料、新工艺等方面，均采用了大量新技术，同时利用这些新技术对现役的第三代发动机不断进行改进改型,使其逐步达到三代半水平。此外，从八十年代后期开始，他们还组织实施了更先进的推进技术研究计划，如美国的综合性能涡轮发动机技术( IHPTET )计划，其总目标是到2005年使航空推进系统能力翻一番，预计到2020～2030年将可能推出推重比15-20的军用涡扇发动机。
我国从1984年就开始进行推重比10发动机预研的技术论证,1988年4月召开了预研选题论证会,1990年正式立项开题。1991～1994年又完成了6个总体方案的顶层设计,完成了项目指南和综合论证，1993～1996年开展了对俄合作。经多次反复协调，目前已基本确定了我国推重比10发动机总体方案，在此基础上，分解了关键技术，已陆续开题进入实施阶段，有些课题，如平均级压比达1.62的三级压气机研究已经取得了良好进展，试验结果接近设计指标。
推重比10发动机预研的总体构想是：
1、积极贯彻“背景需求牵引,技术发展推动”和“动力先行，预研先行”的原则。性能应满足第四代背景机要求，但动力适当超前发展，预研指标要更高一些；
2、瞄准世界先进水平、高起点、大跨度突破关键技术，指标接近F119 、EJ200；与此同时适当安排推重比10～20的概念研究和少量关键技术研究，真正起到技术发展推动的作用；
3、以推重比8预研，核心机和技术验证机预研为基础，吸收×××，×××发动机研制经验，在总体方案顶层设计的统一规划下，分解关键技术，有重点地分阶段突破，使总体水平跨上新台阶；
4、自力更生为主,积极推进国际合作，借助对方技术优势,站在人家肩膀上跨一大步。充分消化吸收国外先进技术，洋为中用，逐步形成有中国特色的自已的设计体系；
5、以推重比10发动机总体方案为背景需求牵引,带动新材料、新工艺,控制、强度、试验、测量及相关技术的发展；
6、老、中、青三结合,以中青年为主，在2000年前后顺利完成新老交替的历史使命，把经验和技术传递下去，并通过预研实践加速培养跨世纪科技带头人；
7、全行业大协作,充分发挥各家技术优势和特长，强化预研管理，优化预研结构和人员，进一步调整改善高水平的“预研国家队”，搞好与“国防重点试验室”和“型号设计所”的衔接；
8、加快预研成果工程化速度,不断将关键技术应用于推重比8预研，促进在研型号向三代半水平发展。
由于有了推重比8预研的坚实基础， 又初步形成了预研“国家队”的人才资源和管理体系，所以，推重比10发动机预研，不必一切从头开始，也不允许撒大网、炒冷饭，而是要选准目标，集中力量，突破上新台阶的关键技术，做到有所不为而后有所为，将有限的资金真正用到刀刃上。
三、对加快航空发动机发展的认识和建议
1、振兴航空，动力先行,要下决心尽快走出自行研制航空发动机的路子来。
飞机是一个平台，发动机是飞机的“心脏”，靠这个心脏才能将飞机推上天去，否则一切都是空谈。早在30年前周总理就指出，飞机得了“心脏病”，这种状态至今没有根本好转。无论是军机或是民机，是固定翼飞机或是旋翼飞机，是歼击机或是轰炸机，都没有一台自己研制的好发动机供飞机选用。当然,不否认建国45年来我们已生产了50000多台各型发动机装机使用、取得了很大的成就。但发动机落后已严重制约了整个航空工业的发展，这是一个基本事实。发动机是飞机的一个分系统，但它本身也构成一个相对独立的复杂系统，动力是一个独立的行业。航空发动机内部温度高，转速高，压力高，使用寿命长，构件的机械负荷和热负荷大，工作条件十分苛刻和复杂,其研究和发展工作的技术难度大，耗资多，周期长，是一个世界公认的复杂的多学科综合性系统工程。目前世界上可以独立研制飞机的国家很多，但能够独立研制先进航空发动机的却只有美、俄、英、法四国。研制一台早期涡扇发动机的经费与研制推力比它大64倍的“阿波罗”登月飞船的助推火箭的费用相当。现在一台大型发动机的研制经费一般为20亿美元左右，发动机的研制周期比飞机机体的研制周期长5～8年左右，为使新一代发动机投入使用，要提前20年左右安排预研工作。所以，振兴航空，必须动力先行。应该将发动机作为“突破口”，集中力量予以突破。这样,航空工业才会有真正的主动权，才不会受制于人。
2、进一步统一思想认识,切实加强预研工作，把发动机预研提到战略高度上来抓。
我国航空发动机长期徘徊，至今没有走出自行研制的路子，从技术角度看，其重要原因就是研究基础薄弱，缺乏技术储备。要打基础，上水平，预研工作就必须先行，必须超前型号进行安排。历史的经验值得注意,不搞预研就上型号，或者有了型号才安排预研，许多部件的关键技术并未提前解决，结果整机调试与部件排故同步进行,型号研制曲折反复，有时不得不回过头去搞预研，临时组织攻关，导致研制进度一拖再拖，拖上几年，本来还算先进的东西也变得落后了，其最终结果必然是型号中途下马。所以在发动机行业内部，我们又必须十分强调预研的重要地位和作用。这不是哪一个单位或个人的利益需要，而是世界航空发动机几十年发展历史得出的规律和结论，谁违背了这个规律，谁就会陷于落后被动的境地。现在，上上下下都说预研工作很重要，似乎不存在什么问题了。但是实际工作中我们深深感到，关于预研工作的地位和作用，认识上并没有真正统一和解决。话虽然讲了，文件上也写了，实际落实起来却很不容易。多年来一直是“型号挂帅”，有型号就有钱，没有型号就没有钱，因此大家都争着搞型号,形成低水平重复。预研是软指标,“远水解不了近渴”，对一届领导来说，预研只是一些小课题，看不出什么重大成绩来。因此，搞引进钱多，搞型号也不含糊，而预研工作往往排不上队、充其量是长流水不断线，投资少、慢慢来，设备也没有更新改造经费，想要用六、七十年代的设备搞出21世纪先进水平的成果来，实在太难了。所以我强烈呼吁，必须改变“重型号、轻预研”的状况，适当增加预研投入，加大力度和跨度，加速预研工作的发展，否则预研是很难搞上去的，我们与世界水平的差距将会越拉越大。
3、发动机预研应走“应用研究-先进部件-核心机-验证机”的发展道路，切实解决好我国“先期演示验证”的管理渠道和经费问题。
航空发动机的发展,走“应用研究-先进部件-核心机-验证机”的发展道路，这是国外行之有效的经验，在国内发动机界也有比较一致的认识。目前的关键是验证机这一步如何走，有一些意见分歧。美国国防部将科研阶段划分为应用基础(6.1)、探索发展研究(6.2)、预先发展(6.3) 、工程发展(6.4)和使用发展（6.5）等五个阶段,又将6.3分为6.3A－技术验证机和6.3B－型号验证机阶段。中国航空工业技术政策中基本上也采用类似的分段方法，国防科工委将6.3A以前的阶段划归预先研究管理范畴,最近又决定划拨专款,开展“先期技术演示验证”，以加快航空预研成果工程化的速度，这是十分英明和科学的重大举措。
对于推重比8发动机来说，经过全行业15年的努力拼搏,已基本上走完了核心机之前的各个阶段,下一步是希望尽早进入“先期技术演示验证”阶段，亦即技术验证机阶段。因为这一步是进一步完善推重比８一级核心机技术的需要；是走完预研全过程，修改完善自行设计体系的需要；是推重比10发动机预研的重要基础和发展平台；是完成新老交替的重要舞台和最后机会；也是将来（必要时）发展7500 ～10000daN级涡扇发动机的先期技术演示验证。用推重比８走完预研工作的全过程，比将来用推重比10预研来完成这个过程要更现实、更省钱和更稳妥一些。这不仅是我们这些经历30多年酸甜苦辣即将退出历史舞台的老一代预研工作者的共同心声，也是担负跨世纪历史使命的年轻一代的强烈愿望。希望能给我们一个走完全过程的机会。如果推重比８预研就此结束，必然是老一代的努力“功亏一篑,半途而废”，年轻一代没有拿到成熟的完整的技术又得重头摸起，损失是不言而喻的。
4、正确处理好预研与引进的关系，坚持自力更生为主，积极创造条件，努力开展预研项目的国际合作。
我国发动机预研起步较晚，虽取得了一些成绩，但技术基础薄弱，许多项目不得不从头摸起，费时费力费钱。开展国际合作，引进新技术，可以提高起点，解决关键，少走弯路，可以越过一些初级阶段，这是促进预研工作高水平、大跨度发展的有效途径。目前各航空发达国家正积极推行国际合作，这种国际环境是中国航空工业创建45年来从未遇到过的，尤其是俄罗斯因国内困难急需与我合作，这是特定历史条件下与特定伙伴开展的合作，所以我们拥护中央关于抓紧当前有利时机积极开展对俄合作的英明决策。从前一段推重比10对俄合作的进展情况来看,合作使我们开阔了思路，提高了水平，收获是很大的。但也感到有许多问题必须认真加以解决，主要有：
⑴ 预研工作必须坚持自力更生为主,靠买一个高起点、买一个国防现代化是不可能的，即使是经济十分困难的俄罗斯，也不会轻易将核心技术转让给我们，更不可能花少量的钱就能买到人家的核心技术。
⑵ 技术引进一定要安排消化、吸收、掌握国外的先进技术也要以我们自己的技术为基础。引进了新技术不等于说掌握了新技术，能仿制发动机不等于自己就能设计发动机，对国外引进的技术和产品进行摸底，并不等于预研，更不能取代预研,所以我们的立足点还是要放在自己的预研工作上，切实安排好国内的预研，安排好对引进技术的消化吸收，使其很好地衔接起来。
⑶ 审批时间太长，手续过于繁锁。比如买软件，当时看到演示效果很好，从谈判签约到审批生效少则３个月，多则半年，结果到验收时，有些软件的内容早就改了，许多重要数据删掉了，但按照合同也只好验收，干吃哑巴亏。希望能适当放权给基层，下拨少量经费，由主管领导负责掌握，看到好东西一手交钱，一手交货，这样才能货真价实。
5、坚持按系统工程管理，保持预研项目的系统性完整性。
高性能推进系统是一个有机整体，各部件之间有着不可分割的密切联系，必须按系统工程进行管理。人为分割，由不同单位分别管理容易造成松散脱节，互不协调，出现重复或漏项，也不便于综合应用，结果锣齐鼓不齐，事倍功半，反而多花不少钱。当然，预研工作覆盖了三个大的阶段，必须全行业大协作，组成“国家队”,采取必要措施,协调好与高等院校、国家重点试验室和型号设计所的衔接；另外，预研工作在突出先进性能的同时，还要特别重视和加强材料、工艺、控制、系统、结构、强度等方面的研究，把可靠性、维护性放到重要的位置上。
6、采取切实有效措施，稳住预研骨干人才,加速培养跨世纪的学科带头人和高级管理人才。
高水平的预研，要靠高水平的人才。市场的竞争，说到底是人才的竞争。随着进一步的改革开放，人才流动和竞争会越来越激烈。这些认识大家是完全一致的。关键是措施不得力，行动太迟缓，航空人才危机在加剧。总公司推出“凝聚力工程”，这是深得人心的。凝聚力有三大要素：一是事业，二是感情，三是实惠。三者缺一不可。航空事业是有吸引力、凝聚力的，总有为航空奉献终身的人；感情主要靠政策，靠政治思想工作,为群众排扰解难,解决一些可以解决的后顾之忧；实惠主要体现在待遇上。现在大学生待遇偏低，与地方反差大，心里上价值观也不平衡，这是增强凝聚力必须解决而又很难解决的关键问题，没有具体措施，凝聚力只是一句政治口号、尤其在三线艰苦地区，只能无可奈何地看到比较优秀的年轻人逐年外流，实在痛心。
7、加大力度、提高投资强度、促进预研工作的快速发展。
现在国外研制一台高性能发动机，预计费用在20亿美元左右。据资料统计，国外发动机行业的科研费占整个航空科研总经费的1/3 ～ 1/4，发动机型号与预研费的比例为1:1。而我国发动机预研经费比例却很低，投入严重不足。1990年编制的《中国航空工业技术政策》中，提出调整方案为型号50%，预研26%，技术基础4%，预先发展10%，后续工程发展10%。希望在“九五”期间进一步调整，加大预研经费投入，使科研投资的比例更趋合理完善。
1995年7月
加快航空发动机预研发展
刘 大 响
“九五”是我国航空工业发展的重要时期。宇航技术发展日新月异，机遇与挑战并存，困难与希望同在。航空工业以什么样的姿态跨入21世纪，这是我们大家都十分关注的热门话题。现就航空发动机预研的发展谈几点看法和建议。
一、推重比8一级发动机预研已取得重大进展
1980年开始的高性能推进系统工程预研 ( 简称高推预研)，是我国航空发动机行业第一次按系统工程组织管理的大型预研项目,目标瞄准当时性能水平最先进的美国F404发动机, 为我国自行研制涡扇发动机提供技术储备。该项目以624所为总工程师单位，有全国24个厂、所、院校1000多名高、中级科技人员参加。以1994年1月中推核心机达到设计指标为标志，高推预研历时15年，经历了四个阶段：
第一阶段：1980-1983年，以定向基础研究为主，开展单项课题研究，进行理论方法、计算方法和试验方法的探索研究；
第二阶段：1983-1989年,以先进部件关键技术为主，重点围绕三大高压部件及其相关的强度、控制等系统进行综合应用研究；
第三阶段：1989-1992年,进行三大高压部件全尺寸试验件的设计和试验研究；
第四阶段：1991-1994年1月，进行三大高压部件匹配技术，亦即核心机的设计及试验研究。
15年中共投资×亿元，只相当于××万美元，但却取得了许多令人瞩目的重大成果，主要有：
1、完成120个课题研究(“六五”-51个,“七五”-69个)涉及发动机总体、部件、系统 、控制和进/发匹配等十多个专业。累计进行了数万小时的模型试验研究，完成各类研究报告2000多份，计算机程序350个,结合课题培养博士生、硕士生近200名，获国家级和省部级成果奖200多项，其中有的填补了国内空白，有的跨入了国际先进行列，有的已应用于军机改进改型和民用工业，发挥了显著的社会效益和经济效益。
2、压气机方面，以吴仲华教授三元流动理论为基础,建立了无粘条件下准三元轴流压气机设计体系,在单级、二级、四级上得到了成功的验证，之后又设计成功七级高压压气机,压比7.02，效率0.839，喘振裕度24.7%，使我国最薄弱的多级高压压气机设计技术取得了重大突破，接近国际上同类压气机的先进水平。
3、燃烧研究方面,在完成带蒸发管短环燃烧室研究的基础上，又自行设计了带气动雾化喷嘴的短环形燃烧室，其火焰筒长度190 mm，比F404发动机的燃烧室还短一些，出口平均温度达1662K(温升850℃),且温度场均匀,壁温小于900℃，经400多小时各种状态试验完好如新，达到了很高的水平。
4、涡轮气动方面,建立了高负荷跨音速涡轮气动设计体系，完成了0.8缩尺模型级试验研究,其单级作功能力超过斯贝发动机两级涡轮总和,相当于美国80年代初E3 研究机涡轮水平。带冷气的全尺寸涡轮部件，在核心机上经受住了高温(1600～1650K)和高转速(16500转/分)的严格考验。
5、涡轮冷却方面,通过大量基础研究，形成了一套先进的设计方法和计算机程序,完成4套“对流冲击气膜”复合气冷叶片的试验研究，其平均降温水平,导叶361～438℃，动叶320～357℃,加上涂层的综合降温效果达487℃，已接近F404和E3涡轮气冷叶片水平，表明采用我们已掌握的复合冷却技术加上涂层隔热技术，即使在我国现有材料的基础上，也能使涡轮前燃气温度达到1600～1650K。
6、初步掌握了先进核心机的总体、气动、冷却、结构、强度设计技术和三大部件间的匹配技术。核心机在地面台和高空台上试验一次成功，顺利达到设计指标，使我国的发动机核心机研制,一步跨上推重比8一级的高水平台阶，这是具有战略意义的一个重大技术突破。
7、在没有专用核心机试车台情况下,利用高空台模拟风扇出口状态进行核心机设计状态的试验，具有很大的复杂性和风险性。对于验证核心机的设计技术和完善高空台的试验技术，起到了一箭双雕的良好作用。
8、核心机的研制在工艺、材料上也取得了重大进展,攻克了68项关键技术，对完成××号机和×××发动机的加工制造起到了积极的促进作用。
9、高推预研和核心机预研是一个复杂的、多学科的、 技术密集的、综合性大型预研项目，在国防科工委和航空部的正确领导下，实行全行业大协作，按照各单位的条件和特长，合理分工、减少重复、协同攻关，调动了全行业的积极性，实际上形成了一支高水平的国家队和发动机预研人才体系，从而保证了较短时间内使技术上取得许多重大突破。经过15年的预研实践，我们无论在思想认识上、技术基础上、研究的深度和广度上，还是在试验能力、人才队伍和管理经验上都有了很大提高，有了新的起点，这是1980年高推预研刚刚开始时无法比拟的。它充分表明：只要选准目标，下定决心，坚持到底，路子对头，并给予必要的经费支持，中国人有能力搞出自已的发动机来。
二、推重比10发动机预研有着良好的发展机遇
推重比10发动机是第四代战斗机的动力装置。第四代战斗机具有隐身、过失速机动、不加力超音速巡航、超视距作战、发射后不管和短距起落等许多特点，其主要性能在很大程度上依赖于动力装置，因而提出了高推重比、低耗油率，高可靠性和推力矢量等多项高要求。据此，美国空军在先进技术发动机(ATES)验证项目下进行的发动机热力循环优化，得出推重比10发动机的循环参数范围是：涵道比0.2～0.3，总增压比23～27，节流比1.10～1.15，涡轮前温度1922～2033K。目前美国 、西欧、法国和俄罗斯等国研制的推重比10发动机已全面进入工程研制阶段，预计2000年左右投入使用。其典型代表是F119 、EJ200、M88Ⅲ和P2000。俄罗斯的P2000因经济困难已陷于停顿。这些发动机在压缩系统 、燃烧系统、涡轮、喷管、控制系统、新材料、新工艺等方面，均采用了大量新技术，同时利用这些新技术对现役的第三代发动机不断进行改进改型,使其逐步达到三代半水平。此外，从八十年代后期开始，他们还组织实施了更先进的推进技术研究计划，如美国的综合性能涡轮发动机技术( IHPTET )计划，其总目标是到2005年使航空推进系统能力翻一番，预计到2020～2030年将可能推出推重比15-20的军用涡扇发动机。
我国从1984年就开始进行推重比10发动机预研的技术论证,1988年4月召开了预研选题论证会,1990年正式立项开题。1991～1994年又完成了6个总体方案的顶层设计,完成了项目指南和综合论证，1993～1996年开展了对俄合作。经多次反复协调，目前已基本确定了我国推重比10发动机总体方案，在此基础上，分解了关键技术，已陆续开题进入实施阶段，有些课题，如平均级压比达1.62的三级压气机研究已经取得了良好进展，试验结果接近设计指标。
推重比10发动机预研的总体构想是：
1、积极贯彻“背景需求牵引,技术发展推动”和“动力先行，预研先行”的原则。性能应满足第四代背景机要求，但动力适当超前发展，预研指标要更高一些；
2、瞄准世界先进水平、高起点、大跨度突破关键技术，指标接近F119 、EJ200；与此同时适当安排推重比10～20的概念研究和少量关键技术研究，真正起到技术发展推动的作用；
3、以推重比8预研，核心机和技术验证机预研为基础，吸收×××，×××发动机研制经验，在总体方案顶层设计的统一规划下，分解关键技术，有重点地分阶段突破，使总体水平跨上新台阶；
4、自力更生为主,积极推进国际合作，借助对方技术优势,站在人家肩膀上跨一大步。充分消化吸收国外先进技术，洋为中用，逐步形成有中国特色的自已的设计体系；
5、以推重比10发动机总体方案为背景需求牵引,带动新材料、新工艺,控制、强度、试验、测量及相关技术的发展；
6、老、中、青三结合,以中青年为主，在2000年前后顺利完成新老交替的历史使命，把经验和技术传递下去，并通过预研实践加速培养跨世纪科技带头人；
7、全行业大协作,充分发挥各家技术优势和特长，强化预研管理，优化预研结构和人员，进一步调整改善高水平的“预研国家队”，搞好与“国防重点试验室”和“型号设计所”的衔接；
8、加快预研成果工程化速度,不断将关键技术应用于推重比8预研，促进在研型号向三代半水平发展。
由于有了推重比8预研的坚实基础， 又初步形成了预研“国家队”的人才资源和管理体系，所以，推重比10发动机预研，不必一切从头开始，也不允许撒大网、炒冷饭，而是要选准目标，集中力量，突破上新台阶的关键技术，做到有所不为而后有所为，将有限的资金真正用到刀刃上。
三、对加快航空发动机发展的认识和建议
1、振兴航空，动力先行,要下决心尽快走出自行研制航空发动机的路子来。
飞机是一个平台，发动机是飞机的“心脏”，靠这个心脏才能将飞机推上天去，否则一切都是空谈。早在30年前周总理就指出，飞机得了“心脏病”，这种状态至今没有根本好转。无论是军机或是民机，是固定翼飞机或是旋翼飞机，是歼击机或是轰炸机，都没有一台自己研制的好发动机供飞机选用。当然,不否认建国45年来我们已生产了50000多台各型发动机装机使用、取得了很大的成就。但发动机落后已严重制约了整个航空工业的发展，这是一个基本事实。发动机是飞机的一个分系统，但它本身也构成一个相对独立的复杂系统，动力是一个独立的行业。航空发动机内部温度高，转速高，压力高，使用寿命长，构件的机械负荷和热负荷大，工作条件十分苛刻和复杂,其研究和发展工作的技术难度大，耗资多，周期长，是一个世界公认的复杂的多学科综合性系统工程。目前世界上可以独立研制飞机的国家很多，但能够独立研制先进航空发动机的却只有美、俄、英、法四国。研制一台早期涡扇发动机的经费与研制推力比它大64倍的“阿波罗”登月飞船的助推火箭的费用相当。现在一台大型发动机的研制经费一般为20亿美元左右，发动机的研制周期比飞机机体的研制周期长5～8年左右，为使新一代发动机投入使用，要提前20年左右安排预研工作。所以，振兴航空，必须动力先行。应该将发动机作为“突破口”，集中力量予以突破。这样,航空工业才会有真正的主动权，才不会受制于人。
2、进一步统一思想认识,切实加强预研工作，把发动机预研提到战略高度上来抓。
我国航空发动机长期徘徊，至今没有走出自行研制的路子，从技术角度看，其重要原因就是研究基础薄弱，缺乏技术储备。要打基础，上水平，预研工作就必须先行，必须超前型号进行安排。历史的经验值得注意,不搞预研就上型号，或者有了型号才安排预研，许多部件的关键技术并未提前解决，结果整机调试与部件排故同步进行,型号研制曲折反复，有时不得不回过头去搞预研，临时组织攻关，导致研制进度一拖再拖，拖上几年，本来还算先进的东西也变得落后了，其最终结果必然是型号中途下马。所以在发动机行业内部，我们又必须十分强调预研的重要地位和作用。这不是哪一个单位或个人的利益需要，而是世界航空发动机几十年发展历史得出的规律和结论，谁违背了这个规律，谁就会陷于落后被动的境地。现在，上上下下都说预研工作很重要，似乎不存在什么问题了。但是实际工作中我们深深感到，关于预研工作的地位和作用，认识上并没有真正统一和解决。话虽然讲了，文件上也写了，实际落实起来却很不容易。多年来一直是“型号挂帅”，有型号就有钱，没有型号就没有钱，因此大家都争着搞型号,形成低水平重复。预研是软指标,“远水解不了近渴”，对一届领导来说，预研只是一些小课题，看不出什么重大成绩来。因此，搞引进钱多，搞型号也不含糊，而预研工作往往排不上队、充其量是长流水不断线，投资少、慢慢来，设备也没有更新改造经费，想要用六、七十年代的设备搞出21世纪先进水平的成果来，实在太难了。所以我强烈呼吁，必须改变“重型号、轻预研”的状况，适当增加预研投入，加大力度和跨度，加速预研工作的发展，否则预研是很难搞上去的，我们与世界水平的差距将会越拉越大。
3、发动机预研应走“应用研究-先进部件-核心机-验证机”的发展道路，切实解决好我国“先期演示验证”的管理渠道和经费问题。
航空发动机的发展,走“应用研究-先进部件-核心机-验证机”的发展道路，这是国外行之有效的经验，在国内发动机界也有比较一致的认识。目前的关键是验证机这一步如何走，有一些意见分歧。美国国防部将科研阶段划分为应用基础(6.1)、探索发展研究(6.2)、预先发展(6.3) 、工程发展(6.4)和使用发展（6.5）等五个阶段,又将6.3分为6.3A－技术验证机和6.3B－型号验证机阶段。中国航空工业技术政策中基本上也采用类似的分段方法，国防科工委将6.3A以前的阶段划归预先研究管理范畴,最近又决定划拨专款,开展“先期技术演示验证”，以加快航空预研成果工程化的速度，这是十分英明和科学的重大举措。
对于推重比8发动机来说，经过全行业15年的努力拼搏,已基本上走完了核心机之前的各个阶段,下一步是希望尽早进入“先期技术演示验证”阶段，亦即技术验证机阶段。因为这一步是进一步完善推重比８一级核心机技术的需要；是走完预研全过程，修改完善自行设计体系的需要；是推重比10发动机预研的重要基础和发展平台；是完成新老交替的重要舞台和最后机会；也是将来（必要时）发展7500 ～10000daN级涡扇发动机的先期技术演示验证。用推重比８走完预研工作的全过程，比将来用推重比10预研来完成这个过程要更现实、更省钱和更稳妥一些。这不仅是我们这些经历30多年酸甜苦辣即将退出历史舞台的老一代预研工作者的共同心声，也是担负跨世纪历史使命的年轻一代的强烈愿望。希望能给我们一个走完全过程的机会。如果推重比８预研就此结束，必然是老一代的努力“功亏一篑,半途而废”，年轻一代没有拿到成熟的完整的技术又得重头摸起，损失是不言而喻的。
4、正确处理好预研与引进的关系，坚持自力更生为主，积极创造条件，努力开展预研项目的国际合作。
我国发动机预研起步较晚，虽取得了一些成绩，但技术基础薄弱，许多项目不得不从头摸起，费时费力费钱。开展国际合作，引进新技术，可以提高起点，解决关键，少走弯路，可以越过一些初级阶段，这是促进预研工作高水平、大跨度发展的有效途径。目前各航空发达国家正积极推行国际合作，这种国际环境是中国航空工业创建45年来从未遇到过的，尤其是俄罗斯因国内困难急需与我合作，这是特定历史条件下与特定伙伴开展的合作，所以我们拥护中央关于抓紧当前有利时机积极开展对俄合作的英明决策。从前一段推重比10对俄合作的进展情况来看,合作使我们开阔了思路，提高了水平，收获是很大的。但也感到有许多问题必须认真加以解决，主要有：
⑴ 预研工作必须坚持自力更生为主,靠买一个高起点、买一个国防现代化是不可能的，即使是经济十分困难的俄罗斯，也不会轻易将核心技术转让给我们，更不可能花少量的钱就能买到人家的核心技术。
⑵ 技术引进一定要安排消化、吸收、掌握国外的先进技术也要以我们自己的技术为基础。引进了新技术不等于说掌握了新技术，能仿制发动机不等于自己就能设计发动机，对国外引进的技术和产品进行摸底，并不等于预研，更不能取代预研,所以我们的立足点还是要放在自己的预研工作上，切实安排好国内的预研，安排好对引进技术的消化吸收，使其很好地衔接起来。
⑶ 审批时间太长，手续过于繁锁。比如买软件，当时看到演示效果很好，从谈判签约到审批生效少则３个月，多则半年，结果到验收时，有些软件的内容早就改了，许多重要数据删掉了，但按照合同也只好验收，干吃哑巴亏。希望能适当放权给基层，下拨少量经费，由主管领导负责掌握，看到好东西一手交钱，一手交货，这样才能货真价实。
5、坚持按系统工程管理，保持预研项目的系统性完整性。
高性能推进系统是一个有机整体，各部件之间有着不可分割的密切联系，必须按系统工程进行管理。人为分割，由不同单位分别管理容易造成松散脱节，互不协调，出现重复或漏项，也不便于综合应用，结果锣齐鼓不齐，事倍功半，反而多花不少钱。当然，预研工作覆盖了三个大的阶段，必须全行业大协作，组成“国家队”,采取必要措施,协调好与高等院校、国家重点试验室和型号设计所的衔接；另外，预研工作在突出先进性能的同时，还要特别重视和加强材料、工艺、控制、系统、结构、强度等方面的研究，把可靠性、维护性放到重要的位置上。
6、采取切实有效措施，稳住预研骨干人才,加速培养跨世纪的学科带头人和高级管理人才。
高水平的预研，要靠高水平的人才。市场的竞争，说到底是人才的竞争。随着进一步的改革开放，人才流动和竞争会越来越激烈。这些认识大家是完全一致的。关键是措施不得力，行动太迟缓，航空人才危机在加剧。总公司推出“凝聚力工程”，这是深得人心的。凝聚力有三大要素：一是事业，二是感情，三是实惠。三者缺一不可。航空事业是有吸引力、凝聚力的，总有为航空奉献终身的人；感情主要靠政策，靠政治思想工作,为群众排扰解难,解决一些可以解决的后顾之忧；实惠主要体现在待遇上。现在大学生待遇偏低，与地方反差大，心里上价值观也不平衡，这是增强凝聚力必须解决而又很难解决的关键问题，没有具体措施，凝聚力只是一句政治口号、尤其在三线艰苦地区，只能无可奈何地看到比较优秀的年轻人逐年外流，实在痛心。
7、加大力度、提高投资强度、促进预研工作的快速发展。
现在国外研制一台高性能发动机，预计费用在20亿美元左右。据资料统计，国外发动机行业的科研费占整个航空科研总经费的1/3 ～ 1/4，发动机型号与预研费的比例为1:1。而我国发动机预研经费比例却很低，投入严重不足。1990年编制的《中国航空工业技术政策》中，提出调整方案为型号50%，预研26%，技术基础4%，预先发展10%，后续工程发展10%。希望在“九五”期间进一步调整，加大预研经费投入，使科研投资的比例更趋合理完善。中国工程院第二次院士大会学术报告汇编
1995年7月
加快航空发动机预研发展
刘 大 响
“九五”是我国航空工业发展的重要时期。宇航技术发展日新月异，机遇与挑战并存，困难与希望同在。航空工业以什么样的姿态跨入21世纪，这是我们大家都十分关注的热门话题。现就航空发动机预研的发展谈几点看法和建议。
一、推重比8一级发动机预研已取得重大进展
1980年开始的高性能推进系统工程预研 ( 简称高推预研)，是我国航空发动机行业第一次按系统工程组织管理的大型预研项目,目标瞄准当时性能水平最先进的美国F404发动机, 为我国自行研制涡扇发动机提供技术储备。该项目以624所为总工程师单位，有全国24个厂、所、院校1000多名高、中级科技人员参加。以1994年1月中推核心机达到设计指标为标志，高推预研历时15年，经历了四个阶段：
第一阶段：1980-1983年，以定向基础研究为主，开展单项课题研究，进行理论方法、计算方法和试验方法的探索研究；
第二阶段：1983-1989年,以先进部件关键技术为主，重点围绕三大高压部件及其相关的强度、控制等系统进行综合应用研究；
第三阶段：1989-1992年,进行三大高压部件全尺寸试验件的设计和试验研究；
第四阶段：1991-1994年1月，进行三大高压部件匹配技术，亦即核心机的设计及试验研究。
15年中共投资×亿元，只相当于××万美元，但却取得了许多令人瞩目的重大成果，主要有：
1、完成120个课题研究(“六五”-51个,“七五”-69个)涉及发动机总体、部件、系统 、控制和进/发匹配等十多个专业。累计进行了数万小时的模型试验研究，完成各类研究报告2000多份，计算机程序350个,结合课题培养博士生、硕士生近200名，获国家级和省部级成果奖200多项，其中有的填补了国内空白，有的跨入了国际先进行列，有的已应用于军机改进改型和民用工业，发挥了显著的社会效益和经济效益。
2、压气机方面，以吴仲华教授三元流动理论为基础,建立了无粘条件下准三元轴流压气机设计体系,在单级、二级、四级上得到了成功的验证，之后又设计成功七级高压压气机,压比7.02，效率0.839，喘振裕度24.7%，使我国最薄弱的多级高压压气机设计技术取得了重大突破，接近国际上同类压气机的先进水平。
3、燃烧研究方面,在完成带蒸发管短环燃烧室研究的基础上，又自行设计了带气动雾化喷嘴的短环形燃烧室，其火焰筒长度190 mm，比F404发动机的燃烧室还短一些，出口平均温度达1662K(温升850℃),且温度场均匀,壁温小于900℃，经400多小时各种状态试验完好如新，达到了很高的水平。
4、涡轮气动方面,建立了高负荷跨音速涡轮气动设计体系，完成了0.8缩尺模型级试验研究,其单级作功能力超过斯贝发动机两级涡轮总和,相当于美国80年代初E3 研究机涡轮水平。带冷气的全尺寸涡轮部件，在核心机上经受住了高温(1600～1650K)和高转速(16500转/分)的严格考验。
5、涡轮冷却方面,通过大量基础研究，形成了一套先进的设计方法和计算机程序,完成4套“对流冲击气膜”复合气冷叶片的试验研究，其平均降温水平,导叶361～438℃，动叶320～357℃,加上涂层的综合降温效果达487℃，已接近F404和E3涡轮气冷叶片水平，表明采用我们已掌握的复合冷却技术加上涂层隔热技术，即使在我国现有材料的基础上，也能使涡轮前燃气温度达到1600～1650K。
6、初步掌握了先进核心机的总体、气动、冷却、结构、强度设计技术和三大部件间的匹配技术。核心机在地面台和高空台上试验一次成功，顺利达到设计指标，使我国的发动机核心机研制,一步跨上推重比8一级的高水平台阶，这是具有战略意义的一个重大技术突破。
7、在没有专用核心机试车台情况下,利用高空台模拟风扇出口状态进行核心机设计状态的试验，具有很大的复杂性和风险性。对于验证核心机的设计技术和完善高空台的试验技术，起到了一箭双雕的良好作用。
8、核心机的研制在工艺、材料上也取得了重大进展,攻克了68项关键技术，对完成××号机和×××发动机的加工制造起到了积极的促进作用。
9、高推预研和核心机预研是一个复杂的、多学科的、 技术密集的、综合性大型预研项目，在国防科工委和航空部的正确领导下，实行全行业大协作，按照各单位的条件和特长，合理分工、减少重复、协同攻关，调动了全行业的积极性，实际上形成了一支高水平的国家队和发动机预研人才体系，从而保证了较短时间内使技术上取得许多重大突破。经过15年的预研实践，我们无论在思想认识上、技术基础上、研究的深度和广度上，还是在试验能力、人才队伍和管理经验上都有了很大提高，有了新的起点，这是1980年高推预研刚刚开始时无法比拟的。它充分表明：只要选准目标，下定决心，坚持到底，路子对头，并给予必要的经费支持，中国人有能力搞出自已的发动机来。
二、推重比10发动机预研有着良好的发展机遇
推重比10发动机是第四代战斗机的动力装置。第四代战斗机具有隐身、过失速机动、不加力超音速巡航、超视距作战、发射后不管和短距起落等许多特点，其主要性能在很大程度上依赖于动力装置，因而提出了高推重比、低耗油率，高可靠性和推力矢量等多项高要求。据此，美国空军在先进技术发动机(ATES)验证项目下进行的发动机热力循环优化，得出推重比10发动机的循环参数范围是：涵道比0.2～0.3，总增压比23～27，节流比1.10～1.15，涡轮前温度1922～2033K。目前美国 、西欧、法国和俄罗斯等国研制的推重比10发动机已全面进入工程研制阶段，预计2000年左右投入使用。其典型代表是F119 、EJ200、M88Ⅲ和P2000。俄罗斯的P2000因经济困难已陷于停顿。这些发动机在压缩系统 、燃烧系统、涡轮、喷管、控制系统、新材料、新工艺等方面，均采用了大量新技术，同时利用这些新技术对现役的第三代发动机不断进行改进改型,使其逐步达到三代半水平。此外，从八十年代后期开始，他们还组织实施了更先进的推进技术研究计划，如美国的综合性能涡轮发动机技术( IHPTET )计划，其总目标是到2005年使航空推进系统能力翻一番，预计到2020～2030年将可能推出推重比15-20的军用涡扇发动机。
我国从1984年就开始进行推重比10发动机预研的技术论证,1988年4月召开了预研选题论证会,1990年正式立项开题。1991～1994年又完成了6个总体方案的顶层设计,完成了项目指南和综合论证，1993～1996年开展了对俄合作。经多次反复协调，目前已基本确定了我国推重比10发动机总体方案，在此基础上，分解了关键技术，已陆续开题进入实施阶段，有些课题，如平均级压比达1.62的三级压气机研究已经取得了良好进展，试验结果接近设计指标。
推重比10发动机预研的总体构想是：
1、积极贯彻“背景需求牵引,技术发展推动”和“动力先行，预研先行”的原则。性能应满足第四代背景机要求，但动力适当超前发展，预研指标要更高一些；
2、瞄准世界先进水平、高起点、大跨度突破关键技术，指标接近F119 、EJ200；与此同时适当安排推重比10～20的概念研究和少量关键技术研究，真正起到技术发展推动的作用；
3、以推重比8预研，核心机和技术验证机预研为基础，吸收×××，×××发动机研制经验，在总体方案顶层设计的统一规划下，分解关键技术，有重点地分阶段突破，使总体水平跨上新台阶；
4、自力更生为主,积极推进国际合作，借助对方技术优势,站在人家肩膀上跨一大步。充分消化吸收国外先进技术，洋为中用，逐步形成有中国特色的自已的设计体系；
5、以推重比10发动机总体方案为背景需求牵引,带动新材料、新工艺,控制、强度、试验、测量及相关技术的发展；
6、老、中、青三结合,以中青年为主，在2000年前后顺利完成新老交替的历史使命，把经验和技术传递下去，并通过预研实践加速培养跨世纪科技带头人；
7、全行业大协作,充分发挥各家技术优势和特长，强化预研管理，优化预研结构和人员，进一步调整改善高水平的“预研国家队”，搞好与“国防重点试验室”和“型号设计所”的衔接；
8、加快预研成果工程化速度,不断将关键技术应用于推重比8预研，促进在研型号向三代半水平发展。
由于有了推重比8预研的坚实基础， 又初步形成了预研“国家队”的人才资源和管理体系，所以，推重比10发动机预研，不必一切从头开始，也不允许撒大网、炒冷饭，而是要选准目标，集中力量，突破上新台阶的关键技术，做到有所不为而后有所为，将有限的资金真正用到刀刃上。
三、对加快航空发动机发展的认识和建议
1、振兴航空，动力先行,要下决心尽快走出自行研制航空发动机的路子来。
飞机是一个平台，发动机是飞机的“心脏”，靠这个心脏才能将飞机推上天去，否则一切都是空谈。早在30年前周总理就指出，飞机得了“心脏病”，这种状态至今没有根本好转。无论是军机或是民机，是固定翼飞机或是旋翼飞机，是歼击机或是轰炸机，都没有一台自己研制的好发动机供飞机选用。当然,不否认建国45年来我们已生产了50000多台各型发动机装机使用、取得了很大的成就。但发动机落后已严重制约了整个航空工业的发展，这是一个基本事实。发动机是飞机的一个分系统，但它本身也构成一个相对独立的复杂系统，动力是一个独立的行业。航空发动机内部温度高，转速高，压力高，使用寿命长，构件的机械负荷和热负荷大，工作条件十分苛刻和复杂,其研究和发展工作的技术难度大，耗资多，周期长，是一个世界公认的复杂的多学科综合性系统工程。目前世界上可以独立研制飞机的国家很多，但能够独立研制先进航空发动机的却只有美、俄、英、法四国。研制一台早期涡扇发动机的经费与研制推力比它大64倍的“阿波罗”登月飞船的助推火箭的费用相当。现在一台大型发动机的研制经费一般为20亿美元左右，发动机的研制周期比飞机机体的研制周期长5～8年左右，为使新一代发动机投入使用，要提前20年左右安排预研工作。所以，振兴航空，必须动力先行。应该将发动机作为“突破口”，集中力量予以突破。这样,航空工业才会有真正的主动权，才不会受制于人。
2、进一步统一思想认识,切实加强预研工作，把发动机预研提到战略高度上来抓。
我国航空发动机长期徘徊，至今没有走出自行研制的路子，从技术角度看，其重要原因就是研究基础薄弱，缺乏技术储备。要打基础，上水平，预研工作就必须先行，必须超前型号进行安排。历史的经验值得注意,不搞预研就上型号，或者有了型号才安排预研，许多部件的关键技术并未提前解决，结果整机调试与部件排故同步进行,型号研制曲折反复，有时不得不回过头去搞预研，临时组织攻关，导致研制进度一拖再拖，拖上几年，本来还算先进的东西也变得落后了，其最终结果必然是型号中途下马。所以在发动机行业内部，我们又必须十分强调预研的重要地位和作用。这不是哪一个单位或个人的利益需要，而是世界航空发动机几十年发展历史得出的规律和结论，谁违背了这个规律，谁就会陷于落后被动的境地。现在，上上下下都说预研工作很重要，似乎不存在什么问题了。但是实际工作中我们深深感到，关于预研工作的地位和作用，认识上并没有真正统一和解决。话虽然讲了，文件上也写了，实际落实起来却很不容易。多年来一直是“型号挂帅”，有型号就有钱，没有型号就没有钱，因此大家都争着搞型号,形成低水平重复。预研是软指标,“远水解不了近渴”，对一届领导来说，预研只是一些小课题，看不出什么重大成绩来。因此，搞引进钱多，搞型号也不含糊，而预研工作往往排不上队、充其量是长流水不断线，投资少、慢慢来，设备也没有更新改造经费，想要用六、七十年代的设备搞出21世纪先进水平的成果来，实在太难了。所以我强烈呼吁，必须改变“重型号、轻预研”的状况，适当增加预研投入，加大力度和跨度，加速预研工作的发展，否则预研是很难搞上去的，我们与世界水平的差距将会越拉越大。
3、发动机预研应走“应用研究-先进部件-核心机-验证机”的发展道路，切实解决好我国“先期演示验证”的管理渠道和经费问题。
航空发动机的发展,走“应用研究-先进部件-核心机-验证机”的发展道路，这是国外行之有效的经验，在国内发动机界也有比较一致的认识。目前的关键是验证机这一步如何走，有一些意见分歧。美国国防部将科研阶段划分为应用基础(6.1)、探索发展研究(6.2)、预先发展(6.3) 、工程发展(6.4)和使用发展（6.5）等五个阶段,又将6.3分为6.3A－技术验证机和6.3B－型号验证机阶段。中国航空工业技术政策中基本上也采用类似的分段方法，国防科工委将6.3A以前的阶段划归预先研究管理范畴,最近又决定划拨专款,开展“先期技术演示验证”，以加快航空预研成果工程化的速度，这是十分英明和科学的重大举措。
对于推重比8发动机来说，经过全行业15年的努力拼搏,已基本上走完了核心机之前的各个阶段,下一步是希望尽早进入“先期技术演示验证”阶段，亦即技术验证机阶段。因为这一步是进一步完善推重比８一级核心机技术的需要；是走完预研全过程，修改完善自行设计体系的需要；是推重比10发动机预研的重要基础和发展平台；是完成新老交替的重要舞台和最后机会；也是将来（必要时）发展7500 ～10000daN级涡扇发动机的先期技术演示验证。用推重比８走完预研工作的全过程，比将来用推重比10预研来完成这个过程要更现实、更省钱和更稳妥一些。这不仅是我们这些经历30多年酸甜苦辣即将退出历史舞台的老一代预研工作者的共同心声，也是担负跨世纪历史使命的年轻一代的强烈愿望。希望能给我们一个走完全过程的机会。如果推重比８预研就此结束，必然是老一代的努力“功亏一篑,半途而废”，年轻一代没有拿到成熟的完整的技术又得重头摸起，损失是不言而喻的。
4、正确处理好预研与引进的关系，坚持自力更生为主，积极创造条件，努力开展预研项目的国际合作。
我国发动机预研起步较晚，虽取得了一些成绩，但技术基础薄弱，许多项目不得不从头摸起，费时费力费钱。开展国际合作，引进新技术，可以提高起点，解决关键，少走弯路，可以越过一些初级阶段，这是促进预研工作高水平、大跨度发展的有效途径。目前各航空发达国家正积极推行国际合作，这种国际环境是中国航空工业创建45年来从未遇到过的，尤其是俄罗斯因国内困难急需与我合作，这是特定历史条件下与特定伙伴开展的合作，所以我们拥护中央关于抓紧当前有利时机积极开展对俄合作的英明决策。从前一段推重比10对俄合作的进展情况来看,合作使我们开阔了思路，提高了水平，收获是很大的。但也感到有许多问题必须认真加以解决，主要有：
⑴ 预研工作必须坚持自力更生为主,靠买一个高起点、买一个国防现代化是不可能的，即使是经济十分困难的俄罗斯，也不会轻易将核心技术转让给我们，更不可能花少量的钱就能买到人家的核心技术。
⑵ 技术引进一定要安排消化、吸收、掌握国外的先进技术也要以我们自己的技术为基础。引进了新技术不等于说掌握了新技术，能仿制发动机不等于自己就能设计发动机，对国外引进的技术和产品进行摸底，并不等于预研，更不能取代预研,所以我们的立足点还是要放在自己的预研工作上，切实安排好国内的预研，安排好对引进技术的消化吸收，使其很好地衔接起来。
⑶ 审批时间太长，手续过于繁锁。比如买软件，当时看到演示效果很好，从谈判签约到审批生效少则３个月，多则半年，结果到验收时，有些软件的内容早就改了，许多重要数据删掉了，但按照合同也只好验收，干吃哑巴亏。希望能适当放权给基层，下拨少量经费，由主管领导负责掌握，看到好东西一手交钱，一手交货，这样才能货真价实。
5、坚持按系统工程管理，保持预研项目的系统性完整性。
高性能推进系统是一个有机整体，各部件之间有着不可分割的密切联系，必须按系统工程进行管理。人为分割，由不同单位分别管理容易造成松散脱节，互不协调，出现重复或漏项，也不便于综合应用，结果锣齐鼓不齐，事倍功半，反而多花不少钱。当然，预研工作覆盖了三个大的阶段，必须全行业大协作，组成“国家队”,采取必要措施,协调好与高等院校、国家重点试验室和型号设计所的衔接；另外，预研工作在突出先进性能的同时，还要特别重视和加强材料、工艺、控制、系统、结构、强度等方面的研究，把可靠性、维护性放到重要的位置上。
6、采取切实有效措施，稳住预研骨干人才,加速培养跨世纪的学科带头人和高级管理人才。
高水平的预研，要靠高水平的人才。市场的竞争，说到底是人才的竞争。随着进一步的改革开放，人才流动和竞争会越来越激烈。这些认识大家是完全一致的。关键是措施不得力，行动太迟缓，航空人才危机在加剧。总公司推出“凝聚力工程”，这是深得人心的。凝聚力有三大要素：一是事业，二是感情，三是实惠。三者缺一不可。航空事业是有吸引力、凝聚力的，总有为航空奉献终身的人；感情主要靠政策，靠政治思想工作,为群众排扰解难,解决一些可以解决的后顾之忧；实惠主要体现在待遇上。现在大学生待遇偏低，与地方反差大，心里上价值观也不平衡，这是增强凝聚力必须解决而又很难解决的关键问题，没有具体措施，凝聚力只是一句政治口号、尤其在三线艰苦地区，只能无可奈何地看到比较优秀的年轻人逐年外流，实在痛心。
7、加大力度、提高投资强度、促进预研工作的快速发展。
现在国外研制一台高性能发动机，预计费用在20亿美元左右。据资料统计，国外发动机行业的科研费占整个航空科研总经费的1/3 ～ 1/4，发动机型号与预研费的比例为1:1。而我国发动机预研经费比例却很低，投入严重不足。1990年编制的《中国航空工业技术政策》中，提出调整方案为型号50%，预研26%，技术基础4%，预先发展10%，后续工程发展10%。希望在“九五”期间进一步调整，加大预研经费投入，使科研投资的比例更趋合理完善。