中国航空发动机迎来井喷？

在强大资金投入的推动下，中国航空发动机在材料、设计、工艺等方面已取得重大突破，并引起国内外媒体高度关注。本文摘编自国内权威媒体报道，本刊刊发此文并不表示同意其中观点，亦非证实所述内容，仅供有兴趣的读者及专业工作者参考。

近日，《中国航空报》透露了一条重要消息——中国在先进高温合金领域取得重大成果。在世界先进发动机研制中，高温合金材料用量已占到发动机总重的40%至60%。因此高温合金材料也被誉为“先进发动机基石”。无独有偶，西方多家媒体近日也刊文宣称，中国未来用于军用航空发动机的研发资金高达3 000亿人民币，相关研制单位正在多款先进涡扇发动机项目中齐头并进。美国军事专家据此认为，中国很可能会在5到10年时间里量产足以为歼20提供真正五代机性能的强大发动机。

如果真的解决了先进发动机问题，那么中国航空工业将迎来真正的井喷，而航空发动机过去一直是制约中国战斗机研制和批量装备的最大障碍。

600摄氏度与2万倍离心力

高温合金是一种能够在600摄氏度以上及一定应力条件下长期工作的金属材料，具有优异的高温强度，良好的抗氧化和抗腐蚀性能，及出色的抗疲劳、断裂韧性等综合性能，已成为军民用燃气涡轮发动机热端部件不可替代的关键材料。

航空发动机的技术进步与高温合金的发展密切相关。高涡轮工作温度是当代先进航空发动机的最显著标志，提高涡轮工作温度是增加推力、提高发动机推重比的重要手段，而影响发动机涡轮前温度的首要因素就是涡轮叶片和涡轮盘的耐温水平。因此，发动机涡轮部件的设计者无一不是穷尽一切手段，追求应用承温能力更高的涡轮盘和叶片材料。同时，在飞行过程中喷气发动机的叶片还要能承受高达自身重量20 000倍的离心力，人们因此常常用“冰质调羹搅动热汤”来形容涡轮叶片在这种环境下面临的挑战。

先进高温合金正是为满足航空发动机对材料的需求而出现，并随发动机技术的进步而快速发展。其中，镍基单晶高温合金是在等轴晶和定向柱晶高温合金基础上发展起来的先进发动机叶片材料。与其他高温合金相比，镍基单晶高温合金具有更优异的综合性能，成为高推重比航空发动机的关键材料。据《中国航空报》报道，自20世纪80年代中期研制成功第一件单晶空心涡轮叶片以来，中航工业航材院为多种型号先进航空发动机提供了数万件单晶叶片，某些装配单晶涡轮叶片的发动机已翱翔于蓝天。

此外，粉末高温合金是用粉末冶金工艺制备的高温合金，是制造先进航空发动机涡轮盘不可或缺的关键材料。20世纪80年代，中航工业航材院开始研究粉末高温合金，经过20多年的发展，已研制成功第二代粉末高温合金，并应用于发动机用涡轮盘及导流盘，且性能水平达到国际同类合金的A级标准，实现了粉末高温合金盘件在高推重比航空发动机上的应用。

美国航空技术专家鲁本·约翰逊称，在发动机生产中，必须全部掌握最先进的高温合金、粉末冶金及单晶叶片技术。在中国“师从”的俄罗斯，有5家继承自苏联的大型航空发动机研究机构，其中就有一家专注于发动机材料研究，在俄罗斯的所有航空发动机项目中，热障涂层技术都是最关键的环节之一，这同样有赖于掌握先进材料的制造。但与英国的罗罗，美国的通用及普惠公司相比，尽管对应产品的综合性能相当，但俄制发动机仍然相对较重，采用的也并非最顶级材料，燃油消耗率更高，寿命更短。

3千亿砸向五代机动力

一些国外专家指出，中国在先进高温合金领域创造出了一批令人瞩目的研究成果，为先进航空发动机的发展奠定了坚实基础。美国军事专家吉伯·柯林斯宣称“中国WS-15发动机研发计划的存在表明，掌握制造本土研发的F119级别发动机（F-22采用）的能力，从而为歼20战斗机提供动力是中国的重中之重”。他认为，中国要制造出这种级别的发动机还需要5到10年。

不过柯林斯同时也指出，中国航空发动机工业的最大弱点在于涡轮叶片制造时的流程标准化，在地面测试和模拟飞行中，中国发动机经常面临叶片弯曲、破损等问题。“他们现在确实已经很接近F100-PW-100（F-15C采用）的水平。不过如果中国航空业不能完全掌握军用规格质量控制流程，他就很难制造出足够多的高质量发动机，从而真正降低中国对俄罗斯高性能发动机的依赖。”

柯林斯的观点在美国防务圈引起了争论。军事分析家理查德·阿布拉菲亚认为，中国要制造出与美国最先进发动机相媲美的产品，需要的时间远不止5到10年。“他们与F119、F135和F136的技术水平相去甚远。他们必须在材料、设计以及制造方面取得重大突破。等他们走到那一步时，西方又向前跨出了很远”。

然而，著名智库列克星敦研究所的武器专家洛伦·汤普森不同意这种看法，他表示：“美国学者和情报分析人士一再低估中国在经济和技术上取得进展的速度”。汤普森的理由是中国发动机制造商预计近期将投入1 000亿人民币的研发资金，到2015年可能还会提高至1 500亿人民币。路透社提供的数据更加惊人：接下来20年里，北京将在军用航空发动机领域投入多达3 000亿人民币（约490亿美元）。普惠公司为F-35“闪电II”战机研制F135发动机前后共投入约84亿美元。我们甚至可以据此认为，中国投入了可同时维持多款先进发动机研制的资金。而中国同时上马歼20与歼31两款五代隐身战机的事实，已经证明了中国航空工业同时管理多个未来大型科研项目的能力。

国产战机加速装“太行”

吉伯·柯林斯在相关文章中透露，目前中国正在学习如何实现WS-10型发动机的系列化生产，这种发动机正在为部分歼10、歼11及歼11B战机提供动力。虽然中国国内媒体报道称，目前生产的歼11B战机全部配备了国产发动机，但柯林斯认为，中国最近的航空发动机进口数量证明，解放军的战机仍严重依赖俄罗斯发动机。在中国最现代化的作战飞机中，由国产发动机提供动力的仅占20%。

美国国际战略评估中心的文章称，从2007年起中国开始出现新的歼11B单座多用途战斗机，早期产品采用的是俄罗斯AL-31F发动机，但后续生产的歼11B都采用了沈阳黎明公司生产的WS-10A“太行”发动机。根据2012年珠海航展上的相关人士透露，这种发动机的最大推力为12.5吨，比AL-31F略低。更重要的是，WS-10A的工作寿命等指标尚不及俄同类产品。在2010至2012年的3年时间里，沈阳黎明公司已经生产了266台“太行”，以保障歼11系列战斗机的生产。尽管中国方面自己也承认“太行”存在缺陷，但WS-10A的性能对于苏-27系列战斗机来说还是不错的。紧随其后，从2010年开始生产的双座型歼11BS战斗机也配备了WS-10A发动机。

到2012年，中国可能已生产了12架歼15舰载战斗机，都采用WS-10A发动机，2013年预计将再生产8架歼15。2012年11月3日，第一架双座型歼15BS战斗机首次曝光，同样采用WS-10A发动机。歼15BS很有可能被定位为专用的航母舰载教练机，也有可能与美国海军的EA-18G类似，被发展成航母舰载机中队专用的电子战飞机。

国际战略评估中心的文章还透露，到2020年，国产歼11B型战斗机的总生产量可能达到260多架，再加上大部分仍然服役的歼11A和苏-30，那么由沈飞生产的各种歼11系列和苏-30战斗机总数将达到约430架。所谓的“歼16”和歼15战斗机在加装了有源相控阵雷达，及更强劲的WS-10A改进型发动机后，预计将能够达到四代半战斗机的水平。

另外，虽然歼31的原型验证机可能采用的是俄罗斯RD-93涡轮风扇发动机，推力8.3吨，但是在2008年珠海航展上，中国一家发动机公司就披露了一款推力达到9.5吨的涡扇发动机模型，而且具备推力矢量技术。这种发动机可能是WS-13的后继改进项目，以俄罗斯RD-33/RD-93为基础。该发动机的研发进度可能比推力15吨的WS-15更快，据称WS-15主要是为歼20战斗机研制的。不过，中国目前还无力生产其未来国产大型运输机或加油机所需的大型高涵道比非加力涡扇发动机。（本文摘编自人民网）

责任编辑：王宏亮