俄罗斯航空发动机产业的涅槃之路

孙敏

与民用飞机产业一样，近年来俄罗斯航空发动机产业也在积极寻求在全球市场占有一席之地。但由于行业的特殊性，想在全球商用航空发动机市场占有一席之地就更可谓是“虎口夺食”。但普京上台之后，俄罗斯政府对于航空产业发展的支持力度是前所未有的，对于这一战略产业的定位也是十分清晰的。因此，与民用飞机产业相同，过去十多年，俄罗斯商用飞机产业也经历多轮整合，同时也有了以PD-14、PD-35为代表的产品系列化发展计划。如今，尽管复杂多变的国际形势对俄罗斯航空产业的发展造成了一定的负面影响，但对于曾经的老牌航空强国俄罗斯来说，其航空发动机产业的涅槃之路走得艰难，但又坚定。

铁腕推改革

1990年初，随着苏联解体，俄罗斯发动机产业进入“寒冬”，许多在研和预研项目被取消，一批国有航空发动机设计局和生产厂被民营资本和海外资本收购。这不仅直接导致了俄罗斯民用航空发动机产品几乎完全退出国际市场，更令人心痛的是大量的技术人才流失。直到普京上台后，宣布将航空产业作为国家战略产业，并进行大力扶持。随后在这位铁腕领导的直接推动下，俄罗斯航空工业开始了大刀阔斧的改革。作为航空工业最为重要的组成部分，俄罗斯国内的航空发动机产业也开始了真正的铁腕改革。

首先在普京政府的直接推动下，俄罗斯对国内所有发动机相关企业进行了第一轮整合，并在此期间成立了4家控股公司。分别是在莫斯科机械制造生产企业“礼炮”的基础上成立的“礼炮航空发动机联合体”;第二个是通过整合位于雷宾斯克的“土星”科研生产联合体、乌法的发动机生产联合体和彼尔姆的航空发动机股份公司中的国家股份成立的控股公司“留里卡-土星航空发动机联合体”;第三个控股公司是在克里莫夫股份公司的基础上，通过合并莫斯科的车尔尼雪夫工厂成立;第四个控股公司是在萨马拉航空发动机制造中心的基础上组建。这四家控股公司的成立标志着俄罗斯大型航空发动机研制单位和生产单位的联合，迈出了航空发动机产业改革的第一步。

随后2008年，在俄罗斯政府的主持和推动下，又将这4家企业的国有股份整合在一起，成立了联合发动机制造集团控股公司（ODK）。值得一提的是，在对发动机产业整合过程中，俄罗斯开始吸纳社会资本参与航空发动机产业的发展。2013年7月，ODK由最初的国家控股公司改为股份制公司，联合发动机制造集团控股公司更名为联合发动机制造集团股份公司。

在此之后，ODK又进一步推动了旗下多家企业的专业化整合。为了能够真正让各家企业发挥自身优势，同时避免在同一个项目上不同成员单位进行重复投资和恶意竞争，ODK对其成员单位进行了深层次的改革和持续的专业化剥离与重组。从2011年开始，ODK开始对行业内从事同样类型产品研发的企业进行了专业化剥离和整合，以求让每一家企业都能够更加专业地从事自己的优势项目。在专业化重组的基础上，ODK又根据不同的产品线，成立了4个发动机部，分别是军机发动机部、民用飞机发动机部、直升机发动机部和燃气轮机部。

在民用发动机部，土星科研生产联合体全权管理彼尔姆航空发动机股份公司和彼尔姆航空发动机制造厂，即这两家企业的民用航空发动机业务全部转移到了土星科研生产联合体。如今，土星已经成为了俄罗斯民用航空发动机的研发制造中心，业务涵盖产品全生命周期的各个环节。其中，公司的设计研发中心和生产制造基地已经从最初的雷宾斯克市，扩展到莫斯科市、圣彼得堡市、鄂木斯克市和彼尔姆市。

稳中求进的研发策略

在完成上述整合和重组之后，俄罗斯在时隔25年后，于2008年启动了第一款全新的民用发动机产品——PD-14的研制。随后项目进展较为顺利，2010年开始核心机试验，2012年开始验证机地面试验。2015年11月，PD-14在一架伊尔-76飞机上试飞成功。

对于这具有历史意义的一飞，普京是这样评价的，“这是20世纪80年代以来，俄罗斯航空发动机行业最重要的一件事，是俄罗斯航空发动机产业取得的重要突破和巨大成就。”2018年，在经过2年多的试验试飞后，俄罗斯联邦航空运输局为其颁发了型号合格证。2020年年末，装载PD-14发动机的MC-21飞机实现首飞。此次试飞不仅测试了飞机的稳定性、可控性，同时也测试了发动机的工作状态和其他系统功能，飞行时长1小时25分钟。

在这款飞机的研制中，有几个方面体现了俄罗斯的未雨绸缪。首先，这款发动机是为俄罗斯在研的MC-21飞机配套的发动机产品，并且实现了同步研制、领先取证的目标。

其次，俄罗斯还在同步推进这款发动机产品的批产能力建设和售后服务网络建设，为未来市场化运营做准备。例如，俄罗斯正在进行发动机产品支持中心的建设，以求实现未来对航空公司机队运营的全力支撑。

第三，俄罗斯从PD-14发动机的研发开始就已经有了系列化发展的思路。事实上，从PD-14发动机研制开始，俄罗斯就明确了在研制核心机的基础上，再发展适用于其他民用航空产品的动力装置。因此，在PD-14发动机之后，俄羅斯又通过缩小和放大核心机的方式推出了PD-8和PD-35发动机。

其中，PD-35是俄罗斯为其未来宽体客机所生产的动力装置。作为一款高推力大涵道比涡扇发动机，PD-35发动机起飞时推力可达33～40吨，是俄罗斯有史以来研制的推力最大的航空发动机。PD-35项目于2016年启动。根据计划，第一台PD-35发动机将配置于伊尔-96-400M飞机的双发型别，该机型原计划于2025年首飞。今年2月，俄罗斯方面表示，目前PD-35发动机的研发工作已接近完成，构型已经确定，正在进行18项关键技术研究。根据俄罗斯最新发布的研制时间表，PD-35发动机将于2023年中期开始地面试验，2025年开始飞行试验，2027年获得型号合格证。根据最新的公开信息显示，UEC旗下发动机设计公司Aviadvigatel和发动机制造公司彼尔姆发动机公司计划于2021年9月开展PD-35发动机燃气发生器的试验。同时，UEC还计划于2021年开展PD-35发动机俄制复材零部件的试验，其中包括复材风扇叶片，叶片将采用预浸料和三维编织两种工艺。

另一款在PD-14发动机基础上发展的PD-8发动机的研制也在稳步推进中。2020年7月，俄罗斯宣布正在为SSJ-100飞机研制国产的PD-8发动机，并计划于2023年完成型号认证工作。未来，PD-8发动机将替代SSJ-100发动机所使用的SaM146发动机。目前，已经投入市场运营多年的SSJ-100一直被市场所诟病的主要问题就包括发动机问题所导致的长时间停场。因此，俄罗斯寄希望于通过为飞机替换PD-8发动机来解决这一顽疾。

除此之外，由于俄罗斯还在推进其涡桨飞机项目，因此相应的发动机研制工作也在进行。相比MC-21和SSJ-100，以伊尔114-300为代表的俄罗斯涡桨飞机的研制所受到的关注度并不高。或许是因为涡桨飞机的市场潜力有限，俄罗斯政府在资金上的支持力度也并不大。目前用于伊尔114-300涡桨飞机的发动机为TV7-117系列发动机。由于这款发动机的研发始于苏联时期，尽管后期进行了一定的改良，但是发动机的性能依旧难以满足需求。因此，不少购买伊尔114-300飞机的客户都选装了普惠公司的PW127M发动机作为动力装置。2020年，为了进一步提升伊尔114-300飞机的性能，俄罗斯工贸部划拨了资金用于该项目的改进优化，但客观来看，有限的项目资金恐怕很难解决发动机存在的问题。因此，未来俄罗斯涡桨飞机项目发展的主要难题或将来自于发动机产品。

探索新型动力装置

除了稳步推进传统航空发动机产品之外，近年来俄罗斯还在积极探索电动飞行动力装置的研发。

目前，主要推动电动飞机动力装置的研究机构有俄中央空气流体动力研究所下属的国家科研中心。该中心曾向媒体表示，研制电动飞机的重中之重是生产可靠的动力装置。因此，该中心计划分两步实现电动飞机动力系统的研制。首先是研制出由电动机和燃气涡轮发动机组成的混合动力装置，由涡轮发动机带动发电机工作，由电动机驱动螺旋桨;或者使用大容量电池，在需要时让电动机和内燃机动力系统交替工作，这样还有助于延长内燃机的寿命。第二阶段则是研制纯电航空动力系统，能让载有9～19名乘客的电动飞机实现安全飞行。同时，该研究中心还表示，目前已着手试验的航空电动机的主要特点是使用高温超导体，以解决提高航空电动机功率时所遇到的物理难题。

除此之外，还有一些其他的俄罗斯航空企业也在进行电动飞机动力装置的研发。2020年，俄罗斯表示正在为計划于今年推出的“电动飞机SU-2020”国家级研究项目研发相应的混合动力装置。目前俄罗斯中央航空发动机研究院主要负责相关的研制工作。相关试验计划在2021～2023年间进行，俄罗斯西伯利亚航空研究院将负责发动机的试验工作。早在2019年，西伯利亚航空研究院曾成功研制了一款混合动力装置的电动机。2020年来自新西伯利亚、乌法国立航空技术大学以及Superox公司的专家开始为雅克-40飞机配备该型电动机。

今年2月，西伯利亚航空研究院在雅克-40飞机上开启了世界首台电动航空发动机试验，电动机功率达到500千瓦。试验过程中，专家进行了发动机开机和飞机全系统开机试验，并观察了发动机正常工作时的状态。雅克-40在接通电源之后，开始在跑道上“试跑”。在此过程中，研发人员对飞机运行时系统的工作情况进行了观察，并对电动发动机与飞机设备的协调性进行了校对。目前，包括空客、西门子等在内的企业已经表示有意与俄罗斯在电动飞机动力装置方面进行合作。

从传统飞机发动机到创新的电动飞行动力装置，俄罗斯在航空动力装置领域的发展正呈现出良好的发展态势。尽管国际形势风云变幻，但俄罗斯发展民族航空工业的态度坚定。从这个角度来看，未来俄罗斯航空工业的发展前景可期。