在強大資金投入的推動下，中國航空發(fā)動機在材料、設(shè)計、工藝等方面已取得重大突破，并引起國內(nèi)外媒體高度關(guān)注。本文摘編自國內(nèi)權(quán)威媒體報道，本刊刊發(fā)此文并不表示同意其中觀點，亦非證實所述內(nèi)容，僅供有興趣的讀者及專業(yè)工作者參考。

近日，《中國航空報》透露了一條重要消息——中國在先進高溫合金領(lǐng)域取得重大成果。在世界先進發(fā)動機研制中，高溫合金材料用量已占到發(fā)動機總重的40%至60%。因此高溫合金材料也被譽為“先進發(fā)動機基石”。無獨有偶，西方多家媒體近日也刊文宣稱，中國未來用于軍用航空發(fā)動機的研發(fā)資金高達3 000億人民幣，相關(guān)研制單位正在多款先進渦扇發(fā)動機項目中齊頭并進。美國軍事專家據(jù)此認(rèn)為，中國很可能會在5到10年時間里量產(chǎn)足以為殲20提供真正五代機性能的強大發(fā)動機。

如果真的解決了先進發(fā)動機問題，那么中國航空工業(yè)將迎來真正的井噴，而航空發(fā)動機過去一直是制約中國戰(zhàn)斗機研制和批量裝備的最大障礙。

600攝氏度與2萬倍離心力

高溫合金是一種能夠在600攝氏度以上及一定應(yīng)力條件下長期工作的金屬材料，具有優(yōu)異的高溫強度，良好的抗氧化和抗腐蝕性能，及出色的抗疲勞、斷裂韌性等綜合性能，已成為軍民用燃?xì)鉁u輪發(fā)動機熱端部件不可替代的關(guān)鍵材料。

航空發(fā)動機的技術(shù)進步與高溫合金的發(fā)展密切相關(guān)。高渦輪工作溫度是當(dāng)代先進航空發(fā)動機的最顯著標(biāo)志，提高渦輪工作溫度是增加推力、提高發(fā)動機推重比的重要手段，而影響發(fā)動機渦輪前溫度的首要因素就是渦輪葉片和渦輪盤的耐溫水平。因此，發(fā)動機渦輪部件的設(shè)計者無一不是窮盡一切手段，追求應(yīng)用承溫能力更高的渦輪盤和葉片材料。同時，在飛行過程中噴氣發(fā)動機的葉片還要能承受高達自身重量20 000倍的離心力，人們因此常常用“冰質(zhì)調(diào)羹攪動熱湯”來形容渦輪葉片在這種環(huán)境下面臨的挑戰(zhàn)。

先進高溫合金正是為滿足航空發(fā)動機對材料的需求而出現(xiàn)，并隨發(fā)動機技術(shù)的進步而快速發(fā)展。其中，鎳基單晶高溫合金是在等軸晶和定向柱晶高溫合金基礎(chǔ)上發(fā)展起來的先進發(fā)動機葉片材料。與其他高溫合金相比，鎳基單晶高溫合金具有更優(yōu)異的綜合性能，成為高推重比航空發(fā)動機的關(guān)鍵材料。據(jù)《中國航空報》報道，自20世紀(jì)80年代中期研制成功第一件單晶空心渦輪葉片以來，中航工業(yè)航材院為多種型號先進航空發(fā)動機提供了數(shù)萬件單晶葉片，某些裝配單晶渦輪葉片的發(fā)動機已翱翔于藍天。

此外，粉末高溫合金是用粉末冶金工藝制備的高溫合金，是制造先進航空發(fā)動機渦輪盤不可或缺的關(guān)鍵材料。20世紀(jì)80年代，中航工業(yè)航材院開始研究粉末高溫合金，經(jīng)過20多年的發(fā)展，已研制成功第二代粉末高溫合金，并應(yīng)用于發(fā)動機用渦輪盤及導(dǎo)流盤，且性能水平達到國際同類合金的A級標(biāo)準(zhǔn)，實現(xiàn)了粉末高溫合金盤件在高推重比航空發(fā)動機上的應(yīng)用。

美國航空技術(shù)專家魯本·約翰遜稱，在發(fā)動機生產(chǎn)中，必須全部掌握最先進的高溫合金、粉末冶金及單晶葉片技術(shù)。在中國“師從”的俄羅斯，有5家繼承自蘇聯(lián)的大型航空發(fā)動機研究機構(gòu)，其中就有一家專注于發(fā)動機材料研究，在俄羅斯的所有航空發(fā)動機項目中，熱障涂層技術(shù)都是最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)之一，這同樣有賴于掌握先進材料的制造。但與英國的羅羅，美國的通用及普惠公司相比，盡管對應(yīng)產(chǎn)品的綜合性能相當(dāng)，但俄制發(fā)動機仍然相對較重，采用的也并非最頂級材料，燃油消耗率更高，壽命更短。

3千億砸向五代機動力

一些國外專家指出，中國在先進高溫合金領(lǐng)域創(chuàng)造出了一批令人矚目的研究成果，為先進航空發(fā)動機的發(fā)展奠定了堅實基礎(chǔ)。美國軍事專家吉伯·柯林斯宣稱“中國WS-15發(fā)動機研發(fā)計劃的存在表明，掌握制造本土研發(fā)的F119級別發(fā)動機（F-22采用）的能力，從而為殲20戰(zhàn)斗機提供動力是中國的重中之重”。他認(rèn)為，中國要制造出這種級別的發(fā)動機還需要5到10年。

不過柯林斯同時也指出，中國航空發(fā)動機工業(yè)的最大弱點在于渦輪葉片制造時的流程標(biāo)準(zhǔn)化，在地面測試和模擬飛行中，中國發(fā)動機經(jīng)常面臨葉片彎曲、破損等問題?！八麄儸F(xiàn)在確實已經(jīng)很接近F100-PW-100（F-15C采用）的水平。不過如果中國航空業(yè)不能完全掌握軍用規(guī)格質(zhì)量控制流程，他就很難制造出足夠多的高質(zhì)量發(fā)動機，從而真正降低中國對俄羅斯高性能發(fā)動機的依賴?！?/p>

柯林斯的觀點在美國防務(wù)圈引起了爭論。軍事分析家理查德·阿布拉菲亞認(rèn)為，中國要制造出與美國最先進發(fā)動機相媲美的產(chǎn)品，需要的時間遠(yuǎn)不止5到10年?！八麄兣cF119、F135和F136的技術(shù)水平相去甚遠(yuǎn)。他們必須在材料、設(shè)計以及制造方面取得重大突破。等他們走到那一步時，西方又向前跨出了很遠(yuǎn)”。

然而，著名智庫列克星敦研究所的武器專家洛倫·湯普森不同意這種看法，他表示：“美國學(xué)者和情報分析人士一再低估中國在經(jīng)濟和技術(shù)上取得進展的速度”。湯普森的理由是中國發(fā)動機制造商預(yù)計近期將投入1 000億人民幣的研發(fā)資金，到2015年可能還會提高至1 500億人民幣。路透社提供的數(shù)據(jù)更加驚人：接下來20年里，北京將在軍用航空發(fā)動機領(lǐng)域投入多達3 000億人民幣（約490億美元）。普惠公司為F-35“閃電II”戰(zhàn)機研制F135發(fā)動機前后共投入約84億美元。我們甚至可以據(jù)此認(rèn)為，中國投入了可同時維持多款先進發(fā)動機研制的資金。而中國同時上馬殲20與殲31兩款五代隱身戰(zhàn)機的事實，已經(jīng)證明了中國航空工業(yè)同時管理多個未來大型科研項目的能力。

國產(chǎn)戰(zhàn)機加速裝“太行”

吉伯·柯林斯在相關(guān)文章中透露，目前中國正在學(xué)習(xí)如何實現(xiàn)WS-10型發(fā)動機的系列化生產(chǎn)，這種發(fā)動機正在為部分殲10、殲11及殲11B戰(zhàn)機提供動力。雖然中國國內(nèi)媒體報道稱，目前生產(chǎn)的殲11B戰(zhàn)機全部配備了國產(chǎn)發(fā)動機，但柯林斯認(rèn)為，中國最近的航空發(fā)動機進口數(shù)量證明，解放軍的戰(zhàn)機仍嚴(yán)重依賴俄羅斯發(fā)動機。在中國最現(xiàn)代化的作戰(zhàn)飛機中，由國產(chǎn)發(fā)動機提供動力的僅占20%。

美國國際戰(zhàn)略評估中心的文章稱，從2007年起中國開始出現(xiàn)新的殲11B單座多用途戰(zhàn)斗機，早期產(chǎn)品采用的是俄羅斯AL-31F發(fā)動機，但后續(xù)生產(chǎn)的殲11B都采用了沈陽黎明公司生產(chǎn)的WS-10A“太行”發(fā)動機。根據(jù)2012年珠海航展上的相關(guān)人士透露，這種發(fā)動機的最大推力為12.5噸，比AL-31F略低。更重要的是，WS-10A的工作壽命等指標(biāo)尚不及俄同類產(chǎn)品。在2010至2012年的3年時間里，沈陽黎明公司已經(jīng)生產(chǎn)了266臺“太行”，以保障殲11系列戰(zhàn)斗機的生產(chǎn)。盡管中國方面自己也承認(rèn)“太行”存在缺陷，但WS-10A的性能對于蘇-27系列戰(zhàn)斗機來說還是不錯的。緊隨其后，從2010年開始生產(chǎn)的雙座型殲11BS戰(zhàn)斗機也配備了WS-10A發(fā)動機。

到2012年，中國可能已生產(chǎn)了12架殲15艦載戰(zhàn)斗機，都采用WS-10A發(fā)動機，2013年預(yù)計將再生產(chǎn)8架殲15。2012年11月3日，第一架雙座型殲15BS戰(zhàn)斗機首次曝光，同樣采用WS-10A發(fā)動機。殲15BS很有可能被定位為專用的航母艦載教練機，也有可能與美國海軍的EA-18G類似，被發(fā)展成航母艦載機中隊專用的電子戰(zhàn)飛機。

國際戰(zhàn)略評估中心的文章還透露，到2020年，國產(chǎn)殲11B型戰(zhàn)斗機的總生產(chǎn)量可能達到260多架，再加上大部分仍然服役的殲11A和蘇-30，那么由沈飛生產(chǎn)的各種殲11系列和蘇-30戰(zhàn)斗機總數(shù)將達到約430架。所謂的“殲16”和殲15戰(zhàn)斗機在加裝了有源相控陣?yán)走_，及更強勁的WS-10A改進型發(fā)動機后，預(yù)計將能夠達到四代半戰(zhàn)斗機的水平。

另外，雖然殲31的原型驗證機可能采用的是俄羅斯RD-93渦輪風(fēng)扇發(fā)動機，推力8.3噸，但是在2008年珠海航展上，中國一家發(fā)動機公司就披露了一款推力達到9.5噸的渦扇發(fā)動機模型，而且具備推力矢量技術(shù)。這種發(fā)動機可能是WS-13的后繼改進項目，以俄羅斯RD-33/RD-93為基礎(chǔ)。該發(fā)動機的研發(fā)進度可能比推力15噸的WS-15更快，據(jù)稱WS-15主要是為殲20戰(zhàn)斗機研制的。不過，中國目前還無力生產(chǎn)其未來國產(chǎn)大型運輸機或加油機所需的大型高涵道比非加力渦扇發(fā)動機。（本文摘編自人民網(wǎng)）

責(zé)任編輯：王宏亮