2018年6月，日本石川島播磨重工（IHI）向日本防衛(wèi)省交付了日本自主研制的XF9-1發(fā)動機(jī)原型機(jī),引發(fā)了廣泛的關(guān)注和好奇。通過研究日本航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展歷程和現(xiàn)狀，可以發(fā)現(xiàn)，日本在航空發(fā)動機(jī)領(lǐng)域今日所取得的成就，并非一蹴而就，而是有雄厚的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)作為支撐的。

日本航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)的復(fù)蘇

1945年，第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束，日本作為戰(zhàn)敗國，其軍事裝備工業(yè)被取締。在航空方面，日本被禁止從事航空產(chǎn)品的研發(fā)和制造，航空工業(yè)被迫解體，企業(yè)轉(zhuǎn)產(chǎn)，人員分流。1952年《舊金山條約》簽署生效，禁令被解除，日本航空工業(yè)的發(fā)展有了新的轉(zhuǎn)機(jī)。

對于航空工業(yè)這樣的高科技領(lǐng)域，廠房等硬件設(shè)施的建設(shè)可以很快恢復(fù)，但熟練的產(chǎn)業(yè)工人及深厚的航空文化底蘊(yùn)等軟實(shí)力卻不是短期就能速成的。日本航空工業(yè)的發(fā)展雖然有7年的空白期，但此前的熟練工人仍可重操舊業(yè)，甚至不存在明顯的技術(shù)人員斷層問題。因此，日本一旦獲得發(fā)展機(jī)會，其航空工業(yè)就迅速恢復(fù)。例如，三菱重工在戰(zhàn)后就保留了大量的航空技術(shù)人員，因?yàn)槿庵毓ふJ(rèn)為，航空是國家防衛(wèi)的原動力，而且重視人才是其一貫傳統(tǒng)，也因此在軍事工業(yè)解禁后，三菱重工迅速成為日本第一大軍工企業(yè)。

財(cái)閥猶存

日本戰(zhàn)敗后，盟軍認(rèn)識到日本強(qiáng)大的財(cái)閥和裝備工業(yè)是推動和支撐日本走向軍事擴(kuò)張的重要力量，因此在1945年發(fā)表的《中美英三國促令日本投降之波茲坦公告》第11條規(guī)定：禁止可以使日本重新武裝作戰(zhàn)之工業(yè)。美國負(fù)責(zé)日本戰(zhàn)后賠償?shù)娜珯?quán)代表鮑萊更是指出：“財(cái)閥是日本最大的戰(zhàn)爭潛力?！?947年，美國占領(lǐng)軍公布并實(shí)施了《禁止壟斷法》和《經(jīng)濟(jì)力量過度集中排除法》，指定拆除的公司為580家，其中包括了赫赫有名的飛機(jī)和發(fā)動機(jī)制造商三菱重工。三菱重工被拆分成了三家，包括東日本重工、中日本重工和西日本重工。隨著朝鮮戰(zhàn)爭爆發(fā)，美國對日本的政策從最初的摧毀轉(zhuǎn)向扶持。1948—1949年，實(shí)際被拆散的公司只有18家，而且在指定拆除的名單中并沒有涉及銀行，雖然財(cái)閥家族被處理，財(cái)閥企業(yè)被拆散，但是銀行的經(jīng)濟(jì)實(shí)力卻被保存了下來，使得這些企業(yè)日后得以有機(jī)會以資本紐帶再次集結(jié)起來，并奠定了戰(zhàn)后財(cái)閥復(fù)興的基礎(chǔ)。事實(shí)上，此后包括三菱重工在內(nèi)的曾經(jīng)被拆散的財(cái)閥又紛紛復(fù)合。此后發(fā)展壯大起來的三菱、川崎、石川島播磨、富士等重工企業(yè)全是二戰(zhàn)前的財(cái)閥，不過是改頭換面而已，這些財(cái)閥后來又重新成為日本裝備工業(yè),包括航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)的核心力量。

寓軍于民

二戰(zhàn)以后，日本受“和平憲法”制約，不能擁有核潛艇、航空母艦等進(jìn)攻性的武器裝備，只能保有自衛(wèi)所需的裝備，但在政府的大力扶植下，依賴其雄厚的工業(yè)基礎(chǔ)和先進(jìn)技術(shù)，建立了寓軍于民的軍事工業(yè)體系，而寓軍于民的策略也是戰(zhàn)后日本發(fā)展航空發(fā)動機(jī)等裝備制造業(yè)的重要策略。日本通過優(yōu)先發(fā)展民用航空向軍工技術(shù)進(jìn)行滲透，將巨大的軍事應(yīng)用潛力藏于民用產(chǎn)品和技術(shù)之中。當(dāng)然，從企業(yè)的角度看，生產(chǎn)軍工產(chǎn)品利潤并不高，僅為5%～8%。為了鼓勵和維持企業(yè)生產(chǎn)防務(wù)產(chǎn)品的積極性，日本防衛(wèi)省對擁有軍工生產(chǎn)能力的企業(yè)提供長期穩(wěn)定的訂貨和項(xiàng)目支持，保證防務(wù)產(chǎn)業(yè)資金的穩(wěn)定性，從而規(guī)避了市場波動的影響。因此，日本政府從國家的角度在政策和資金上確保了民營軍工企業(yè)自主研發(fā)、穩(wěn)定生產(chǎn)軍品的動力，帶動企業(yè)長期有效地為日本的國土防衛(wèi)服務(wù)。

與之對應(yīng)的就是日本軍工企業(yè)的軍工依存度普遍較低，大部分的技術(shù)拓展都借助民用技術(shù)的開發(fā)和發(fā)展，三菱重工、川崎重工、富士重工、石川島播磨重工等無不如此。而且日本的航空航天企業(yè)，乃至其他軍工企業(yè)，工廠和制造車間沒有嚴(yán)格地區(qū)分軍用和民用，軍民用航空產(chǎn)品往往是在同一個工廠生產(chǎn)出來的。因此，從戰(zhàn)爭角度看，日本企業(yè)擁有強(qiáng)大的戰(zhàn)爭潛力，一旦發(fā)生戰(zhàn)爭，這些企業(yè)靈活的軍民技術(shù)之間可迅速轉(zhuǎn)換，形成強(qiáng)大的國防產(chǎn)能。

政策支持

日本對航空工業(yè)一貫采取政策上的支持和保護(hù)。1952年航空工業(yè)剛恢復(fù)，日本政府就制定了《航空工業(yè)企業(yè)法》，采取了一系列保護(hù)和優(yōu)惠政策。1958年，航空工業(yè)從仿制轉(zhuǎn)向自行研制，政府頒布了《航空工業(yè)振興法》。到了20世紀(jì)80年代中期，當(dāng)日本航空工業(yè)開展國際合作研制時，政府又于1986年制定了《航空工業(yè)振興法修正案》。其中規(guī)定日本航空企業(yè)參與國際合作項(xiàng)目所承擔(dān)的研制費(fèi)用，由政府負(fù)擔(dān)55%（名為開發(fā)補(bǔ)助費(fèi)），其余45%中的70%可從日本開發(fā)銀行獲得低息貸款，同時政府給予貼息。正如所述，日本政府對航空研究發(fā)展工作給予了很大的支持，但是日本航空工業(yè)界仍然認(rèn)為，其資助額距離發(fā)展的需要以及比歐美航空發(fā)達(dá)國家對航空工業(yè)資助有很大差距，因此呼吁政府給予更有力的支持。

日本軍方使用的主要是國內(nèi)許可證生產(chǎn)的、自行設(shè)計(jì)制造的或與國際合作的軍用飛機(jī)和發(fā)動機(jī)，即使國內(nèi)生產(chǎn)的飛機(jī)和發(fā)動機(jī)產(chǎn)品比進(jìn)口產(chǎn)品昂貴得多，也堅(jiān)持這一策略，如表1和表2所示，即便對當(dāng)今最先進(jìn)的戰(zhàn)斗機(jī)也是如此。按當(dāng)初的約定，日本從美國洛馬公司采購的42架F-35A，只有4架由洛馬公司生產(chǎn)，另外38架都是在日本國內(nèi)組裝，由三菱重工小牧南工廠承擔(dān)這一任務(wù)。

表1 日本許可證生產(chǎn)的軍用航空發(fā)動機(jī)

國際合作

1981年，石川島播磨重工與三菱重工、川崎重工共同組建日本航空發(fā)動機(jī)協(xié)會（JAEC）。作為一個非營利性的財(cái)團(tuán)法人組織，JAEC旨在推進(jìn)日本民用航空發(fā)動機(jī)的發(fā)展，主要是協(xié)調(diào)日本航空發(fā)動機(jī)制造商參與民用航空國際合作項(xiàng)目，并代表日本發(fā)動機(jī)制造商與國外企業(yè)建立技術(shù)合作關(guān)系，獲得的發(fā)動機(jī)技術(shù)合作項(xiàng)目再在日本國內(nèi)進(jìn)行分工合作。日本這三家主要的發(fā)動機(jī)生產(chǎn)商形成了一個整體，既集中了各家優(yōu)勢，又避免了本國企業(yè)在承擔(dān)國際合作任務(wù)時相互競爭，集中力量對外時承擔(dān)國際合作任務(wù)的能力也更強(qiáng)，如今已成為世界領(lǐng)先的發(fā)動機(jī)制造商GE、普惠、羅羅等公司的一級供應(yīng)商，穩(wěn)居世界民用航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)鏈上端，并已形成自己的技術(shù)優(yōu)勢，以風(fēng)險(xiǎn)合作形式參與國際合作，甚至在參與研制的新型發(fā)動機(jī)上擁有一定的股份。

國際合作一直是日本航空工業(yè)發(fā)展的重要路徑。1952年，對日本航空工業(yè)的封鎖解除后，一開始是修理美國在朝鮮戰(zhàn)場被擊傷的飛機(jī)。從1954年開始，日本認(rèn)為應(yīng)該建立完整的航空工業(yè)體系，于是購買美歐專利進(jìn)行許可證生產(chǎn)，仿制國外產(chǎn)品。從20世紀(jì)60年代開始，日本開始轉(zhuǎn)向民用航空轉(zhuǎn)包和合作研制，成為波音、空客、巴航工業(yè)、龐巴迪、GE、普惠、羅羅等公司的供應(yīng)商。最初日本航空企業(yè)只是簡單地承接轉(zhuǎn)包生產(chǎn)，之后逐漸過渡到風(fēng)險(xiǎn)合作，成為國外制造商的穩(wěn)定供應(yīng)商，甚至成為一些零部件的永久供應(yīng)商，承擔(dān)的研制任務(wù)份額也逐漸增多。例如，日本在波音767飛機(jī)上只承擔(dān)了15%的工作份額，而到波音787則上升到了35%。

在發(fā)動機(jī)方面，開始還只是承擔(dān)低壓部件和一些非核心部件，之后就過渡到參與核心機(jī)部件研制。例如，石川島播磨重工在GP7200、GEnx發(fā)動機(jī)上承擔(dān)了高壓壓氣機(jī)葉片研制任務(wù)，而三菱重工在遄達(dá)1000、遄達(dá) XWB 、PW1100G-JM等發(fā)動機(jī)上承擔(dān)了燃燒室模塊的研制任務(wù)。在波音787項(xiàng)目上，日本投入30億美元的研發(fā)資金，其中石川島播磨重工為波音787飛機(jī)發(fā)動機(jī)投入了3.5億美元的研發(fā)資金。

日本航空發(fā)動機(jī)企業(yè)

日本主要的航空發(fā)動機(jī)制造企業(yè)有3家，分別是石川島播磨重工（IHI）、三菱重工（MHI）和川崎重工（KHI）。

石川島播磨重工

石川島播磨重工是日本一家綜合性企業(yè)集團(tuán)，業(yè)務(wù)涵蓋航空、航天、能源、船舶、機(jī)械、物流等領(lǐng)域。該企業(yè)成立于1853年，最初是江戶川石川島創(chuàng)建的官辦造船所，長期從事造船業(yè)。歷經(jīng)近100年的發(fā)展變遷后，于1945年6月建立石川島播磨重工業(yè)公司，1945年8月二戰(zhàn)快結(jié)束前制造并交付了5臺Ne-20噴氣發(fā)動機(jī)，用于裝備日本海軍的橘花改自殺特攻飛機(jī)，開始進(jìn)入航空發(fā)動機(jī)領(lǐng)域。戰(zhàn)后石川島播磨重工于1957年成立航空發(fā)動機(jī)事業(yè)部，先后主導(dǎo)或參與研制日本自行開發(fā)的JR100發(fā)動機(jī)、JR220發(fā)動機(jī)、FJR710民用渦扇發(fā)動機(jī)、F3軍用渦扇發(fā)動機(jī)、F7-10大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)等。

2000年7月，IHI航空航天公司成立，該子公司主要從事航空航天產(chǎn)品包括發(fā)動機(jī)的設(shè)計(jì)、制造與銷售。值得一提的是，IHI是戰(zhàn)后日本主要的航空發(fā)動機(jī)制造商，承擔(dān)了日本60%～70%的航空發(fā)動機(jī)研制生產(chǎn)任務(wù)，也參與了大量的民用航空發(fā)動機(jī)國際合作項(xiàng)目（見表3）。日本軍用航空發(fā)動機(jī)幾乎都由它作為主承包商進(jìn)行許可證生產(chǎn)。

表3 石川島播磨重工的民用航空發(fā)動機(jī)國際合作業(yè)務(wù)

三菱重工

三菱重工是一家多元化發(fā)展的企業(yè)集團(tuán)，最初是源于1884年成立的長崎造船所。特別值得一提的是，長崎造船所自誕生以來一直都是日本主要的軍艦生產(chǎn)基地，二戰(zhàn)時曾建造過武藏號戰(zhàn)列艦，這也是人類歷史上最大的戰(zhàn)列艦之一，130余年后的今天，這個造船所仍然是日本主力戰(zhàn)艦制造基地之一。1917年，三菱重工開始涉足航空，最初從事的與航空有關(guān)的業(yè)務(wù)就是制造航空發(fā)動機(jī)，從試制法國雷諾公司的航空發(fā)動機(jī)起步，直到二戰(zhàn)結(jié)束，三菱重工都是日本最重要的航空發(fā)動機(jī)和飛機(jī)制造商。而后來的發(fā)動機(jī)領(lǐng)導(dǎo)企業(yè)石川島播磨重工是1945年二戰(zhàn)快結(jié)束才進(jìn)入航空發(fā)動機(jī)領(lǐng)域。三菱重工除大量參與民用航空發(fā)動機(jī)國際合作業(yè)務(wù)（見表4），還于20世紀(jì)90年代自行研制了MG5渦軸發(fā)動機(jī)，配裝三菱重工自行研制的MH-2000直升機(jī)。

川崎重工

川崎重工最初也是一家造船所，成立于1896年，1919年開始進(jìn)入飛機(jī)制造業(yè)。二戰(zhàn)后，1953年重新開始飛機(jī)制造業(yè)務(wù)，也同時開展航空發(fā)動機(jī)研制。在航空領(lǐng)域，川崎重工以直升機(jī)為主，同時生產(chǎn)教練機(jī)、運(yùn)輸機(jī)、反潛巡邏機(jī)，維修E-767和E-2C預(yù)警機(jī)，也生產(chǎn)F-2戰(zhàn)斗機(jī)和民用飛機(jī)部件，并生產(chǎn)C-1/P-1軍用運(yùn)輸機(jī)。川崎重工從事航空發(fā)動機(jī)研制與生產(chǎn)業(yè)務(wù)的工廠是明石工廠和明神工廠。明石工廠的業(yè)務(wù)包括噴氣發(fā)動機(jī)、飛機(jī)傳動系統(tǒng)、摩托車、機(jī)器人，而明神工廠的主要業(yè)務(wù)則是噴氣發(fā)動機(jī)和燃?xì)鉁u輪部件，川崎重工也參與了大量民用航空發(fā)動機(jī)國際合作任務(wù)（見表5）。

表4 三菱重工的民用航空發(fā)動機(jī)國際合作業(yè)務(wù)

表5 川崎重工的民用航空發(fā)動機(jī)國際合作業(yè)務(wù)

日本航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)能力

日本航空發(fā)動機(jī)制造商能夠成為世界領(lǐng)先航空企業(yè)的一級供應(yīng)商，參與當(dāng)今世界最先進(jìn)民用航空發(fā)動機(jī)的研制，是日本國內(nèi)包括先進(jìn)材料在內(nèi)的航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)能力的集中體現(xiàn)。日本參與國際合作承擔(dān)的研制任務(wù)包括了風(fēng)扇葉片、低壓壓氣機(jī)、低壓渦輪、風(fēng)扇機(jī)匣、渦輪機(jī)匣、齒輪箱這類冷端部件，以及燃燒室這類熱端部件，其相應(yīng)的研發(fā)能力都處于世界前列。雖然日本承擔(dān)的國際合作任務(wù)沒有覆蓋整臺發(fā)動機(jī)的各個模塊，但日本其實(shí)有發(fā)動機(jī)整機(jī)研制的經(jīng)驗(yàn)和能力，F(xiàn)3、F7-10、TS-1、MG5等發(fā)動機(jī)皆是已經(jīng)投入使用的自主研制產(chǎn)品。

此外，眾所周知，日本在材料領(lǐng)域技術(shù)實(shí)力非常強(qiáng)大，高溫合金、陶瓷基復(fù)合材料（CMC）、碳纖維復(fù)合材料、樹脂基復(fù)合材料等，都實(shí)力不凡，特別是陶瓷基復(fù)合材料，是SiC/SiC復(fù)合的材料，是一種極具前景的發(fā)動機(jī)新材料，用在發(fā)動機(jī)渦輪葉片上能提高渦輪前溫度，GE公司也正在努力將其應(yīng)用到發(fā)動機(jī)的各種部件。SiC纖維是SiC/SiC陶瓷基復(fù)合材料的上游產(chǎn)品，目前僅日本和美國能批量提供SiC纖維，而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化、產(chǎn)能達(dá)百噸級的僅有日本碳素公司和日本宇部興產(chǎn)株式會社。2012年GE公司還曾與賽峰集團(tuán)共同發(fā)布聯(lián)合日本碳素公司合資成立NGS公司，生產(chǎn)和銷售Nicalon品牌SiC纖維。日本對外宣傳XF9-1渦扇發(fā)動機(jī)時，也重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)其采用了日本獨(dú)立研發(fā)的陶瓷基復(fù)合材料以提高渦輪前溫度，使渦輪前溫度達(dá)到1800℃。

日本航空發(fā)動機(jī)研制能力

二戰(zhàn)以后，日本自主研制的航空發(fā)動機(jī)型號稀少，如前所述，只有寥寥幾型 ，其型號研制經(jīng)驗(yàn)與航空強(qiáng)國、大國相比或有不足，但日本的研制經(jīng)驗(yàn)和能力一直在增強(qiáng)。1973年，日本IHI開始研制XF3發(fā)動機(jī)作為T-4教練機(jī)的動力，1987年F3發(fā)動機(jī)正式服役，最大推力為16.7kN。隨后，XF3發(fā)動機(jī)的改進(jìn)型XF3-400技術(shù)驗(yàn)證機(jī)進(jìn)一步將推力增大到33.3 kN，并利用XF3-400進(jìn)行了二維推力矢量技術(shù)驗(yàn)證，使得日本成為當(dāng)時少數(shù)掌握推力矢量技術(shù)的國家。進(jìn)入20世紀(jì)90年代，日本又開始50kN級發(fā)動機(jī)XF5的研制，其目標(biāo)就是向美國的四代機(jī)看齊，連結(jié)構(gòu)都采用了與美國F119發(fā)動機(jī)相似的布局，之后研制出的XF5-1發(fā)動機(jī)驗(yàn)證機(jī)用于ATD-X“心神”技術(shù)驗(yàn)證機(jī)。據(jù)2014年日本防衛(wèi)省技術(shù)研究所公布的數(shù)據(jù)，XF5-1發(fā)動機(jī)質(zhì)量為644kg，不開加力推力為50kN，不加力推重比為7.8。與之相比，美國F119雖然最大推重比為10.7，但不加力推重比只有7.2；美國F135是迄今為止推力最大的戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動機(jī)，質(zhì)量為1670kg，不加力推力為128.1kN，最大推力為191.3kN，不加力推重比為7.6，最大推重比為11.5?？梢奨F5-1發(fā)動機(jī)的不加力推重比竟在F119和F135之上。雖然部分技術(shù)參數(shù)不能代表發(fā)動機(jī)的全部性能，但可以反映出日本航空發(fā)動機(jī)的技術(shù)實(shí)力不容小覷。目前引人矚目的XF9-1發(fā)動機(jī)的研制則可追溯到2010年防衛(wèi)裝備廳提出的“下一代發(fā)動機(jī)主要部件研制”計(jì)劃，IHI已于2010年開始發(fā)動機(jī)核心機(jī)部件的相關(guān)研究；2013年，IHI開始發(fā)動機(jī)核心機(jī)研制；2017年6月，IHI向防衛(wèi)裝備廳移交了核心機(jī)；2018年6月，IHI向防衛(wèi)裝備廳移交了XF9-1發(fā)動機(jī)原型機(jī)。XF9-1發(fā)動機(jī)不加力推力為107.8kN（11t）以上，加力推力為147kN（15 t）以上，渦輪前溫度為1800℃，與美國F119發(fā)動機(jī)在同一水平上。雖然XF9-1目前只是原型機(jī)，距離實(shí)際使用還有相當(dāng)長的距離，但XF9-1反映出的歷史意義則是日本已經(jīng)初步具備研制第四代戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動機(jī)的能力。

1950—2010年日本小涵道比軍用航空發(fā)動機(jī)發(fā)展歷程

結(jié)束語

二戰(zhàn)結(jié)束后，日本航空發(fā)動機(jī)乃至航空產(chǎn)業(yè)在逐漸恢復(fù)戰(zhàn)前產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)之上，經(jīng)過半個多世紀(jì)的積累，已經(jīng)形成了較完整的航空產(chǎn)業(yè)鏈，具備了強(qiáng)大的技術(shù)實(shí)力。雖然受限于特殊的國情不能肆無忌憚地發(fā)展軍備，但其利用寓軍于民在內(nèi)的一系列策略，在大力開拓國際民用航空市場，讓日本民用航空產(chǎn)品發(fā)展的同時，也增強(qiáng)了航空產(chǎn)業(yè)整體實(shí)力，進(jìn)而促進(jìn)了軍用航空，包括航空發(fā)動機(jī)的發(fā)展，使其一步步從小推力發(fā)動機(jī)逐漸過渡到了大推力、四代發(fā)動機(jī)XF9-1的研制。中間過程雖然曲折，但呈現(xiàn)出的目標(biāo)卻非常明確，那就是日本謀求航空強(qiáng)國之決心從未停歇、從未放松，甚至也從未動搖，這才是真正值得高度關(guān)注的。