孫敏

與民用飛機產(chǎn)業(yè)一樣，近年來俄羅斯航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)也在積極尋求在全球市場占有一席之地。但由于行業(yè)的特殊性，想在全球商用航空發(fā)動機市場占有一席之地就更可謂是“虎口奪食”。但普京上臺之后，俄羅斯政府對于航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展的支持力度是前所未有的，對于這一戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)的定位也是十分清晰的。因此，與民用飛機產(chǎn)業(yè)相同，過去十多年，俄羅斯商用飛機產(chǎn)業(yè)也經(jīng)歷多輪整合，同時也有了以PD-14、PD-35為代表的產(chǎn)品系列化發(fā)展計劃。如今，盡管復雜多變的國際形勢對俄羅斯航空產(chǎn)業(yè)的發(fā)展造成了一定的負面影響，但對于曾經(jīng)的老牌航空強國俄羅斯來說，其航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)的涅槃之路走得艱難，但又堅定。

鐵腕推改革

1990年初，隨著蘇聯(lián)解體，俄羅斯發(fā)動機產(chǎn)業(yè)進入“寒冬”，許多在研和預研項目被取消，一批國有航空發(fā)動機設計局和生產(chǎn)廠被民營資本和海外資本收購。這不僅直接導致了俄羅斯民用航空發(fā)動機產(chǎn)品幾乎完全退出國際市場，更令人心痛的是大量的技術人才流失。直到普京上臺后，宣布將航空產(chǎn)業(yè)作為國家戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)，并進行大力扶持。隨后在這位鐵腕領導的直接推動下，俄羅斯航空工業(yè)開始了大刀闊斧的改革。作為航空工業(yè)最為重要的組成部分，俄羅斯國內的航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)也開始了真正的鐵腕改革。

首先在普京政府的直接推動下，俄羅斯對國內所有發(fā)動機相關企業(yè)進行了第一輪整合，并在此期間成立了4家控股公司。分別是在莫斯科機械制造生產(chǎn)企業(yè)“禮炮”的基礎上成立的“禮炮航空發(fā)動機聯(lián)合體”;第二個是通過整合位于雷賓斯克的“土星”科研生產(chǎn)聯(lián)合體、烏法的發(fā)動機生產(chǎn)聯(lián)合體和彼爾姆的航空發(fā)動機股份公司中的國家股份成立的控股公司“留里卡-土星航空發(fā)動機聯(lián)合體”;第三個控股公司是在克里莫夫股份公司的基礎上，通過合并莫斯科的車爾尼雪夫工廠成立;第四個控股公司是在薩馬拉航空發(fā)動機制造中心的基礎上組建。這四家控股公司的成立標志著俄羅斯大型航空發(fā)動機研制單位和生產(chǎn)單位的聯(lián)合，邁出了航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)改革的第一步。

隨后2008年，在俄羅斯政府的主持和推動下，又將這4家企業(yè)的國有股份整合在一起，成立了聯(lián)合發(fā)動機制造集團控股公司（ODK）。值得一提的是，在對發(fā)動機產(chǎn)業(yè)整合過程中，俄羅斯開始吸納社會資本參與航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。2013年7月，ODK由最初的國家控股公司改為股份制公司，聯(lián)合發(fā)動機制造集團控股公司更名為聯(lián)合發(fā)動機制造集團股份公司。

在此之后，ODK又進一步推動了旗下多家企業(yè)的專業(yè)化整合。為了能夠真正讓各家企業(yè)發(fā)揮自身優(yōu)勢，同時避免在同一個項目上不同成員單位進行重復投資和惡意競爭，ODK對其成員單位進行了深層次的改革和持續(xù)的專業(yè)化剝離與重組。從2011年開始，ODK開始對行業(yè)內從事同樣類型產(chǎn)品研發(fā)的企業(yè)進行了專業(yè)化剝離和整合，以求讓每一家企業(yè)都能夠更加專業(yè)地從事自己的優(yōu)勢項目。在專業(yè)化重組的基礎上，ODK又根據(jù)不同的產(chǎn)品線，成立了4個發(fā)動機部，分別是軍機發(fā)動機部、民用飛機發(fā)動機部、直升機發(fā)動機部和燃氣輪機部。

在民用發(fā)動機部，土星科研生產(chǎn)聯(lián)合體全權管理彼爾姆航空發(fā)動機股份公司和彼爾姆航空發(fā)動機制造廠，即這兩家企業(yè)的民用航空發(fā)動機業(yè)務全部轉移到了土星科研生產(chǎn)聯(lián)合體。如今，土星已經(jīng)成為了俄羅斯民用航空發(fā)動機的研發(fā)制造中心，業(yè)務涵蓋產(chǎn)品全生命周期的各個環(huán)節(jié)。其中，公司的設計研發(fā)中心和生產(chǎn)制造基地已經(jīng)從最初的雷賓斯克市，擴展到莫斯科市、圣彼得堡市、鄂木斯克市和彼爾姆市。

穩(wěn)中求進的研發(fā)策略

在完成上述整合和重組之后，俄羅斯在時隔25年后，于2008年啟動了第一款全新的民用發(fā)動機產(chǎn)品——PD-14的研制。隨后項目進展較為順利，2010年開始核心機試驗，2012年開始驗證機地面試驗。2015年11月，PD-14在一架伊爾-76飛機上試飛成功。

對于這具有歷史意義的一飛，普京是這樣評價的，“這是20世紀80年代以來，俄羅斯航空發(fā)動機行業(yè)最重要的一件事，是俄羅斯航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)取得的重要突破和巨大成就。”2018年，在經(jīng)過2年多的試驗試飛后，俄羅斯聯(lián)邦航空運輸局為其頒發(fā)了型號合格證。2020年年末，裝載PD-14發(fā)動機的MC-21飛機實現(xiàn)首飛。此次試飛不僅測試了飛機的穩(wěn)定性、可控性，同時也測試了發(fā)動機的工作狀態(tài)和其他系統(tǒng)功能，飛行時長1小時25分鐘。

在這款飛機的研制中，有幾個方面體現(xiàn)了俄羅斯的未雨綢繆。首先，這款發(fā)動機是為俄羅斯在研的MC-21飛機配套的發(fā)動機產(chǎn)品，并且實現(xiàn)了同步研制、領先取證的目標。

其次，俄羅斯還在同步推進這款發(fā)動機產(chǎn)品的批產(chǎn)能力建設和售后服務網(wǎng)絡建設，為未來市場化運營做準備。例如，俄羅斯正在進行發(fā)動機產(chǎn)品支持中心的建設，以求實現(xiàn)未來對航空公司機隊運營的全力支撐。

第三，俄羅斯從PD-14發(fā)動機的研發(fā)開始就已經(jīng)有了系列化發(fā)展的思路。事實上，從PD-14發(fā)動機研制開始，俄羅斯就明確了在研制核心機的基礎上，再發(fā)展適用于其他民用航空產(chǎn)品的動力裝置。因此，在PD-14發(fā)動機之后，俄羅斯又通過縮小和放大核心機的方式推出了PD-8和PD-35發(fā)動機。

其中，PD-35是俄羅斯為其未來寬體客機所生產(chǎn)的動力裝置。作為一款高推力大涵道比渦扇發(fā)動機，PD-35發(fā)動機起飛時推力可達33～40噸，是俄羅斯有史以來研制的推力最大的航空發(fā)動機。PD-35項目于2016年啟動。根據(jù)計劃，第一臺PD-35發(fā)動機將配置于伊爾-96-400M飛機的雙發(fā)型別，該機型原計劃于2025年首飛。今年2月，俄羅斯方面表示，目前PD-35發(fā)動機的研發(fā)工作已接近完成，構型已經(jīng)確定，正在進行18項關鍵技術研究。根據(jù)俄羅斯最新發(fā)布的研制時間表，PD-35發(fā)動機將于2023年中期開始地面試驗，2025年開始飛行試驗，2027年獲得型號合格證。根據(jù)最新的公開信息顯示，UEC旗下發(fā)動機設計公司Aviadvigatel和發(fā)動機制造公司彼爾姆發(fā)動機公司計劃于2021年9月開展PD-35發(fā)動機燃氣發(fā)生器的試驗。同時，UEC還計劃于2021年開展PD-35發(fā)動機俄制復材零部件的試驗，其中包括復材風扇葉片，葉片將采用預浸料和三維編織兩種工藝。

另一款在PD-14發(fā)動機基礎上發(fā)展的PD-8發(fā)動機的研制也在穩(wěn)步推進中。2020年7月，俄羅斯宣布正在為SSJ-100飛機研制國產(chǎn)的PD-8發(fā)動機，并計劃于2023年完成型號認證工作。未來，PD-8發(fā)動機將替代SSJ-100發(fā)動機所使用的SaM146發(fā)動機。目前，已經(jīng)投入市場運營多年的SSJ-100一直被市場所詬病的主要問題就包括發(fā)動機問題所導致的長時間停場。因此，俄羅斯寄希望于通過為飛機替換PD-8發(fā)動機來解決這一頑疾。

除此之外，由于俄羅斯還在推進其渦槳飛機項目，因此相應的發(fā)動機研制工作也在進行。相比MC-21和SSJ-100，以伊爾114-300為代表的俄羅斯渦槳飛機的研制所受到的關注度并不高。或許是因為渦槳飛機的市場潛力有限，俄羅斯政府在資金上的支持力度也并不大。目前用于伊爾114-300渦槳飛機的發(fā)動機為TV7-117系列發(fā)動機。由于這款發(fā)動機的研發(fā)始于蘇聯(lián)時期，盡管后期進行了一定的改良，但是發(fā)動機的性能依舊難以滿足需求。因此，不少購買伊爾114-300飛機的客戶都選裝了普惠公司的PW127M發(fā)動機作為動力裝置。2020年，為了進一步提升伊爾114-300飛機的性能，俄羅斯工貿(mào)部劃撥了資金用于該項目的改進優(yōu)化，但客觀來看，有限的項目資金恐怕很難解決發(fā)動機存在的問題。因此，未來俄羅斯渦槳飛機項目發(fā)展的主要難題或將來自于發(fā)動機產(chǎn)品。

探索新型動力裝置

除了穩(wěn)步推進傳統(tǒng)航空發(fā)動機產(chǎn)品之外，近年來俄羅斯還在積極探索電動飛行動力裝置的研發(fā)。

目前，主要推動電動飛機動力裝置的研究機構有俄中央空氣流體動力研究所下屬的國家科研中心。該中心曾向媒體表示，研制電動飛機的重中之重是生產(chǎn)可靠的動力裝置。因此，該中心計劃分兩步實現(xiàn)電動飛機動力系統(tǒng)的研制。首先是研制出由電動機和燃氣渦輪發(fā)動機組成的混合動力裝置，由渦輪發(fā)動機帶動發(fā)電機工作，由電動機驅動螺旋槳;或者使用大容量電池，在需要時讓電動機和內燃機動力系統(tǒng)交替工作，這樣還有助于延長內燃機的壽命。第二階段則是研制純電航空動力系統(tǒng)，能讓載有9～19名乘客的電動飛機實現(xiàn)安全飛行。同時，該研究中心還表示，目前已著手試驗的航空電動機的主要特點是使用高溫超導體，以解決提高航空電動機功率時所遇到的物理難題。

除此之外，還有一些其他的俄羅斯航空企業(yè)也在進行電動飛機動力裝置的研發(fā)。2020年，俄羅斯表示正在為計劃于今年推出的“電動飛機SU-2020”國家級研究項目研發(fā)相應的混合動力裝置。目前俄羅斯中央航空發(fā)動機研究院主要負責相關的研制工作。相關試驗計劃在2021～2023年間進行，俄羅斯西伯利亞航空研究院將負責發(fā)動機的試驗工作。早在2019年，西伯利亞航空研究院曾成功研制了一款混合動力裝置的電動機。2020年來自新西伯利亞、烏法國立航空技術大學以及Superox公司的專家開始為雅克-40飛機配備該型電動機。

今年2月，西伯利亞航空研究院在雅克-40飛機上開啟了世界首臺電動航空發(fā)動機試驗，電動機功率達到500千瓦。試驗過程中，專家進行了發(fā)動機開機和飛機全系統(tǒng)開機試驗，并觀察了發(fā)動機正常工作時的狀態(tài)。雅克-40在接通電源之后，開始在跑道上“試跑”。在此過程中，研發(fā)人員對飛機運行時系統(tǒng)的工作情況進行了觀察，并對電動發(fā)動機與飛機設備的協(xié)調性進行了校對。目前，包括空客、西門子等在內的企業(yè)已經(jīng)表示有意與俄羅斯在電動飛機動力裝置方面進行合作。

從傳統(tǒng)飛機發(fā)動機到創(chuàng)新的電動飛行動力裝置，俄羅斯在航空動力裝置領域的發(fā)展正呈現(xiàn)出良好的發(fā)展態(tài)勢。盡管國際形勢風云變幻，但俄羅斯發(fā)展民族航空工業(yè)的態(tài)度堅定。從這個角度來看，未來俄羅斯航空工業(yè)的發(fā)展前景可期。