鯤鵬之心

火心2000

近年我國航空工業(yè)捷報(bào)頻傳，國產(chǎn)大飛機(jī)運(yùn)20、C919逐漸浮出水面，只待最后的破繭成蝶。然而，讓我們感到尷尬的是這兩個大飛機(jī)的“心臟”卻分別采用俄制D-30KU/KP發(fā)動機(jī)和CFM國際公司研制的LEAP-X發(fā)動機(jī)。那么，我國未來大飛機(jī)真正的“心臟”將是什么？是采用國外產(chǎn)品呢？還是純正的“中國心”呢？

寫在前面的話

一架大飛機(jī)的設(shè)計(jì)、制造涉及到上百個專業(yè)科學(xué)，牽扯到成千上萬家的供應(yīng)商。只有經(jīng)濟(jì)大國、科技大國才有能力發(fā)展大飛機(jī)。反之，搞不了大飛機(jī)的國家就難以成為大國。我國因各種原因始終不能在大飛機(jī)上有所突破，其最根本原因是我國一直不能提供合適的發(fā)動機(jī)！這一現(xiàn)象直到目前仍是橫亙在我國航空工業(yè)面前最大的問題之一。

正因?yàn)楹娇瞻l(fā)動機(jī)之于大飛機(jī)的重要性，各國將航空發(fā)動機(jī)的發(fā)展列為本國高科技中的核心所在，傾盡全力，想方設(shè)法促進(jìn)本國航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。但能研制生產(chǎn)高性能發(fā)動機(jī)的國家卻只有6個——美、英、俄、法、烏、中。而具有大飛機(jī)使用的大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)研制能力的國家就只有4個半了。美英兩國在航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)方面向來都是名列前茅，處于第一方陣，其代表廠家有美國的通用電氣公司（General Electric Company下文簡稱GE）、普拉特·惠特尼公司（Pratt Whitney下文簡稱普·惠）和英國的羅爾斯·羅伊斯公司（Rolls Royce，下文簡稱羅·羅）。俄羅斯的航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)品整體性能較以上兩家遜色不少，整體實(shí)力仍然很強(qiáng)，特別是軍用航空發(fā)動機(jī)方面仍能與以上諸雄一較長短。但目前在民用航空發(fā)動機(jī)方面存在諸多問題，已不具備國際競爭力了。其主要代表有庫茲涅佐夫設(shè)計(jì)局和彼爾姆設(shè)計(jì)局等。法國的斯奈克瑪公司是利用美國GE公司的技術(shù)力量，研制出業(yè)界傳奇CFM56發(fā)動機(jī)，才能躋身這一行列。不過在更新的產(chǎn)品上與美英兩國尚有差距。烏克蘭的伊夫琴科一“進(jìn)步”設(shè)計(jì)局只能算得上是半個。中國經(jīng)過幾十年的積累，在小涵道比渦扇發(fā)動機(jī)方面終于在新世紀(jì)有了關(guān)鍵性突破，研制出了自主知識產(chǎn)權(quán)的“太行”發(fā)動機(jī)，基本追趕上世界先進(jìn)水平。但在大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)方面至今仍落后于上述四國，特別是美英兩大豪門。此外，德國和日本的發(fā)動機(jī)公司通過與普·惠、羅·羅合作組建國際航空發(fā)動機(jī)公司（IAE）來參與大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)的研制和生產(chǎn)。不過，在美英兩大豪門面前，兩國也是處于打下手的地位，根本不能掌握關(guān)鍵技術(shù)。

時至今日，大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)已經(jīng)發(fā)展了四代。（見表1）

為了滿足各種大飛機(jī)的動力要求，世界航空發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)與制造商已經(jīng)研制多種推力等級、幾十個型別的大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)，典型代表型號見表2：

通過表1、表2可知，當(dāng)今能研制高性能大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)（以下簡稱大渦扇）的基本由羅·羅、普·惠、GE三大巨頭壟斷。長期以來，三大巨頭對這一領(lǐng)域基本實(shí)現(xiàn)了壟斷，很少有后來者能挑戰(zhàn)其地位。俄羅斯的大渦扇雙雄庫茲涅佐夫設(shè)計(jì)局和彼爾姆設(shè)計(jì)局、烏克蘭的伊夫琴科一“進(jìn)步”機(jī)械制造設(shè)計(jì)局在紅色時代風(fēng)光無限。冷戰(zhàn)結(jié)束后，因蘇聯(lián)解體，國力大幅度下滑，看家本領(lǐng)基本喪失殆盡。雖經(jīng)政治強(qiáng)人普京的強(qiáng)力打造，但重現(xiàn)當(dāng)年榮光仍有一段路要走。我國因諸多原因限制，在大渦扇領(lǐng)域鮮有作為，迄今軍民兩線仍完全被國外產(chǎn)品壟斷。可以說，我國大飛機(jī)的“心臟”完全掌握在別人手中。因此我國這只“C”系列“中國大鵬”若想與空客（Airbus）的“A”和波音（Boeing）的“B”并駕齊驅(qū)，必須要有一顆“康健的中國心”。

針對大飛機(jī)的技戰(zhàn)術(shù)要求以及我國的使用環(huán)境，未來國產(chǎn)大飛機(jī)使用的動力系統(tǒng)必須要滿足可靠性、經(jīng)濟(jì)性、可維護(hù)性、舒適性、高溫高原性能，具有更大的出勤率和滯空時間等。巡視世界，能夠滿足我國大飛機(jī)的動力系統(tǒng)供應(yīng)商主要有GE、普·惠、羅·羅，以及俄羅斯的彼爾姆公司以及烏克蘭的伊夫琴科“進(jìn)步”機(jī)械制造設(shè)計(jì)局。不過因?yàn)檎我蛩?，西方三大豪門的發(fā)動機(jī)基本告別我國的軍用大飛機(jī)，只能在民用客機(jī)方面有市場。而蘇系兩大生產(chǎn)商的商品因性能問題，基本告別我國民用客機(jī)，但在軍用運(yùn)輸機(jī)領(lǐng)域尚能有一番作為。考慮到西方在發(fā)動機(jī)領(lǐng)域的風(fēng)向標(biāo)作用，有一款發(fā)動機(jī)確實(shí)性能優(yōu)異，完全稱得上我國大飛機(jī)工業(yè)的“夢中情人”，那就是CFM國際公司的CFM56系列發(fā)動機(jī)。

由于航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)是當(dāng)今最頂尖的工業(yè)體系，向來有“工業(yè)王權(quán)”之稱，不是一般國家所能涉及。因此，筆者根據(jù)航空發(fā)動機(jī)的研發(fā)難度、我國目前的科技水平以及我國可能借助的國外力量，把我國大飛機(jī)的“心臟”簡單分為起步目標(biāo)、過渡目標(biāo)、長期目標(biāo)、終極目標(biāo)四個階段性目標(biāo)。

因政治原因，我國雖斷絕了引進(jìn)西方先進(jìn)發(fā)動機(jī)作為軍用運(yùn)輸機(jī)的動力系統(tǒng)，但CFM56系列發(fā)動機(jī)憑借華麗到奢侈的性能仍是各國大飛機(jī)的最佳動力，也是我國航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)在很長時間內(nèi)的追趕目標(biāo)。因此，筆者將CFM56系列發(fā)動機(jī)定位我國發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)的終極目標(biāo)。而前三階段則完全采用引進(jìn)+自研的原則，分別選定俄羅斯的D-30KP-2發(fā)動機(jī)作為起步目標(biāo)，PS-90A-76為過渡目標(biāo)，而立足自我的“太行”衍生的大渦扇作為國產(chǎn)航空發(fā)動機(jī)的長期目標(biāo)。

在大渦扇領(lǐng)域，羅·羅、普·惠、GE是名副其實(shí)的三大豪門，壟斷世界的大部分份額，但蘇聯(lián)時代的扎波羅什進(jìn)步設(shè)計(jì)局（現(xiàn)烏克蘭伊芙琴科-“進(jìn)步”機(jī)械制造設(shè)計(jì)局）、索羅維耶夫設(shè)計(jì)局（現(xiàn)俄羅斯彼爾姆航空發(fā)動機(jī)聯(lián)合股份公司）以及庫茲涅佐夫設(shè)計(jì)局（現(xiàn)俄羅斯薩馬拉-庫茲涅佐夫科研聯(lián)合體開放式股份公司）則是紅色帝國抵御西方帝國主義入侵的最強(qiáng)有力的三叉戟。紅色帝國的三叉戟在冷戰(zhàn)時期研制了一系列大渦扇產(chǎn)品，曾廣泛應(yīng)用于蘇聯(lián)出品的大型軍民用飛機(jī)上，并大量出口到世界上許多國家。其中，以進(jìn)步設(shè)計(jì)局的D-18T三轉(zhuǎn)子大渦扇和索羅維耶夫的PS-90A雙轉(zhuǎn)子中等推力渦扇發(fā)動機(jī)為代表。時至今日，繼承蘇聯(lián)航空工業(yè)最強(qiáng)的兩國——俄羅斯和烏克蘭仍可利用紅色時代取得成就在世界大渦扇領(lǐng)域扮演黑馬的角色。

中國夢開始的拐杖——D-30KP-2發(fā)動機(jī)endprint