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从官方资料研判“太行”发动机研制过程及应用前景

龙之醒 (发表日期:2006-07-03 00:55:36 阅读人次:1801 回复数:1)

  

  
2006年3月20日

  
最近,中国军事工业有件大好事,国产第三代涡扇发动机“太行”的定型经过审批,这的确是一件航空工业里程碑式的事件,笔者也深感快慰,因为这一天毕竟让人等得太久了。这段时间互联网的主流媒体和军事网友对“太行”发动机的赞美毫不吝啬,诸如“太行发动机的很多技术达到世界领先”、“太行攀登了世界科技的高峰”、“三年内要超过P119发动机的水平”......而在此时《千龙网》刊登一篇文章,题目为《太行发动机仅达到“能用”水平》与主流声音形成鲜明对比。究竟哪种观点正确呢?

  
3月16日《中国航空报》登载了一篇文章,题为《揭秘“太行”18年艰辛研制历程》,详细介绍了“太行”发动机从立项到最终“研发成功”的全部“经过”。这篇很响亮的文章立即引起互联网军事界的广泛关注,所有门户网站和几乎全部中文军事论坛都予以转载(包括香港、台湾)。相信看过这篇文章,很多人都会跟笔者有同样的感觉,就是“党八股泛滥”,但仔细研读,依然会从中提取很多以前并不为人所知的内容。笔者看过此文,从文中所揭露的内幕结合最近几年官方媒体陆续发布的相关消息及军事网站的传闻,得出一个相对主观的结论,就是《千龙网》的观点“太行发动机只达到能用的水平”很正确。也许这么讲,会让很多一直关心中国军事发展,祈盼中国军事早日强大的网友觉得“不爽”,但结合了最近几年相关的“报道”,笔者不得不承认这或者是一个事实。

  
笔者认为,“太行”发动机的定型肯定是件大好事,称之为“里程碑”并不过份,但综观中国涡扇发动机研制所走过的弯弯曲曲的路,就会觉得其实“太行”的定型只不过是一个奋斗过程的新开始,远没有达到“歌功颂德”的地步。所以就将笔者的总结一一道来,望与军友们共同研究。

  
首先,官方媒体《中国航空报》的文章中记述着“太行”发动机是由中航一集团606所和黎明厂负责研制,那么估计就是在互联网上盛传已久的WS10/WS10A,因为这么多年来黎明厂和WS10似乎一直没有离开大家的视线,而这次命名为“太行”,估计就是前几年一张“高台试车图”的照片令某网友踉铛入狱的WS10。在《航空报》的这篇长文中,有一段非常醒目的记述,文章称95年6月7日,曹钢川向一集团传达中央军委的命令时说:“‘太行’发动机一是配新型歼击机,二是作某型飞机的后继动力。所以,‘太行’发动机的成败和周期,不但关系到新歼,也关系到引进的飞机有没有成效。这是关系到中央下的决心对不对的问题。”这里曹钢川提到的“新型战机”是哪个?虽然在文章中明确记述着WS10的空中试飞台是从一架92年我国第一批引进的SU27SK改装来的,但众所周知,歼11是SU-27SK的授权生产,SU27上装配的是AL-31FN,中俄协议中由俄方提供95套SU27SK器材组件包中已经包括了AL-31FN发动机的部分;而中国首架组装的歼11于1998年底就已经下线,虽然歼11的生产进度受组装质量的影响而进展缓慢,但98年下线也与95年曹钢川对新涡扇任务的讲话时间严重不符,所以“某型战机的后继动力”较为妥当。由此推断是歼10,而且《航空报》的文章中称,该新型歼击机为“单发方案”,时间推断在90年代前期,而歼10的全金属模型是在92年开始制造,而在之前,歼10只是在一张时任总理李鹏与某高级将领对话时桌上摆放的两个小型模(另一个是歼8II)的照片中出现过,所以说,歼10的时间与“太行”发动机最为吻合。如果以此推断为根据,以前互联网上所传播的“WS10是10号工程的配套项目”的传闻应该不虚。

  
但这里也有一个小小的疑问,歼10战机在96年就已经进行了试飞,而在98年“首飞”成功前的几次试飞中,其装备动力都是AL-31F,其后也一直都在使用AL-31FN。而且在90年代末新世纪初,也就是歼10首飞成功后中央军委对歼10下达“未定型就小批量入役”决定的同时,中国就已经与俄罗斯签定了引进54台AL-31FN发动机的协议,这批发动机的交货时间是2001、02年,其引进时间也是围绕歼10战机进行的。由此可见,虽然在95年6月中央军委还对WS10抱有莫大的希望,以至于曹钢川在讲话中说过“如果搞砸了,不仅影响新歼,某型飞机也完了,就是说我们的决心下错了,这就是对人民的犯罪,我们和你们一起进监狱。”这样的狠话,但到了99年,WS10的研发进展已经远远落后于整体“10号工程”的进度,当98年歼10首飞成功时,WS10才刚刚进入改小尺寸已便把WS10能装进以苏27SK改装的空中试飞台的阶段,也就是说连一次机载试车都没进行过。在紧迫的形势面前,中央军委已经基本放弃在歼10A上使用WS10的想法,并斥资2亿美元引进54台俄罗斯发动机,而AL-31FN此时已经从“配装试飞”一跃成为歼10A首批的配装。

  
那么WS10仅仅是“进展缓慢”吗?显然不只如此。这么多年来,只要一提WS10,往往都会令人联想到“事故”、“沈飞和黎明厂的人素质低下、作风散漫”等不愉快的话题。《航空报》说“太行发动机研发18年过程艰辛”,这句话其实蛮有道理。其过程不只艰辛,还曾一度非常严峻,几乎陷入“下马”的绝境。

  
前面已经说过,99年中国与俄罗斯签定了价值2亿的54台AL31FN发动机的大额军火协议时,军委就已经放弃了把WS10作为歼10配套工程的捆绑方案,因为WS10的进展太慢,从87年到93年再从95年6月到98年9月的12年时间,WS10的样机刚刚能够适应SU27SK的机身尺寸,而样机还没有经过任何真正的机载测试。但在此期间,WS10的传闻在互联网上就已经传开,当互联网把WS10A神化了之后,却千呼万唤使不出来。

  
2002年初夏,当时还是“二把手”的胡锦涛视察606所,当时WS10的总设计师张恩和曾向胡总说“型号已取得重大成果,不久就可以实现定型。”但其后的事实证明,他向胡总讲的话并不正确,WS10在试车过程中,几乎各个环节都有“故碍”,首先是发动机材料不过关、设计存在缺陷、高压压气机四级盘破裂、叶片强度不够、试车时“突停”、发出不明原因的“怪响”、滑油管出现裂缝......在2003年8月前的研制中就“先后发生各种技术问题和故障200多项,其中几次为重大故障”,《航空报》引述606所的说法是“对发动机研制规律的认识和把握上还有不小差距”。而且,据《航空报》记述,WS10在2003年8、9月的5次试飞中,3次出现“特情”,至于是否造成飞机和人员的伤亡,不明;其实,在空中出现险情的情况,并非只在8、9月间出现过,早在之前的测试中就曾出现控油、推力和进气口异常等问题。当时甚至有网友在某知名军事论坛爆料,说“新发上高台秀场,因用力过猛,零件脱落卷入大胃而引起‘火警’”,当然这只是网友间的盗听途说,但那时候军事论坛里一个很热的话题就是沈飞和成飞哪个更强?以至于把辽宁的社会环境也纳入沈飞系弱的一个主要原因,而与沈飞连着筋的606和黎明发动机厂自然也不能幸免,一些无法证实的消息也就能成为指责的“证据”。笔者当时也对WS10进展是否顺利而感到担忧。

  
2004年7月1日,606所召开WS10A定型考核工作誓师动员的千人大会,口号是“年底之前全面完成重点型号定型考核任务”,当时空军装备部的军代表也在。但7月20日的考核试飞,WS10竟再次出现因“机械故障”而引起的左发“突停”,若不是依靠试飞员的机智勇敢使飞机单发着陆,就很可能出现SU27战机坠毁的情况,如果是那样,无法从样机上寻找原因的606所的努力将功亏一匮。很显然这次“定型考核”以失败告终。

  
但故事还没完。2004年8月,负责科技工作的国务院副总理吴邦国视察606所,给士气底落的李勇、张恩和打打气。但领导刚走没多久,据传在黎明发动机制造公司就发生了“型号发动机卷死人”的重大恶性事故,让606和黎明厂在质量管理、工作作风和人员素质的深层次问题一下子暴露出来。这毕竟是国家高新重点型号,曹钢川下令“整风”,几乎到了“不换思想就换人”的程度。一集团也派副总经理林左鸣和发动机事业部常务副主任杨锐驻亲自坐镇指挥,并且“调派所内外、行业内外一切资源,所有资源必须为型号服务,务求发动机如期定型。” 当时606所曾风传“不能如期通过考核,型号可能下马!”此传闻绝非空穴来风,因为从2004年11月和2005年2月的《简氏防务周刊》披露,中国在2004年8、9月间与俄罗斯签定第二批AL-31FN的引进协议,2007年前俄方向中国提供价值3亿美元的100台AL-31FN-M型发动机(俄方称具体技术改进全部按中方的单发新型战机要求进行),2010年前再提供150台,协议总金额价值9亿美元。与此同时,中航技与俄方洽谈AL-31技术引进的项目也在紧锣密鼓的进行中。

  
从《航空报》、《中国科技报》的通讯稿所披露的一集团高层在WS10考核失败后的表现也可见一斑。文章称,“总装的领导专程来到一航,谈话时间很短,但集团领导却受到了强烈的震憾,刘高倬失眠了......曾经历过发动机“下马”挫折的606所承受了巨大的压力......刘高倬对一航动力所的技术人员语重心长地说:‘太行发动机不论遇到多大困难,哪怕有一线希望,也要下定决心研制成功’。”《航空报》还特别提到“除了技术层面外,管理层面、文化层面也要下非常大的功夫”,足以说明当时中央军委对WS10的失望,不仅仅是“技术层面”而更有“管理层面”和“文化层面”的严重问题,这也间接印证了WS10型号发动机研发过程中接连发生故障、事故、特情,以至于进度一拖再拖的根本原因,很多并非纯粹的技术问题,在众多深层次问题中,竟然还包涵“文化层面”,其意义不得而知。

  
在“动员一切资源、集最大力量、聚各方智慧”的基础上,606所终于在2004年年底的节点前将“排故”后的发动机交付阎良试飞院。但直到今天,依然有人怀疑,要在短短??决掉几乎是不可能的,之所以最后过关,可能是林左鸣、杨锐为了保住定型节点,避免型号下马,而降低了发动机的性能、耐久性、可靠性等指标,因为据传在“考核”后型号依然存在技术问题。这也正是本应该在05年初就定型的型号,却拖到05年11月10日才完成了“长久初始寿命试车”的原因。而在05年初,型号已经通过“考核”的前题下,2005年2月,中方仍然迫切的引进俄式发动机且积极要求与俄方洽谈AL31FN的技术转让事宜,可见中央军委对WS10似乎还是缺少信心,具体原因不明。2005年3月6日606所再次召开了“太行”发动机设计定型工作动员誓师签字大会,全所人员签字誓师,事后来看,这应该是中央给型号最后的机会,但万幸的是这次606所和黎明厂没有让我们再失望,11月10日WS10终于通过最后的检测关,获得了飞向蓝天的通行证。

  


  
以上为笔者通过研读《揭秘“太行”18年艰辛研制历程》一文,结合近几年的官方媒体通讯稿及周边新闻及网络传言对“太行”真实研发过程的一些判断。下面说说“太行”发动机的短期应用前景。

  
众所周知,发动机一直是中国航空工业最薄弱的环节。当年运10下马至今令人扼腕痛惜,但很多人却没看到,当时运10之所以下马,其重要原因之一就是当时无法解决大推的问题(大推力高推重比推量涡扇发动机)而又无法指望进口。而且国产航空发动机也一直受技术工艺、加工精度、大修时距、数字控制系统等等问题的困扰。所以说,“太行”发动机的定型的确具有重大意义,毕竟一款成熟的发动机技术可以应用于诸多领域。

  
在互联网上可以查到“太行”发动机的主要技术指数:3+9+1+1结构的大推力高推重比低涵道比先进发动机,总压比、效率、喘震余度高于AL―31F,总压比与F110相似,达30以上,涡轮前温度为1747K,推重比为7.5(国际标准),全加力推力为 13200千克,重量比AL―31F要轻。全加力推力 12500千克;F110的涡轮前温度为1750K,推重比为7.57(国际标准),全加力推力为13227千克。总体比较,太行发动机的性能要稍高于AL ―31F,与F110相似,推重比在7.5以上。

  
其实这个数据的可信程度有多高,笔者很难从研发过程中出现的诸多问题和中国航发工业的底子来推断。不过,发动机最主要的除了技术参数外,更重要的是加工精度、工艺水平、可靠稳定性和大修时限,另外,还要考虑生产效费比。中国以往的国产航发的大修时限是300小时左右,AL-31F是1300小时左右,以前看过报道,欧美同类发动机应在1800-2000小时以上,所以说“太行”发动机的大修时限决定其应用成本。而发动机的稳定性与可靠性则是生命,轻则关乎战机和飞行员的存亡,重则关乎国家战争的胜负,所以前军委主席江泽民在谈及尚处开发阶段的型号发动机时,特别强调的就是“一定要做到性能可靠”,而“太行”作为一款刚刚定型的高性能航发,其在不同气候条件下的稳定性应有待时间来观察(AL31FN在湿热条件下故障率就相对较高,中、印的苏凯系战机都曾吃过苦头)。在数字发动机控制系统及喷口、进气口的技术和工艺方面,因为中国在昆仑系发动机上已有了很好的应用,应该不会存在太大问题。因为是本国制造,所以在维修、维护方面的成本应该相对较低廉。罟的就是制造精度和加工工艺,这方面是中国工业的顽疾,而工艺水平恰恰决定了前面所说一系列问题的核心要素,黎明厂虽然是中国航发制造能力最强的企业,但在工艺环节笔者依然持保守态度,再就是耗油问题,估计怎么也应该比俄制的省油吧?推测中。

  
这里必须再提一提“场外”新闻,还要从中国引进AL-31FN的话题说起。根据简氏所提供的消息,中国采购土星设计局的AL-31FN,前后共300台。首批54台已于2002年前全部交货,装备歼10A,笔者估计除去维护更换所需库存的预留和“学习”需要,应该装备40架歼10。据称第二期引进的100台AL-31FN-M的第一批次也已经于2005年底2006年初到货,具体数目不详,但全部100台将于2007年前全部到位。俄媒体引述制造厂商的话说,这种带矢量喷嘴的改进型发动机全部按中方所提供的歼10A战机的要求进行改进,可见二期100台AL-31FN将全部装备歼10战机。引自加拿大汉和的说法,目前成飞共有两条歼10生产线,如果全速开工,一年共可下线40架歼10战机。这个数量与中方引进俄方发动机的数量基本吻合(减除维护必需的库存)。而07-10年俄方将再向中方提供150台发动机,英国简氏防务的说法是,这些发动机全部应用于歼10系,而歼11的生产和SU27升级所需的发动机中方将另行采购,这个价值可达12-14亿美元的合同目前正在洽谈中。如果消息可信,那么基本可以确定WS10A“太行”发动机将不可能装备于歼10系。而歼11目前产量有限,前段时间有消息说,2006年歼11刚刚形成量产规模,估计年产17架,这个数量的战机入役,应用发动机应在40-45台,数量并不是很多,而且歼11的生产已经包括在中俄早些年签订的200架国内组装项目中,已包括发动机在内,所以在短时间内也不可能有WS10的用武之地。

  
以前有网友这样说“歼11换装国产发动机的工作早在2005年就开始了。”从现在的情况看,这个说法可能存在一些问题。换什么上去呢?WS10在11月份才刚刚定型,总不会是PW14吧?而WS10从目前的情况来看,入役存在两个难点。第一,是稳定性仍需要一段时间的测试与观察,试装或许可以,但大量装备可能性不大;第二,产量未必马上就能上得去,11月10日刚刚通过定型,审批下来也要年底了,在短短两三个月就可以马上完成生产线准备,从研发过程的一波三折来看,似乎不太可能。

  
综上所述,“太行”发动机虽然已经完成定型,但离装备部队形成战斗力应该还言之过早,而且网络上所传播的技术性能参数可信性也未必高,至少在2007年前,大量入役的情况不可能出现,但可能完成试装测试。俄方曾放话,向歼10提供AL-31FN至少要到2014年,所以保守的说,在2010年前“太行”不可能成为歼10的主要配装动力,而在“太行”在完成稳定性评估和技术进一步升级前,成为歼11“后继动力”的可能性也不会很高。因为昆仑系发动机也曾遇到过类似的问题,所以,对“太行”寄于厚望的军友可能还要耐心等待,等待“太行”发动机的技术进一步升级并做好量产准备后,成为歼11的后继动力或可逐步取代AL-31FN为歼11所用。但是否可以应用于JH7系或J8系战机也未可知,但这里还需考虑一个成本的问题。而且,中国是否还有另外的WS项目也无从得知,推测中国军事发展从来就难,所以在此谨祝“太行”发动机能够早日成为我国的航发中坚。

  




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