中国自主研制的“太行”发动机还是不太行

根据某些媒体猜测，我国在第三代大推涡扇机方面的开山之作--太行是在测绘仿制CFM56核心机的基础上发展起来，而CMF56的核心机就是F110的核心机--GD25。结合各方面报道来看，太行从设计概念和总体结构上讲，确实基本与F110类似，采取了三级轴流式风扇，九级高压压气机，高低压双转子，高温升燃烧室，小涵道比，混合排气的总体设计。拜较大的涵道比所赐，太行的军用推力耗油率较低，加力比很大，约1.7左右。太行可以说是航空相对落后发展中国家后发优势和薄弱工业基础综合作用的产物，其在总体性能上属于第三代军用涡扇，但是在部分技术和工艺运用上却更为大胆，达到了某些四代大推的水准，与此同时又在材料使用上与航空强国有着较大差距，属于二代半水平。
　　 
　　珠海航展上的太行发动机，虽然此时太行已经向世人展出，但是其技术性能离完善成熟还有一定距离。
　　太行的技术特征：
　　首次采用带进气可变弯度导向叶片，超塑成型扩散连接的进气机匣，是国内该项设计技术的全新突破；三级风扇为带进气可变弯度导向叶片的跨音速气动设计，采用悬臂支承。并首次采用整体铸造钛合金中介机匣；
　　    　　太行带进气可变弯度导向叶片的跨音速气动设计的三级风扇
　　1.第Ⅳ级和Ⅷ级高压压气静子叶片，在国内首次实现了高温合金叶片的冷辊轧。研制成功的GH4169合金Ⅳ级至Ⅷ级静子叶片冷辊轧填补了国内高温合金叶片冷辊轧技术的空白。2004年12月底完成攻关，在国际上处于领先地位。
　　2.两级低压涡轮首次采用复合倾斜弯扭的三维气动设计，两级导向叶片均为空心、三联整体无余量精铸结构，与高压涡轮对转，其效率达到当今国际先进水平；
　　3.将纳米氧化锆技术应用于热障涂层，给“太行”发动机高压涡轮导向叶片以及低压一、二级导向叶片穿上了一层性能优良稳定的“保护衣”，达到了世界热障涂层技术应用的最前沿。2005年5月，完成该技术工程化，在“太行”发动机叶片上应用。2005年8月，用纳米氧化锆热障涂层技术喷涂的高压涡轮导向叶片解决了烧蚀问题，顺利通过了“太行”发动机长期试车考核。
　　4.复合材料外涵道机匣是国外第四代发动机技术，填补了国内航空发动机技术的空白；
　　5.加力燃烧室为平行进气式，工作范围宽，重量轻，流体损失小，采用分区分压供油方案，保证在发动机工作包线内可靠点火和稳定燃烧；
　　6.尾喷口为全程无级可调收敛扩散喷口设计。     　　太行的全程无级可调收敛扩散喷口
　　太行发动机的定型可谓是中国航空发动机领域最具有重大意义的事件。太行的研制成功具有深层次意义---我国已经拥有一款性能先进的三代航空发动机核心机。  


 　　在重型双发战斗机上试用的太行发动机
　　太行其实只是这个核心机的一个衍生型号。有了这个核心机，我国就能在关系到国计民生的重大动力领域实现突破。在这个核心机上衍生的大推力涡扇发动机，也就是太行，能够实现我国在重型双发空优战斗机，重型双发远程精确打击战斗轰炸机和中型空优战斗机及其对地改型上的动力完全自主生产，自主供应，自主维护。而以往这个位置是由我国从俄罗斯购买的AL31系列发动机占据的。太行目前已经装备了我国的歼十一B型重型空优战斗机---为了避免新发动机在装机实用过程中的风险，一般各国都首先把新发动机安装在双发飞机上使用。不过，由于太行发动机是我国在三代大推力涡扇发动机的首个也是唯一一个作品再加之太行在涡轮叶片和涡轮盘材料工艺上仍然与先进发动机的要求有较大差距，太行在装备歼十一B战斗机后，出现了一系列的技术问题，曾经导致这个型号的战斗机无法完全适应战斗力要求。这是航空发动机研制历程上再正常不过的事情。美国的F100发动机在装备F15后，也曾经导致F15战斗机大面积停飞，甚至使得美国不得不再研制出一款新的发动机F110应急。作为现代工业最为复杂和先进的产物，航空发动机在实用尤其是刚刚装备部队时暴露问题也是日后改进和发展的珍贵财富。太行在单发战斗机上的应用也随着近年来歼十试飞太行工作的开展而一步步走进。太行在歼十上进行试飞是从2006年开始的，可是由于当时太行技术并不成熟，为了寿命和可靠性，性能限制也较大，无法完全满足在单发飞机上应用的性能和可靠性要求。试飞工作并未大范围开展，只是进行了太行在单发战斗机上使用的一次验证性探索。不过太行在歼十一系列战斗机上的成功使用大大鼓舞了航空动力科研工作者的信心，也为太行在单发战斗机上试飞提供了性能和可靠性保证。预计从今年也就是2009年开始，太行将会安装在歼十战斗机上进行全面的试飞。等到试飞结束，太行装备单发战斗机歼十将标志着太行做为一款大推力军用涡扇发动机的完全成熟，太行将迎来生产型定型的里程碑式成功。从此，中国在三代战斗机发动机领域将拥有一型我们梦寐以求十几年的成熟型号！这个成熟，稳定而先进的平台将会在日后进行充分的改进。太行改进的主要有以下几个型号：
  　　1.增加可靠性和寿命的基本型号；弥补太行基本型号在可靠性和寿命方面的不足，进一步应用先进材料和控制系统，使得太行从推力级别到各种性能都完全达到国际第三代军用大推力涡扇发动机先进水平。这个改进的重点就是换装我国自主研制的DD6单晶涡轮叶片和安装我国为太行研制的全权数字控制系统。这些改进措施，将使得太行在寿命，可靠性，加速性，启动特性，升限以及推力曲线方面基本达到和超过现有俄罗斯发动机的标准，为今后实现完全不依赖俄罗斯三代航空发动机打下坚实基础。
　　2.增加推力和推重比的增推改进型号；目前太行虽然具有相当先进的核心机，但是由于我国在工业基础方面的差距，并没有把核心机的性能完全发挥出来。今后太行改进将会增加加力推力和推重比，完全释放先进核心机的性能潜力。预计太行增推改进型的加力推力能够达到13吨左右，甚至达到14吨乃至更高的级别，在加力推力上承接三代动力和四代动力；推重比预计达到9，甚至10左右，可以实现在中国四代动力不成熟的情况下保证中国未来四代战斗机的首飞和试飞任务。另外，我国在三代战斗机改进上也需要增推型太行。歼十作为一款空优中型战斗机是完全合格的，但是随着空军日后在对地打击任务方面承担更多的份额。笔者推断，我国也会在歼十的基础上改进出一款强调对地和精确打击的三代半中型战斗机。这款战斗机将在气动和结构设计上做出较大改动，机身加宽，进气道可能采用三维乘波设计（就是枭龙上目前采用的鼓包进气道），增加挂架数量和载弹量，这些改进对于发动机的推力性能提出很高要求。如果太行能够继续改进，加力推力在不长的时间内能够达到上述的14吨左右，就完全能够胜任歼十改型的推力要求。同样，我国也会在歼十一基础上改进出一款远程对地精确打击重型战斗轰炸机，这款战轰将会采用更新的机体结构---在结构设计和应用水平上超越俄罗斯苏35系列---而且具有更大的载油量和载弹量，从而在综合水平上超越苏30系列，接近或者达到F15E的作战效能。太行改进型也会在这样一款先进的战斗轰炸机上为我国攻防兼备空军战术体系的建立做出突出贡献。
　　3.大涵道比改进型；我国目前的安全局势整体较为缓和，但是在局部地区仍然具有爆发高强度战争的可能。为了实现我国地面部队的大规模战略快速部署，我国需要载重达到50吨左右的大型战略运输机。目前我国在此级别运输机动力领域属于完全空白，太行的核心机完全具备改进出大涵道比非加力型发动机的潜力，有足够的能力填补这个空白。我国的战略运输机设计应该参考前苏联的伊尔76系列机型，并进行适当放大和改进。太行的核心机经过改进后衍生出的大涵道比发动机将会把整机换算流量提升至200公斤每秒左右，单机最大推力达到13吨左右，完全可以满足伊尔76以及更大四发战略运输机的推力需要，满足我国战略运输装备体系建设的要求。如果对太行进行更加深入的改进，将整机流量提高的300公斤甚至400公斤每秒，则可以满足双发和四发大型干线客机的需求，今后将会实现我国民航动力的完全自主化。　　4.舰用燃气轮机；燃气轮机在近二十年成为军舰动力的首先选择，其功率输出较大，加速性能好，效率更高。我国在舰用燃气轮机方面也与世界有着较大差距，在我国新近下水并装备部队的主力舰只中，基本没有采用国产舰用燃气轮机的型号。在太行基础上改进出舰用燃气轮机也是完全可行并且意义重大的工作。
 
 　　国产QC185燃机——为“太行”涡扇发动机改装
　　目前，太行发动机还存在着大量的问题阻碍着其进行生产定型和大批量装备。比如，高空性能不足，空中开车较慢，叶片震动模型不够完善，某些部件国内尚不能保证大批量生产条件下的质量等等。不过，无论太行出现了什么问题都不是难以克服的，面对问题也不能抱有指责和放弃的态度。太行是我国实现航空动力自主化的关键型号，如果因为一些小问题没能坚持下去，我国的三代和四代动力型号很可能就从此一蹶不振，而坚持把太行搞下去则意味着我国有希望完全突破欧美发达国家最后的工业壁垒。太行发动机于05年定型，06年前后开始试用，现在仍然没有完全成熟，不过只要坚持用解决问题的态度面对问题，再过5年左右，太行即可担当撑起我国和平天空的重任！
　　由此可见，一款三代大推力涡扇发动机的研制成功能够带来多大的战略利益和经济利益。航空发动机，尤其是先进航空发动机，是一个国家最为宝贵科技财富。我国在第三代大推力涡扇发动机太行研制成功和装备部队以后，并没有停止发展的脚步。在深化太行系列发动机改进改型的科研工作的通过，也开始了对第四代大推力航空发动机的探索和研制。