http://www.sciencehuman.com 科学人 网站 2016-09-06
在近日举行的空军航空开放活动上，近期数次执行南海战斗巡航任务的“战神”轰-6K首次与公众见面。京华时报记者张斌摄
直-9参加航空开放活动。京华时报记者张斌摄
空军特级飞行员吴国辉
作为现代工业“皇冠上的明珠”，航空发动机一直是中国航空产业的“心”病。伴随我国第12家军工企业在京挂牌成立，国人对这家专注航空发动机的企业寄予厚望，希望它能取得当年“两弹一星”那样的成就。昨日，为期4天的空军航空开放活动落下帷幕，34型国产化武器装备中20余型军机引来全国关注，同时也给人们带来冷思考：对航发产业需求巨大的大国空军，目前国产化占比如何，达到什么样的水平？我们离航发强国还有多远？
□揭秘
所谓的国产化并不是完全的自主研发
今年57岁的空军特级飞行员吴国辉，大校军衔，曾任空军八一飞行表演队队长、空军航空兵某师副师长，有着30年飞行经验。作为一名有实战经验的老飞行员、如今国防大学后装教研部的教授，他在研究军事高科技、空军武器装备、装备安全管理方面有着独到见解。
目前，我国航空发动机国产化占比及性能究竟达到什么样的水平？近日，吴国辉在接受京华时报记者专访时表示，我国在工业化进程中建立了独立的航空发动机工业体系，仿制生产的发动机性能，在20世纪六七十年代就达到相当高的水平，在主要作战飞机中，国产发动机已经占到了90%左右的比例。
这里所谓的国产化，并不是完全自主研发的国产化，而是经过了一个引进、测仿、改进、创新的过程。由于我国的工业基础薄弱，为了满足军事上对航空发动机的强劲需求，采用苏联援助与引进生产的方式，在对苏联发动机生产技术引进、消化的基础上，进行型号改进，逐步实现规模化、系列化国产，基本满足我国空陆海航空部队的需要。
“没有过去引进、仿制、改进的过程，就不可能建立航空发动机体系化的工业体系，不可能为航空兵部队作战训练提供持续可靠的保障，也不能培养锻炼发动机的设计、试验与生产人才队伍，这是今天航空发动机集团创新发展的基础。”吴国辉说。
上世纪六七十年代，我国生产的航空发动机整体性能与当时世界主流水平相比差别并不大，根本的差距是国产发动机是以仿制改型为主，没有一型完全自主创新研制生产的发动机。
“不仅是没有自主知识产权，而且没有掌握核心技术。”吴国辉说，因此，到了上世纪八九十年代，当美国、欧洲、俄罗斯的航空技术迅速发展，三代战机普遍装配涡扇新一代发动机的时候，我国仍然在涡喷系列发动机的改进上“打转转”，在引进仿制与自主创新的道路上犹豫不前，本来与世界先进水平不大的差距，一下子拉大了。不仅新一代战机缺乏先进引擎的驱动，而且在役发动机也有一些质量安全隐患，被国人称之为“心脏病”难除。
主战机只有少量三代机装备进口发动机
经过60年的发展，我国已具备战斗机、轰炸机、强击机、运输机、教练机等多机种体系化飞机生产能力。与此相适应，建立了相对完整的发动机研制生产体系，具备了涡桨、涡喷、涡扇、涡轴等类发动机的系列研制生产能力。国产发动机主要装配在歼击机、强击机、轰炸机、歼击轰炸机等主战飞机上，只有少量三代战机装的是进口发动机。
例如，国产歼-5、歼-6、歼-7、歼-8等战斗机，适配了相应的涡喷-5、涡喷-6、涡喷-7等系列国产化发动机。随着“太行”发动机稳定性、安全性和可靠性的提高，已经大量安装在歼-11、歼-15、歼-16等三代战机上。
在轰炸机方面，轰-5、轰-6实现了发动机的国产化。运-7、运-8等运输机使用的涡桨发动机全部国产化。
随着直-9、直-8、直-10等整体技术的成熟，在引进的基础上实现涡轴-8、涡轴-6、涡轴-16发动机的系列化发展，为我国快速扩大的国产直升机群提供了可靠的动力来源。
当前，我国航空工业正处于由大向强、由跟进追赶向比肩发展甚至弯道超越的阶段，无论是新一代的战斗机、轰炸机、运输机、无人机等军用机，还是大型客机、各类通用机，都迫切需要先进发动机强劲而可靠的驱动腾飞，航空发动机的又好又快发展已经成为“中国梦”的应有之义。
吴国辉坦言，国家已在中长期科技发展规划里明确把发动机作为一个重大科技专项来全力攻关发展，下决心集中人力、物力、财力自主研发系列化新型发动机，国产航空发动机进入了前所未有的发展快车道。在这样的背景下，中国航空发动机集团的成立，可以说是应运而生，任重道远。
军方在航发领域发挥牵引推进作用
“航发”集团成立后，航空发动机发展方面军方将有何突破？在空军航空开放活动上，空军装备部综合计划局局长王中华大校表示，航空发动机号称现代工业“皇冠上的明珠”，具有高压、高温、高转速的特点，生产难度极大，不是一个新手国家可以介入的领域。航空发动机对空军至关重要，航空兵要高飞远航，必须有航空发动机来支撑。
这些年来，航空发动机通过自主研制正向自主创新、自我保障方向发展，航空发动机发展将由中国制造向中国创造推进。军方在航空发动机领域发挥着牵引和推进作用，通过提出合理战术技术要求，严格组织管理和科学验证，部队持续使用，都推进着发动机发展。
“空军对航空发动机高度关注，将给予最大努力和配合。相信在不远的将来有更可靠的发动机能够交付部队，支持空军战斗机和其他军种的转变。”王中华说。
□追溯
我国航空发动机发展史
上世纪50年代，中国航空发动机工业从零起步，走过了一条充满荆棘的道路。1956年，中国第一台涡喷-5发动机在沈阳仿制成功，此后很长一段时间，中国航空发动机都以仿制和改进为主。
就算仿制也不容易，甚至在没有操作手册的情况下，要将航空发动机正确拆开都很难。例如，几平米厘米的叶片上分布着很多小孔，小孔的位置设置极为讲究，都是根据记录走向而定的。因此直至2002年，国产涡喷-14“昆仑”发动机定型，中国才首次走完了自行研制的全过程，也一跃成为继美、俄、英、法之后的第五个航空发动机生产国。
飞豹战机所用的发动机就是国产的，名为“秦岭”，这也是中国第一个通过购买专利并成功国产化的发动机产品。从引进到国产化，其间经历了30年产业升级。1972年，中国与英国接触，讨论引进劳斯莱斯公司的斯贝民用涡扇发动机。1974年，在谈判过程中，让人惊喜的是，中国直接获得斯贝军用发动机的专利，这在当时属于顶尖产品。然而，虽然拥有专利，当时中国的工业新材料等技术太过落后，直至2013年这一条国产化道路才走完，被装备在歼轰-7飞豹战机上，飞豹也成为我国唯一一个完全摆脱对进口发动机依赖的主力战机。
2005年12月，涡扇-10也就是俗称的“太行”发动机研发成功，成为我国首个具有自主知识产权的高性能大推力涡扇发动机。“太行”发动机的研发之路同样颇为艰难。在试验试飞中，先后发生各种技术问题和故障200多项。经过刻苦攻关，“太行”发动机终于在歼-15战机上装备，并于2012年首飞成功。今年初曝光的一组歼-20装备上，有军迷发现有一架歼-20也装备了一台“太行”改进型发动机。有军事专家表示，“太行”发动机可以直接装备在第四代战斗机上，它为今后继续发展更先进更成熟可靠的发动机奠定了很好的基础。
□对话
有望5到10年赶上世界先进发动机现有水平
京华时报：我国在两弹一星、载人航天、高铁等多个领域取得傲人成就，但在发动机发展道路上为何如此艰难？
吴国辉：这主要是由航空发动机的高技术、高投入、高风险与高垄断等特性造成。
众所周知，航空发动机不仅要动力强劲，而且需要在高速、高温、高压的环境长时间可靠稳定地工作，涉及设计、材料、制造、控制、工艺等诸多核心技术。目前只有美国、欧洲、俄罗斯等具备先进发动机的独立研制生产能力。
客观地看，我国在发动机领域跟美、欧、俄差距还是不小的。主要体现在几方面：
一是发动机发展理念相对滞后。先进国家大都把航空发动机作为一个独立产业、重要系统来管理与发展。他们的理念是根据发动机来设计飞机，而我们是先设计飞机，再来选发动机，没把发动机放在应有的地位，作为主要领域来平行发展。结果是发动机拖了飞机的后腿。表现在发动机的发展道路上，就是长时间走引进、测仿、改进的老路，没有适时下大决心坚定地走自主创新之路。虽然满足了部队的急需，但是没有真正掌握核心技术，从而丧失了一些自主发展的良机。
二是管理体制与管理模式相对落后。我国航空工业建立以来，是将发动机作为航空工业的一个部分、飞机的一个重要系统进行管理。这种体制与模式在计划经济时代有利于集中力量、统一行动，发挥了重要作用。但长此以往，一方面，发动机产业各个所、厂之间在核心技术创新的资源竞争、协力攻关等方面存在一些不协调现象；另一方面，总体上带来小而全、分难聚，行不远、舍难弃的纠结，结果必然相对弱化了发动机的专业性与重要性，不利于长远筹划、规模化生产与市场竞争。
美国、欧洲、俄罗斯则是组建像通用动力、普拉特·惠特尼、罗尔斯－罗伊斯、联合发动机制造等集团公司来进行统一管理，利于产业规划、优化资源、集力攻关、规模生产与市场竞争，形成了技术与市场的垄断地位。
三是发动机整体水平偏低。主要体现为：性能指标上推重比低，经济性上油耗比大，安全性上可靠性差，规格品种上产品有短板，生产规模上市场竞争力不强等。提高发动机的整体水平，从技术上讲，需要突破发展理念、原创设计、优质材料、精密制造、工艺标准、系统控制等难关，也需要一个较长的研制、生产、试验、使用与完善的过程。
京华时报：航发集团的成立能否彻底解决航空发动机的“心”病？
吴国辉：国家成立航发集团，为航发事业从体制上奠定了大发展的基础。个人认为将发挥3个重要作用：
一是战略规划管理作用。国家已将发动机作为实现中国梦、推进航空工业升级发展的重要引擎与重要抓手。成立航发集团就是要从国家层面承担主责，来落实发动机重大专项发展规划，统一规划产业发展战略，统一制订技术发展路线图，统筹协调各方资源投入，集中解决突出矛盾问题等。在这些方面，集团都将起到我国航发领域总设计、总指挥、总协调的作用。
二是集团统一管理功能。航空发动机技术密集、系统复杂、投入巨大、产业链长，涉及部门环节多，特别是面对发展需要日益拓展、科技发展日新月异、市场竞争残酷激烈的形势，我国产业要立足自主创新、规模发展，就必须充分发挥社会主义国家集中力量办大事的传统优势，借鉴现代先进企业集团化、规模化生产的先进经验，运用先进管理思想，创新企业管理模式，优化组合行业资源，对集团所属企业实行统一管理，打造具有世界影响力的中国航发研制生产与经营“航母”。
三是技术创新指导功能。中国的航发产业根本出路在自主创新，目前我国航发产业正处于型号大发展、技术大创新的全新时期，成立航发集团，有利于从整体上根据发展战略与技术路线，瞄准先进水平，集中优质资源，把握重要环节，突破核心技术，按照大推力发动机、中推力发动机、小推力发动机的三种规格分工，采取军用民用双向推进路径，全面推进技术创新，赶超世界先进水平。
京华时报：我国有望多久赶上其他强国？
吴国辉：一型发动机从设计、研制、生产到完善需要一个较长的时间周期，通常在10年以上。例如，我国独立研制生产的某新型发动机，就经过了18年的磨砺，才真正形成部队的作战能力。航发集团的成立，有利于加快新型发动机的系列化发展，集举国之力，可望在重点型号发动机的核心技术上取得突破，有望5到10年内赶上世界先进发动机现有水平。但整体上赶超世界发动机研制强国，不能脱离国情军情，需要整体水平的提升。
京华时报：军队能对航空发动机发展起到哪些作用？
吴国辉：军队是国产发动机主要用户，现在军队对发动机需求非常强劲和紧迫。中国航空发动机企业也希望能够生产出更多更好的性能先进、可靠性高的发动机保障军队的需要。可以说，双方既是供求关系，又是依存关系，是命运的共同体。
从军队来讲，重点做好三方面工作：一是科学提出军事需求。随着军队战斗力的提高，作战样式的转变，我军到底需要一些什么样的发动机，需要达到什么样的战技指标，需要发展到什么样的作战使用规模，这些都是航发产业发展的依据，军队要及时跟航空工业沟通，准确提出发展牵引，使航发集团明确自己的方向，科学规划发展路径。
二是多用国产发动机。发动机研制生产有一定风险，技术的成熟与稳定需要一个发现问题、完善改进的过程。对军队来说，当然希望或者要求发动机性能先进、质量稳定、安全可靠，还要便于保障，但最核心的还是安全问题。
如果发动机存在质量安全问题，对飞行安全、作战任务、作战效能就会产生直接的制约作用。飞行员将发动机称为“心脏”，他们在作战训练中什么都不怕，就怕发动机出毛病。不仅是生命安全的威胁，而且需要面临挽救战鹰与跳伞逃生的两难选择。但总体上，军队对国产发动机是有信心的，盼望新一代战机都能装配国产新型发动机。对在部队战备训练或者作战使用过程中暴露出的问题，都能及时采集和科学分析，并且向发动机工业部门准确反馈，共同研究，有效解决，从而不断提高发动机工业水平。
三是主动参与新型发动机的研发。军方，特别是飞行员，对发动机的技术发展潮流与使用规律十分敏感，具有天然的第一手优势。因此，军方要密切跟踪、掌握世界先进发动机领域新技术、新潮流，主动参与，和航空工业部门一起来共同研究军事需求、设计原理样机、研究试验方法、确定技术标准、监督研制质量、提出改进建议，共同推进新型发动机的研发，走出军民融合式研制新型发动机的路子。
京华时报：航空发动机完全实现国产化的意义是什么？
吴国辉：航空发动机相当于是整个航空产业腾飞的引擎，战机打胜仗的心脏。同时，它又是一个技术性、竞争性非常强的产业，对空军的转型发展与作战胜利，对整个航空工业的升级换代将具有重要作用。这个战略性意义，对国家安全、航空产业，甚至中国制造业水平的提高来说，不亚于“两弹一星”、载人航天等重大科技成果的价值。
京华时报：在发展道路上，军用发动机跟民用是否会有所侧重？
吴国辉：从发动机的使用规律来讲，过去先进发动机通常优先在军用领域使用。但随着航空的快速发展，现在世界先进发动机集团，市场份额主要在大量民用机上，大推重比、节能、环保、安全与自动控制的新型发动机日益在民用客机上运用，高超声速、新循环体制新型发动机则主要在军机上运用。航发集团建立以后，除了突出满足军用以外，也会注重满足民机的发动机使用需求。只有军用、民用两翼齐飞，才能迎来中国航空发动机的蓬勃发展。
京华时报记者潘珊菊
[新华网]