印度“卡佛里”航空發動機研發帶來的啟示

張偉 周平

回顧和總結“卡佛里（Kaveri）”航空發動機研制發展歷程，進而分析導致其發動機研制受挫的原因和從中受到的啟示，對我國選擇航空發動機研制發展道路、形成以市場為導向的技術和制度創新具有一定的借鑒和參考價值。

“卡佛里”航空發動機是印度專門為自行研制的“光輝”戰斗機（LCA）而配套研制的渦扇發動機。

“卡佛里”航空發動機最大推力8051（da N），中間推力5100（da N），推重比7.47，空氣流量78（kg/s），涵道比為0.16，總增壓比22.75。同時，發動機的風扇為3級軸流式，采用跨聲速設計，增壓比3.5，高壓壓氣機為6級，進口導流葉片和前2級靜葉可調，高壓渦輪為1級軸流式，氣冷高負荷定向凝固葉片，低壓渦輪為1級軸流式，氣冷渦輪，環形燃燒室，帶突擴擴壓器和氣動霧化燃油噴嘴；加力燃燒室分區點火，尾噴管為可調收-擴型，起動系統采用噴氣燃料起動機，發動機使用KADECU的FADEC控制系統。

印度國防研究與發展組織（DRDO）獲得印度國防部的授權，為LCA戰斗機研制一款國產航空發動機。1986年，印度啟動國產“卡佛里”航空發動機研制項目（“GTX-35VS”項目），項目計劃總投資8970萬美元。截止2014年12月，印度在“GTX-35VS”項目上研制總成本已高達33億美元。

從時間上看，“卡佛里”航空發動機的研制可分為兩個階段。

1.印度自行研制階段（1986-2006年）

1989年，已啟動3年的“GTX-35VS”項目全面展開，在研制階段計劃制造17架原型機用于地面和飛行測試，于1997年交付使用。然而項目在研制時卻一路受挫，直到1995年，第一臺發動機原型機“Kabini”（實為核心機）首次運轉成功，1996年第三臺發動機原型機（整機）地面試車成功，1998年底用于地面試驗的5臺原型機制造完成。2002年印度國防部批準LCA“光輝”MK-Ⅰ型戰斗機項目小批量生產，首批包括8架（空軍型）和2架（海軍型）戰斗機。

由于國產“卡佛里”航空發動機存在的重大技術問題短時間無法解決，2004年2月印度國防部與GE公司簽訂采購17架總價值1.05億美元F404升級型航空發動機。2004年6月“卡佛里”航空發動機在俄羅斯進行高空飛行測試失敗，之后，印度國防部不得不又從GE公司訂購40臺F404發動機，用作首批20架LCA戰斗機的配套。

2.印法合作研制階段（2006-2018年）

印度公開邀請美國普惠、法國斯奈克瑪等公司參與“GTX-35VS”項目，2007年，印度燃氣渦輪研究院（GTRE）改進“卡佛里”的研制生產，將“GTX-35VS”項目分為前、后兩個階段。

前階段的主要任務是繼續完成自行研制階段的后續設計和各項試飛測試任務，繪制“卡佛里”性能測試包線，為發動機批量生產做好技術準備；而后階段則是與法國共同組建卡佛里―斯奈克瑪聯合發動機制造合資公司，實現該航空發動機批量生產，同時對“卡佛里”發動機性能進行適應性改進和提高。

截止2008年2月，該航空發動機總計完成了1700多時數的測試任務，其中含兩次在俄羅斯進行的高空試飛測試任務，但一直沒有解決發動機嚴重超重和推力不足問題。2008年9月印度國防部不得不為LAC戰斗機再次購買國外發動機。

截止2010年6月，卡佛里―斯奈克瑪聯合公司共生產8臺原型機和4臺核心機，完成2000多時數的試飛測試任務。期間還將法國“陣風”戰斗機安裝“卡佛里”航空發動機（核心機）進行試飛測試任務，該“卡佛里”航空發動機（核心機）最大推力達到85千牛。

2010年，該發動機在俄羅斯進行不同海拔高度下的飛行性能測試任務，并成功完成在伊爾-76測試平臺上超音速飛行性能測試任務。2011年5月，該發動機完成12000多米的高空飛行測試。截至2011年12月，總計生產9臺原型機整機和4臺核心機，共計完成20500多時數的各類飛行測試。

由于該項目已嚴重超支，且全部6個關鍵設計指標中只有2個勉強達到，2013年1月印度GTRE終止與法國斯奈克瑪公司的合作，項目研制在失去法國技術援助后進展變得更為緩慢。

2014年11月18日，由于發動機技術性能不達標，研制進度嚴重滯后，印度DRDO宣布終止“GTX-35VS”研制項目。

2016年因采購法國陣風戰斗機，印度決定再次借助法國的技術完成這款發動機的后續研制工作，該項目在中斷2年后重新迎來生機，之后又因法國援助開發成本過高再次使發動機研制進入無限期停擺狀態。

印度試圖在法國、俄羅斯等航空強國的技術援助下，通過“卡佛里”航空發動機研制，幻想在短時間內從航空發動機維修、維護和組裝階段“一步登天”，達到世界航空強國才具有的發動機自主研制、創新能力的高度。從表面看，這似乎是條“捷徑”，但在其發動機研制發展上出現的問題也值得深思。

1.選擇航空發動機研制發展道路舉棋不定

印度航空發動機行業起步較晚， 航空技術基礎能力嚴重不足，航空工業幾十年來沒有形成自身完整的設計、制造、試驗體系。其研制發展道路在堅持自主研制還是引進國外先進技術時從一個極端走向另一個極端，并不斷反復，沒有堅持獨立自主研制航空發動機這一基本國策。引進國外先進技術沒有立足國情， 甚至對引進的國外技術也缺乏消化吸收的配套計劃和在引進基礎上的發展戰略。

2.沒有形成以市場為導向的技術和制度創新

印度航空發動機行業尚未走入良性選擇航空發動機研制發展道路循環，航空發動機技術和管理制度落后，研制經費主要依靠政府撥付，以高度計劃管理和政府決策來代替企業決策和管理，沒有形成和實施以市場為導向的技術和制度創新，導致研制項目難以實現設計意圖和滿足用戶要求，研制成本過高，進度和產品質量失控。

3. 追求高指標導致關鍵技術指標達不到設計要求

印度“卡佛里”航空發動機研制被不符合國情、片面追求高指標的政治需要所左右。在研制之初，印度燃氣渦輪研究院（GTRE）為獲取印度國防部認可，為該航空發動機設計的技術指標就過高，導致研制中發動機多數關鍵技術指標不達標。例如：按照GTRE設計要求發動機最大推力100千牛，但后來LCA戰斗機配備的GE公司的F404發動機，其最大推力也只有88千牛，設計的最大推力超出其近13%，過高的技術指標加大項目研制的技術難度，導致發動機多數關鍵指標達不到設計要求。

4.采取型號牽引“直通車”欲速則不達

急于政治需求， 趕超世界航空發動機強國的先進水平，在型號研制中過于急功近利， 沒有有效控制技術風險，造成欲速則不達的結局。在部件研制和系統匹配方面缺乏技術儲備， 對系統集成和發展的難度沒有足夠重視，研制中的部件和核心機都是以組成型號發動機為目標， 注重綜合性能，忽視關鍵技術的充分驗證、技術的通用性、設計技術的成套性和應用性。

5.航空技術基礎薄弱帶來研制挑戰失敗

渦扇航空發動機的研制是一項系統工程，其涉及產品設計、制造、工藝、材料、試驗驗證等多個技術領域。印度一直沒有形成自身完整的航空工業體系，技術基礎能力嚴重不足，其航空技術基礎薄弱主要表現為：

一是作為主設計單位，印度燃氣渦輪研究院（GTRE）在研制渦扇發動機方面缺乏經驗，只完成過GTX37-14U型加力噴氣式發動機研制，其后在該型發動機基礎上改進設計研制TX37-14UB渦扇發動機以失敗告終，所以GTRE并沒有走完研制渦扇發動機的全流程，缺乏必要的技術儲備和經驗積累；

二是印度航空基礎材料和制造能力不足，導致發動機的葉片、渦輪等關鍵零部件的設計和制造長期不過關；

三是印度航空工業缺乏必需的測試設備和能力，導致該發動機測試依靠法國和俄羅斯，測試進度緩慢，特別是空中測試斷斷續續，且測試中出現的問題也不能及時得到解決。航空技術基礎薄弱直接導致其發動機研制受挫。