“中國心”的歷史之路

萬宏蕾

1996年8月2日，貴州黎陽航空發動機公司工人正在安裝渦輪13系列的發動機

“沒有制定國家層面、統一的長遠發展規劃，缺乏充足的資金投入和穩定的政策支持，這是導致中國航空發動機長期落后的重要原因之一”

2016年5月，整合40多家單位的中國航空發動機集團有限公司（簡稱中國航發）正式注冊成立。

這是中國近年來加速航空發動機自主研發的最新縮影。

自上世紀開始，美國便把航空發動機列為僅次于核武器的第二大軍事敏感技術。航空發動機的重要性，從此可見一斑。

2013年，國務院辦公廳印發的《促進民航業發展重點工作分工方案的通知》指出，引導飛機、發動機、機載設備等國產化，形成與中國民航業發展相適應的國產民航產品制造體系，建立健全售后服務和運行支持技術體系。

2015年全國兩會期間，國務院總理李克強在政府工作報告中，首次將發展航空發動機、燃氣輪機列入國家戰略新興產業。

“中國航空工業經過60年的發展，取得了舉世矚目的巨大成就。然而，與世界航空強國相比，航空發動機領域仍是我們的‘軟肋。”國防973首席科學家、長江學者特聘教授、北京航空航天大學能源與動力工程學院院長丁水汀告訴《瞭望東方周刊》。

當中國希望建造自己的大型客機時，卻發現沒有一顆可用的“中國心”——“中國幾乎所有民航飛機發動機都依賴進口，軍用發動機則是仿研+引進為主，自主研制的型號少。”丁水汀說。

不過，這一局面正在發生變化。

“對我們來說，最艱難的時候已經過去。”丁水汀說。

一邊建廠，一邊試制

中國的航空發動機從軍機起步，歷經了引進修理、測繪仿制和改進改型三個時期，現處于自主發展的起步階段。

“中國真正開始預研發動機是在上世紀70年代，更早的五六十年代，我們只是做一些航空發動機的修理和跟蹤研制。”北京航空航天大學航空發動機結構專家杜發榮告訴《瞭望東方周刊》。

1951年組建的哈爾濱、沈陽、株洲三個航空發動機修理廠，成為中國航空發動機制造業的基礎。

其中，株洲航空發動機廠前身是個炮彈廠，剛建廠時一千多職工都不熟悉航空技術，僅有的100臺設備也很陳舊。從中不難看出，新中國航空發動機工業可謂白手起家。

“當時國家給予充分支持，還有蘇聯提供技術援助，自主摸索下，一年后就基本掌握了當時M-11發動機的全套修理技術。”杜發榮說。

不過，依靠外部援助畢竟不是辦法。“當時中國從蘇聯引進航空發動機，對方只轉讓生產圖紙，而且是其即將淘汰的發動機型號。”杜發榮說，“比如從蘇聯引進渦噴-5發動機的時候，蘇聯的軸流式發動機已經出來了，離心式都已經面臨淘汰。”

當時，有關部門要求，發動機要在1957年國慶節前試制成功，并投入生產。為了實現這一目標，沈陽航空發動機修理廠一邊建設新廠，一邊試制。

“最終，這批渦噴-5發動機于1956年6月就通過了鑒定，批量生產時間比原計劃提前近一年多，主要用于國產殲-5戰斗機。”杜發榮回憶，“這一時期，中國從活塞式發動機發展到噴氣式發動機，是當時世界上為數不多的幾個可以批量生產噴氣式發動機的國家之一。”

飛機研發需“動力先行”

不過，由于上世紀80年代初期，中國空軍裝備體制發生變化，殲-9、強-6等飛機計劃相繼下馬，作為配套的渦扇-6也失去了使用對象，研制計劃于1984年初正式取消。

“這導致中國在航空動力方面與世界先進水平的差距逐漸拉大，一度達到二三十年以上。”杜發榮說。

航空發動機研制極其復雜、投入龐大，產品和技術開發周期長，一代航空發動機從最初技術預研、立項，到定型批產至少需要15～20年，甚至30年之久。

據統計，國外第一代噴氣式戰斗機飛機研制周期約4年，發動機研制周期為5年左右。二代戰機研制周期為5～7年，發動機研制需7～8年。三、四代戰機研制周期為6～10年，發動機研制周期10～15年。

因此，為了滿足飛機的研制進度，航空發動機須先行立項，相對獨立地開展研制工作。

從研發機制來說，“動力先行”也是國外航空發動機發展的一個基本客觀規律。

但是，中國長期沿襲的基本原則是：飛機立項后，發動機才立項。沒有飛機型號，就沒有發動機型號，也沒有關鍵技術研究所需的經費。這種飛機和發動機“綁定”的做法，使發動機不能提前安排獨立發展，必然會拖飛機的“后腿”。

另一個問題是，往往上了型號還不知道支撐型號的技術在哪里。此前，整個行業重型號、輕技術，人力、物力、財力都圍繞型號，忽視對技術的獲取。導致型號的研制沒有堅實的技術支撐，造成型號研制周期長，耗資大，性能、壽命、可靠性、安全性都難以達標。

為何要抵制國際“誘惑”

“縱觀中國航空發動機半個世紀的歷程，我們沒有掌握關鍵技術以支撐先進發動機的研制，這是最大的失誤。”丁水汀認為。

實際上，早在上世紀，中國在堅持完全自主創新的路徑上就曾有過成功的先例。

2013年11月5日，參觀者在上海新國際博覽中心參觀一臺國產飛機發動機模型

上世紀70年代末，中國航空發動機專家陳懋章被派往英國帝國理工學院從事航發研究，歸國后，陳懋章大膽提出一個當時被外國光環籠罩而無人質疑的問題，并在此基礎上研制了新型裝置，保證發動機在整個飛行包線內穩定可靠工作，從而排除空中熄火故障。

研發成功后，配裝了這種發動機的某殲擊機曾兩次參加珠海國際航展飛行表演，獲得成功，而這一項目也于1999年獲國家技術發明二等獎。目前，利用這種技術的發動機已用于多種飛機，至今仍是中國裝備部隊最多的一種發動機。

另一關鍵技術則是航空發動機壓氣機和機理研究，同樣出自陳懋章團隊。這種技術用于國內某直升機發動機上后，順利完成了包括試飛在內的多項嚴格試驗考驗，大幅度提高了直升機性能。中國成為世界上兩個掌握該項技術自主知識產權的國家之一。

但是，總的來看，目前中國航空發動機的核心技術掌握依然相當不足。

這其中有一點原因不可忽視。

“國外航空大國總在中國發展航空發動機的關鍵時刻拋出‘橄欖枝，導致我們總在采購、測仿和自主研發之間徘徊，甚至陷入反復‘測繪仿制的怪圈，無法完全走自主發展的道路。”丁水汀說。

“可以說，實際上是國際‘誘惑把中國的航空發動機投入死地。”杜發榮說。

“小發”也艱難

2002年，研制周期長達18年的“昆侖”發動機被國家軍工產品定型委員會正式批準定型，用于裝備殲-7、殲-8飛機。作為中國第一個完全自主知識產權的發動機，昆侖發動機結束了中國長期以來只能測繪測仿、改進改型的歷史。

更受關注的是2005年12月28日通過定型審查的“太行”渦輪風扇發動機。“太行”發動機早在1987年就已立項，不僅是當時研制的“新殲”配套動力，也是蘇-27國產化型號的后繼動力。這一型號完全由國內自主研制，幾乎應用了當時國內航發領域掌握的最先進技術，加上對應了核心機先進技術，具備相當不錯的技術指標。

目前，經歷近30年的故障排除及性能改進，脫胎換骨的“新太行”發動機已經成熟穩定，并且開始批量生產裝備。

“不過，相比依靠國家支撐的大發動機，通航用的小型發動機，國家幾乎沒有投入。”丁水汀研發團隊成員劉江告訴《瞭望東方周刊》，“后果是，如果中國企業不堅持，這一塊產業就沒了。”

“‘小發主要應用于航模、高速無人機、通用航空等。”劉江說，“‘小發與‘大發的工作原理、設計研制基本矛盾都是一致的。不僅戰斗機、民航用的大發動機很難做，小發動機也有自身的難點。”

2004～2010年，丁水汀團隊一直在做航空發動機基礎研究，“那時‘小發的需求沒有現在這么旺盛，行業里基本就是全球采購，照著樣機，沒有脫開仿制的套路。”丁水汀說。

事實上，最初丁水汀團隊也是仿制樣機，不到一年時間就做出了樣機，但性能達不到要求。后來，他們拋棄了樣機的限制，把十幾年基礎研究的成果應用到自己的型號上，基于國產化的材料和工藝，全新研制，歷時5年研制成功。“現在看來，這些買樣機測繪的，沒有一個做成的。”丁水汀說。

“應用研究需要漫長的過程，光砸錢是買不到的。”丁水汀說，“很多年輕人經不住資本的誘惑，在商業化過程中變成了技術的二道販子。”

“我們團隊最初十六七個人，漫長枯燥的研發過程中走得只剩七八個人。有兩位元老級團隊成員前后堅持了8年時間，掙的錢還沒有‘二道販子多。”劉江補充，“最難的時候，大家覺得還不如給人畫圖去。”

到2010年，丁水汀團隊把核心技術難題全部解決了。不過，這只是基礎研究工作的結束，下一步是研制整機產品。

政府主導，各盡所能

中國的航空發動機開始于修理和測仿，這一環節對總體（設計、材料、制造、試驗、驗證、使用、維護等全產業鏈總體）的依賴度低，這導致中國缺乏對航空發動機系統性和全局性規劃。

航空發動機這樣的高精尖領域，遠非市場能夠獨立解決問題。在各個國家，航空發動機的研制基本形式都是政府主導，工業界、學術界各盡所能。

一些國家，雖然研制主體是企業，但大量投資來自政府。“政府往往直接向企業投資研制軍用發動機，獲得的技術再間接向民用發動機領域轉移。”

“美歐俄采取的產學研合作模式非常有效，各個環節既有明確合理的分工，又有利于發揮各自的優勢。在全產業鏈中，我們有做得好的部分，也有不好的地方，總體來說還有很大提升空間。”劉江認為。

比如，一個關鍵性的問題在于，“中國還沒有類似美國NASA這樣的機構，沒有專門的隊伍從事基礎研究工作，這是當前組織體系中的缺失。”杜發榮說。

美國NASA及其下屬的格林中心、蘇俄的CIAM等機構，不直接承擔型號研制任務，但為型號研制提供科學技術支持，根據國家戰略需求對預先研究的頂層設計規劃，承擔科研任務。

從基礎研究起步的丁水汀團隊，目前的自我判斷是“已經走過了最艱難的時光”。

“有了充足的基礎研究積累，樣機的研制非常快。”杜發榮說，“只要通過了可靠性等航空安全標準，后續的融資就不成問題。”