出品：科普中國

　　策劃：白 璐

　　作者：璦敏工作室

　　監(jiān)制：光明網(wǎng)科普事業(yè)部

　　太行，是一個永恒的話題。這個號稱“天下之脊”的山脈，中國第一臺大推力渦扇發(fā)動機以此命名，其含義不言自明。航空工業(yè)被比作現(xiàn)代工業(yè)的“皇冠”，而在航空裝備中，最受關注的當屬航空發(fā)動機，因此更被稱為現(xiàn)代工業(yè)“皇冠上的明珠”。

　　長期以來，一直有人不理解，為什么我們造得出“長征”火箭、“神舟”飛船，造得出“北斗”衛(wèi)星、“梟龍”、“猛龍”，卻偏偏造不出先進的航空發(fā)動機。

　　如今，隨著國產(chǎn)改進型“太行”發(fā)動機的試驗成功，該型發(fā)動機已經(jīng)經(jīng)歷了無數(shù)次地面和空中考核，得到了試飛員“該型發(fā)動機性能優(yōu)于國外同類發(fā)動機”的高度認可。航空發(fā)動機本就不是一日之功，“太行”如今已成我國航空工業(yè)自主創(chuàng)新的代名詞，這樣一顆澎湃有力的 “中國心”，對我國空軍和航空工業(yè)的建設發(fā)展具有里程碑式的重要意義。

　　將登太行雪滿山

　　航空發(fā)動機這一“工業(yè)之花”，是高度技術密集型產(chǎn)品，但長期以來，我國研制的航空發(fā)動機多為蘇制或歐美發(fā)動機的仿制或逆向工程，那么自主研發(fā)的發(fā)動機就真的沒有嗎？當然有，但其中有半途而廢的渦扇6，也有時至今日仍處于攻堅期的諸多型號。這并不是說我國的航空發(fā)動機工業(yè)不行，而是因為這是一個需要經(jīng)驗和積累的行業(yè)，中國航空工業(yè)人從零開始白手起家，達到今天的水平已實屬不易。

　　2005年12月28日，我國自行設計研制、具有自主知識產(chǎn)權的第一臺大推力渦扇發(fā)動機——“太行”呱呱墜地。正如詩中所言，“將登太行雪滿山”，真的研制出“太行”發(fā)動機，其難度可謂超乎想象。我國航空工業(yè)人歷經(jīng)數(shù)十年艱苦攻關，突破了數(shù)十項核心關鍵技術，攻克了200多個重大障礙和技術難題，才在世紀之初研制出這顆強健的“中國心”。“太行”發(fā)動機采用了帶進氣可變彎度導向葉片的三級風扇、多級靜子可調(diào)的壓氣機，帶有復合冷卻技術葉片的高壓渦輪、彎-扭組合氣動設計的低壓渦輪、平行進氣和分區(qū)分壓供油的加力燃燒室，設計性能已經(jīng)達到較為先進水平。

　　我國的航空發(fā)動機事業(yè)，是從上個世紀70年代開始初步摸索，到上個世紀80年代才正式起步的。那時候，我國在航空動力方面與西方發(fā)達國家的差距已經(jīng)拉到20年以上。上個世紀50、60年代，我國雖然從蘇聯(lián)引進了幾型發(fā)動機進行生產(chǎn)，但蘇聯(lián)只轉(zhuǎn)讓生產(chǎn)圖紙，且多為即將淘汰的落后型號，即使我們花再大的代價也買不來航空發(fā)動機的核心技術，自主創(chuàng)新是唯一出路。“太行”發(fā)動機也叫渦扇10系列，從1978年開始預研，1987年正式立項，2001年在一架蘇-27戰(zhàn)斗機上完成首次試飛，直到2005年完成設計定型審查考核，2006年3月24日正式設計定型，前后歷時19年之久。“太行”發(fā)動機的研制成功，標志著我國在自主研制航空發(fā)動機領域?qū)崿F(xiàn)重大跨越，對加速我國航空發(fā)動機事業(yè)跨越式發(fā)展打下了堅實基礎，也對加強國防現(xiàn)代化建設具有十分重要的意義。

　　終究是一顆“中國心”

　　大推力發(fā)動機是戰(zhàn)機的“心臟”，在這方面我國長期依賴國外進口，突破技術瓶頸裝上“中國心”，是航空工業(yè)多年的夙愿。目前，“太行”發(fā)動機改進型號已經(jīng)完成了全權限數(shù)字電子控制系統(tǒng)的研制，可從發(fā)動機的傳感器中獲取數(shù)據(jù)，對發(fā)動機進行改變噴口面積、監(jiān)控發(fā)動機狀態(tài)、診斷故障等一系列復雜控制，同時推力也增加到了14噸。改進型的“太行”發(fā)動機已經(jīng)裝備于殲-10C戰(zhàn)機上，技戰(zhàn)術指標進一步增強。從此之后，包括殲-11、殲-16、殲-20等后續(xù)型號戰(zhàn)機都將獲得一顆智能的“中國心”，同時還有14噸級的澎湃動力。

　　從航空發(fā)動機發(fā)展來看，基本可分成三大類。推力在3噸以下的為小推力發(fā)動機，推力在6-9噸的為中推力發(fā)動機，大推力發(fā)動機的推力一般在11-15噸級，“太行”無疑是一款大推力級發(fā)動機。依據(jù)裝配對象的不同，“太行”系列包括渦扇10、渦扇10A、渦扇10B、渦扇10C、渦扇10D等諸多型號。其中，老版本的“太行”是一種采用三級風扇、九級整流、一級高壓、一級低壓也就是所謂的“3+9+1+1”結(jié)構(gòu)的大推力高推重比低涵道比先進發(fā)動機，加力燃燒室采用V形加徑向混合型火焰穩(wěn)定器，尾噴管是收斂-擴張可調(diào)噴管控制系統(tǒng)，下一步將進一步換裝國產(chǎn)全向推力矢量噴管。

　　當然，一提起“太行”，就有一個在中國軍迷口中流傳甚廣的“‘太行’行不行”的故事。確實，在誕生之初“太行”發(fā)動機質(zhì)量上一直不穩(wěn)定，對我國主力戰(zhàn)機的飛行安全帶來了一定隱患，這主要與當時中國航空工業(yè)所掌握的技術水平有關。現(xiàn)如今的航空發(fā)動機多工作在高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速條件下，工作壽命要有數(shù)千小時，可靠性也要很高，這對設計、加工以及航空材料的要求非常高，即使渦輪盤上出現(xiàn)零點幾毫米的安裝誤差，發(fā)動機的性能也會降低10%。早期的“太行”發(fā)動機尚未使用國外第三代航空發(fā)動機廣泛采用的單晶渦輪葉片和整體粉末冶金渦輪盤，更加劇了航空發(fā)動機落后于飛機型號的局面。

　　目前，在此前“太行”發(fā)動機初始型號上未曾使用的單晶渦輪葉片和整體粉末冶金渦輪盤等關鍵技術，均已突破技術瓶頸開始規(guī)模化生產(chǎn)，將進一步提升中國航空發(fā)動機的整體制造水平。目前，改進后的“太行”發(fā)動機推重比已經(jīng)得到顯著提升，同時還存在相當巨大的改進空間。航空發(fā)動機的研制本就是一個不斷改進的過程，從設計定型到成熟動輒二十年甚至更長。穩(wěn)步前進的“太行”有實力成為國產(chǎn)新一代戰(zhàn)機的主要動力。

　　厚積只為瞬間爆發(fā)

　　2007年1月，配裝“太行”發(fā)動機的國產(chǎn)殲-11B重型戰(zhàn)斗機順利完成定型審查，標志著中國在自主研制航空發(fā)動機方面實現(xiàn)了從中等推力到大推力的跨越，從渦噴發(fā)動機到渦扇發(fā)動機的跨越，從第二代發(fā)動機到第三代發(fā)動機的跨越。可以說，經(jīng)過長達數(shù)十年的補課，歷經(jīng)數(shù)十年的辛酸，厚積的我國航空發(fā)動機工業(yè)只為這一刻的瞬間爆發(fā)。

殲-11B

　　航空發(fā)動機之所以被比作現(xiàn)代工業(yè)“皇冠上的明珠”，就是因為其在一定程度上集中了現(xiàn)代工業(yè)的頂尖技術和工業(yè)成果。航空發(fā)動機的研制，必須借助大量的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，且這些數(shù)據(jù)只能靠自己試驗獲得。這其中，購買原材料、加工試驗件、研制試驗設備、研究試驗技術都需要消耗大量的物資和能源。這也難怪過去50年，美國投入航空發(fā)動機的預研經(jīng)費就超過1000億美元，尤其是裝備美國F-22戰(zhàn)機的F119發(fā)動機，從最初的部件研究到具備完全作戰(zhàn)能力歷經(jīng)32年，其中僅驗證機研制和原型機研制就投入了多達31億美元。當然，航空發(fā)動機研制雖然“燒”錢，但研制成果運用的時間也很長，國際上經(jīng)常出現(xiàn)一些型號的航空發(fā)動機成型后三四十年還在使用，我們研制“太行”發(fā)動機也必須經(jīng)歷這樣一段艱辛過程。

　　“太行”發(fā)動機的研制成功，絕不僅僅是一種型號的發(fā)動機這么簡單。“太行”發(fā)動機不僅可作為戰(zhàn)斗機的動力之源，其未來的大涵道比加力改型可用于轟炸機，大涵道比無加力型可用于大型運輸機，衍生而來的船用燃氣輪機可以作為驅(qū)逐艦等大型水面艦只的主動力。在研制過程中，我們充分吸取了“美軍標制”和俄制發(fā)動機的技術經(jīng)驗，意味著國產(chǎn)海空主戰(zhàn)裝備的“心臟病”將得到全面解決。同時，“太行”的誕生過程也是鍛造中國研發(fā)航空動力頂尖人才的過程，我國從此開始擁有一支能夠獨立研制大推力航空發(fā)動機的人才隊伍和創(chuàng)新團隊，這對于我國航空動力事業(yè)來說是無比重要的起點。

　　如果一種戰(zhàn)機的零配件都需要大量依靠進口，就必然會影響生產(chǎn)效率。“太行”的問世為實現(xiàn)國產(chǎn)新型戰(zhàn)機動力裝置自給提供了保障，加速了人民空軍航空武器裝備的跨越式發(fā)展，同時也有助于提升我國在國際軍火市場的競爭實力。目前，我國已經(jīng)開始研制第四代渦扇15高性能航空發(fā)動機，將優(yōu)先滿足殲-20、殲-31、運-20及未來大型轟炸機的使用需求，為國產(chǎn)戰(zhàn)機追趕世界先進水平奠定堅實的基礎。（以上圖片來源于網(wǎng)絡）

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“太行”發(fā)動機：澎湃有力的“中國心”

圖文簡介

航空工業(yè)被比作現(xiàn)代工業(yè)的“皇冠”，而在航空裝備中，最受關注的當屬航空發(fā)動機，因此更被稱為現(xiàn)代工業(yè)“皇冠上的明珠”。