印媒：中國與印度幾乎同時開始研制航空發(fā)動機(jī)，為何中國在競賽中始終領(lǐng)先？

中國悄然實現(xiàn)了一項很少有國家能夠做到的成就：為殲-20隱身戰(zhàn)斗機(jī)裝上完全自主研制的發(fā)動機(jī)。而印度的航空發(fā)動機(jī)項目與中國幾乎在20世紀(jì)80年代中期同時起步，如今卻被遠(yuǎn)遠(yuǎn)甩在身后。

本文是印度《歐亞時報》雜志發(fā)布的一篇文章，作者是印度空軍元帥阿尼爾·喬普拉，由本人翻譯并分享給大家。翻譯此文章只是為了轉(zhuǎn)述外國人員表達(dá)的一些看法，并非本人觀點，希望大家能夠理解。

經(jīng)過多年研發(fā)，中國的渦扇-15發(fā)動機(jī)如今已經(jīng)進(jìn)入批量生產(chǎn)階段，并裝備于殲-20隱身戰(zhàn)斗機(jī)。這對于中國空軍而言是一次巨大的提升，因為中國空軍已經(jīng)開始降低對俄羅斯發(fā)動機(jī)的依賴。

反觀印度，距離裝備國產(chǎn)航空發(fā)動機(jī)仍然非常遙遠(yuǎn)。印度國產(chǎn)“光輝”戰(zhàn)斗機(jī)目前仍依賴美國通用電氣的F404發(fā)動機(jī)，“光輝Mk2”戰(zhàn)斗機(jī)將采用通過授權(quán)生產(chǎn)方式獲得通用電氣的F414發(fā)動機(jī)，而印度未來的“先進(jìn)中型戰(zhàn)斗機(jī)”（AMCA）預(yù)計初期也將搭載外國發(fā)動機(jī)。

中國航空發(fā)動機(jī)發(fā)展歷程

中國航空發(fā)動機(jī)研發(fā)始于20世紀(jì)50年代初期，當(dāng)時主要依賴蘇聯(lián)提供的技術(shù)援助。1954年4月，中國開始了第一次大型航空發(fā)動機(jī)試制工作，目標(biāo)是生產(chǎn)用于雅克-18教練機(jī)的M-11星型發(fā)動機(jī)。

隨后，由于缺乏原始技術(shù)資料和完整的冶金數(shù)據(jù)，中國工程師開始對蘇聯(lián)發(fā)動機(jī)進(jìn)行逆向研究。中國的重點很快轉(zhuǎn)向早期噴氣發(fā)動機(jī)技術(shù)，并逐漸具備了仿制和改進(jìn)蘇聯(lián)米格-19以及米格-21系列發(fā)動機(jī)的能力。

到了20世紀(jì)80年代，中國航空發(fā)動機(jī)技術(shù)已經(jīng)明顯落后于西方國家。與此同時，中蘇關(guān)系也逐漸惡化。

當(dāng)時中國發(fā)動機(jī)研發(fā)受到一種存在缺陷的管理模式影響，即所謂的“一廠一所一機(jī)”（一個工廠、一個研究所、一種機(jī)型）體系。在這種模式下，發(fā)動機(jī)研發(fā)通常嚴(yán)格綁定特定機(jī)型，一旦飛機(jī)項目下馬，相關(guān)發(fā)動機(jī)研發(fā)也隨之取消。

1986年，中國啟動了雄心勃勃的渦扇-10項目。然而，早期階段簡單復(fù)制外形設(shè)計，并通過逆向工程仿制俄羅斯AL-31F發(fā)動機(jī)的嘗試遭遇嚴(yán)重失敗。早期渦扇-10發(fā)動機(jī)存在嚴(yán)重可靠性問題，有時僅運(yùn)行幾十個飛行小時就會發(fā)生故障。

因此，渦扇-10發(fā)動機(jī)成為中國航空動力發(fā)展史上一個關(guān)鍵但充滿困難的篇章。渦扇-10項目最初在20世紀(jì)70年代提出，到1987年正式批準(zhǔn)立項，并于2005年前后完成設(shè)計定型和生產(chǎn)認(rèn)證。在2000年至2015年期間，為追趕世界先進(jìn)水平，中國開始集中解決現(xiàn)代航空發(fā)動機(jī)所需的復(fù)雜冶金和工程技術(shù)難題。

最大的突破，是掌握了單晶渦輪葉片的大規(guī)模制造技術(shù)。這些部件位于發(fā)動機(jī)溫度最高的區(qū)域，同時需要承受巨大的離心力作用。早期生產(chǎn)的單晶葉片由于雜質(zhì)和內(nèi)部裂紋問題，經(jīng)常出現(xiàn)失效，直到經(jīng)過不斷改進(jìn)后才形成穩(wěn)定可靠的結(jié)構(gòu)。渦扇-10“太行”渦扇發(fā)動機(jī)正是在反復(fù)設(shè)計、測試和改進(jìn)過程中逐漸成熟。

到了2010年代初期，渦扇-10已經(jīng)達(dá)到批量生產(chǎn)所需的可靠性水平，并開始替代裝備于殲-11和殲-10等主力戰(zhàn)斗機(jī)上的俄羅斯AL-31F發(fā)動機(jī)。然而，即使到了2017年，渦扇-10仍然存在可靠性不足的問題，經(jīng)歷過的嚴(yán)重故障包括渦輪葉片過熱、出現(xiàn)裂紋、掉塊以及空中停車，且第一代定向凝固渦輪葉片無法滿足高溫核心區(qū)域的壓力和溫度要求。

渦扇-10最初的加力推力約為129千牛，隨后提升至137千牛，目前正在向145千牛目標(biāo)推進(jìn)。

真正的突破來自渦扇-10B發(fā)動機(jī)，采用了改進(jìn)后的渦輪葉片材料、壓氣機(jī)組件以及軸承系統(tǒng)。2018年，一架裝備渦扇-10B發(fā)動機(jī)的殲-10C戰(zhàn)斗機(jī)在珠海航展上完成高難度飛行動作，標(biāo)志著“太行”系列可靠性的提升。最終，在經(jīng)歷超過30年的研發(fā)之后，中國從2019年開始，為第4批次殲-10C戰(zhàn)斗機(jī)裝備渦扇-10B發(fā)動機(jī)。

不過，渦扇-10B平均無故障工作時間（MTBF）仍然落后于俄羅斯AL-31F發(fā)動機(jī)，并低于全球基準(zhǔn)水平。

2016年之后，中國開始整合航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)，并進(jìn)行了根本性改革，目標(biāo)是直接與美國通用電氣、英國羅爾斯·羅伊斯等西方航空動力巨頭競爭。中國整合中國航空工業(yè)集團(tuán)和中國商飛的資源，集中數(shù)萬名員工以及數(shù)十億美元資金，成立了中國航空發(fā)動機(jī)集團(tuán)。

渦扇-15發(fā)動機(jī)與中國航空動力自主化

渦扇-15的設(shè)計目標(biāo)，是為殲-20隱身戰(zhàn)斗機(jī)提供超音速巡航能力。渦扇-15在2020年代中期進(jìn)入批量生產(chǎn)，并開始裝備部隊。

在民用領(lǐng)域，中國航發(fā)集團(tuán)正在推進(jìn)CJ-1000A大涵道比渦扇發(fā)動機(jī)項目。CJ-1000A計劃用于中國國產(chǎn)C919窄體客機(jī)，目前正在進(jìn)行飛行測試，是中國實現(xiàn)民用航空發(fā)動機(jī)自主化的重要一步。

印度航空發(fā)動機(jī)發(fā)展史

印度研制航空發(fā)動機(jī)的道路漫長而艱難，核心目標(biāo)一直是實現(xiàn)自主化。在早期階段，印度主要負(fù)責(zé)按照外國公司的授權(quán)生產(chǎn)發(fā)動機(jī)。隨后，印度將重點轉(zhuǎn)向自主研發(fā)航空發(fā)動機(jī)，最出名的項目就是“卡韋里”發(fā)動機(jī)。雖然初始版本遭遇巨大困難，但印度如今已經(jīng)轉(zhuǎn)向研發(fā)更簡單的無加力燃燒室版本，并準(zhǔn)備投入生產(chǎn)，主要用于無人機(jī)。

印度米格-29戰(zhàn)斗機(jī)使用的RD-33發(fā)動機(jī)，也在印度斯坦航空有限公司位于奧里薩邦的戈勒布德的工廠生產(chǎn)。這一階段為印度技術(shù)人員和工程師提供了寶貴的發(fā)動機(jī)維護(hù)、維修和裝配經(jīng)驗，但印度并沒有因此獲得RD-33發(fā)動機(jī)的知識產(chǎn)權(quán)。

1986年，為實現(xiàn)關(guān)鍵國防技術(shù)完全自主，印度國防研究與發(fā)展組織旗下的燃?xì)廨啓C(jī)研究機(jī)構(gòu)啟動了GTX-35VS“卡韋里”發(fā)動機(jī)項目，目標(biāo)是為印度輕型戰(zhàn)斗機(jī)“光輝”研制國產(chǎn)渦扇發(fā)動機(jī)。然而，這最終成為印度歷史上最具挑戰(zhàn)性的技術(shù)項目之一。研發(fā)人員面臨嚴(yán)重的材料技術(shù)難題，特別是如何制造能夠承受超過1500攝氏度高溫的渦輪葉片。

1998年印度進(jìn)行核試驗后，國際技術(shù)制裁嚴(yán)重限制了印度獲得先進(jìn)航空技術(shù)的渠道，迫使印度科研人員依靠自身力量突破技術(shù)瓶頸，真正的突破來自印度海德拉巴的國防冶金研究實驗室。通過掌握先進(jìn)真空熔模鑄造技術(shù)以及精確溫度梯度控制技術(shù)，國防冶金研究實驗室于2021年實現(xiàn)歷史性突破：自主制造單晶渦輪葉片。

雖然原始加力版卡韋里發(fā)動機(jī)最終退出了“光輝”戰(zhàn)斗機(jī)生產(chǎn)計劃，但印度成功改造出了“無加力版本”，推力約為46至48千牛。如今，“卡韋里”衍生發(fā)動機(jī)正在準(zhǔn)備為印度無人作戰(zhàn)飛行器提供動力，例如印度國防研究與發(fā)展組織的“蓋塔克”無人戰(zhàn)斗機(jī)項目。

雖然研制完全自主的航空發(fā)動機(jī)仍然是印度國家戰(zhàn)略目標(biāo)，但印度目前仍通過戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系吸收關(guān)鍵技術(shù)經(jīng)驗。印度斯坦航空有限公司與通用電氣航空航天公司已經(jīng)完成重大技術(shù)轉(zhuǎn)讓協(xié)議，使印度能夠生產(chǎn)用于未來“光輝MK2”和AMCA戰(zhàn)斗機(jī)的F414發(fā)動機(jī)。

印度未來自主航空發(fā)動機(jī)戰(zhàn)略，是通過合作研發(fā)方式獲得完整知識產(chǎn)權(quán)，目標(biāo)是為AMCA和“光輝MK2”項目研制一款推力達(dá)到120千牛級別的戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動機(jī)。目前，羅爾斯·羅伊斯和賽峰集團(tuán)提出的方案正在評估，包含完整技術(shù)轉(zhuǎn)讓、本土研發(fā)體系建設(shè)以及到2030年代初建立完整航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)生態(tài)。

中印航空發(fā)動機(jī)項目對比

中國將航空發(fā)動機(jī)研發(fā)視為國家戰(zhàn)略重點，并給予長期穩(wěn)定資金支持和政治保障。而印度更多將航空發(fā)動機(jī)視為普通的科研項目，支持力度時強(qiáng)時弱。自1986年以來，中國在航空發(fā)動機(jī)項目上的投入約為420億美元，而印度“卡韋里”發(fā)動機(jī)項目投入約為2.39億美元。

中國解決了渦輪葉片高溫合金等關(guān)鍵材料技術(shù)問題，而印度直到近年來才通過與西方合作逐步解決相關(guān)技術(shù)瓶頸。中國在經(jīng)歷大量失敗后堅持推進(jìn)，并最終取得成功，而印度目前仍然依賴進(jìn)口發(fā)動機(jī)。

印度當(dāng)前戰(zhàn)略，是通過與外國企業(yè)成立合資項目，共同研發(fā)新型發(fā)動機(jī)。相比完全依靠自身研發(fā)，印度更重視獲得完整技術(shù)轉(zhuǎn)讓、掌握核心知識和建立自主研發(fā)能力。

中國采取了更加務(wù)實的發(fā)展方式，在自主研發(fā)過程中，積極逆向研究俄制發(fā)動機(jī)，并從中獲得技術(shù)積累和實際經(jīng)驗。印度則過于理想化，試圖從零開始研制發(fā)動機(jī)。

中國保持了長期穩(wěn)定的發(fā)展路線，按照25年至30年的規(guī)劃持續(xù)投入。相比之下，印度卡韋里項目長期受到需求不斷變化、經(jīng)費(fèi)不穩(wěn)定和缺乏持續(xù)規(guī)劃等問題影響。

中國擁有更高的風(fēng)險承受能力，即使早期渦扇-10發(fā)動機(jī)性能不足、可靠性較差，中國仍然接受失敗并不斷改進(jìn)。而印度希望卡韋里發(fā)動機(jī)一開始就達(dá)到高性能標(biāo)準(zhǔn)，這導(dǎo)致項目多次受挫并打擊研發(fā)信心。

中國經(jīng)過幾十年建設(shè)，打造了一個強(qiáng)大的工業(yè)和技術(shù)生態(tài)體系，形成了包括單晶渦輪葉片、耐高溫材料、先進(jìn)冶金在內(nèi)的完整供應(yīng)鏈。同時中國還派遣優(yōu)秀工程師赴海外學(xué)習(xí)關(guān)鍵技術(shù)，并由國家提供資金支持。

蘇聯(lián)解體后，中國還大量吸收俄羅斯和烏克蘭航空發(fā)動機(jī)專家，并提供高薪邀請他們參與中國項目。印度則出于“道德考量”，沒有采取類似方式，航空工業(yè)基礎(chǔ)仍然薄弱。

最重要的是，中國采取了循序漸進(jìn)的發(fā)展路線。中國先從低推力發(fā)動機(jī)開始，逐步發(fā)展到渦扇-10、渦扇-15和渦扇-19等先進(jìn)發(fā)動機(jī)。而印度從一開始就希望通過“卡韋里”發(fā)動機(jī)直接達(dá)到西方先進(jìn)發(fā)動機(jī)水平，目標(biāo)設(shè)定過高。

中國的發(fā)展模式體現(xiàn)了更強(qiáng)的組織集中能力和執(zhí)行效率，先建立了專門機(jī)構(gòu)，制定明確目標(biāo)，并給予責(zé)任和資源保障。而印度相關(guān)工作分散在多個機(jī)構(gòu)之間，官僚主義作風(fēng)盛行，受到行政管理、審批流程以及執(zhí)行效率不足的影響。

如果印度想要減少對外國發(fā)動機(jī)的依賴，就需要一個單一的、資金充裕的、具有清晰領(lǐng)導(dǎo)力和明確責(zé)任的組織。