最怕中國的國家居然是它：想用發動機制約我們
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近日俄羅斯宣布暫停向中國供應RD-180的火箭發動機的計劃。俄羅斯方面解釋說，這是因為中國目前還不是導彈和控制技術的控制制度成員國，缺乏出口的可靠基礎。而這個條約是美國等七大工業國成立的，當時是為了美國好可以監控對他國的出口導彈，和無人機擴散的等技術，目前共有34個成員國。
雖然俄羅斯是這個計劃的成員國，但是俄羅斯目前以這個為借口實在令人難以理解。因為如果不向中國提供RD-180火箭發動機，也不影響中國火箭發射整個的進度。俄羅斯RD-180火箭發動機以煤油、液氮為推進劑的發動機其海平面推力大約400噸。而中國自己的長征二號E捆綁型的火箭，起飛動力已經達到了600噸，技術還不差它。當然筆者對出爾反爾這種態度早已經習慣。
與此同時，俄羅斯媒體稱俄羅斯已同意向中國出售12架圖-160戰略轟炸機（外號稱為白天鵝），價值高達30億美元（每架2.5億美元）。俄媒體渲染稱圖-160戰略轟炸機具有洲際轟炸的能力，成為中國核反擊美方的一款利器。
另外，俄方表示俄羅斯已經在喀山生產廠恢復了，90年代下馬的圖-160戰略轟炸機，希望用新型的隱形技術提升這款戰機的性能，包括航空電子設備。俄方表示最近正邀請中國人員來參觀。俄羅斯媒體一直堅持說中國多次希望買到俄羅斯圖-160轟炸機技術，中國空軍確實需要這樣一款載彈大，航程達到14000公里、可以超音速突破到美國本土戰略轟炸機。
不過此消息恐怕又是俄媒體的一廂情願。過去十幾年來，俄方平均每隔幾個月就會重複炒作向中國出口圖-22、圖-95、圖-160、蘇-34等型號轟炸機，並且不斷為早已過時的圖-160轟炸機添油加醋。圖-160轟炸機是蘇聯在20世紀80年代研發的。圖-160轟炸機成為俄羅斯空軍的重要戰略核轟炸機。由於圖-160轟炸機機體龐大，無法利用海浪雜波掩護超低空突防，飛行高度實際要200米左右，低空突防能力遠沒有當初宣傳的那樣好。可以很容易被美國防空導彈系統攔截。
圖-160確實是一款性能十分優異的戰略轟炸機，也是俄羅斯核鎮國利器之一。比起中國的轟-6K轟炸機，無論是在作戰半徑、載彈量、還是在突防能力都要強一大截。但是這樣先進的武器就適合我國使用嗎？以中國現在的技術水平，仿製圖-160轟炸機需要花費至少10年時間。並且是其維護的費用高昂。
俄羅斯空軍在過去很長的一段時間裡，就因為無力支撐維護費，而無法開展遠洋巡航訓練。圖-160轟炸設計思維老舊，已經越來越不適合現代化的作戰模式。因此筆者認為我國沒必要引進裝備、或仿製圖160轟炸機。由於俄羅斯的圖-160轟炸機沒有隱形的性能，中國空軍未來幾年內會有屬於自己的，全新的類似B-2隱身隱形轟炸機飛翼結構，中國真的沒有必要去買這麼一款老舊的戰略轟炸機。
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目前，中國能自行製造第三代戰鬥機，能自行製造核武器，能自行製造洲際彈道導彈等一系列頂尖的武器裝備。然而，卻不能搞定高性能渦扇發動機呢？
要知道，發動機就好比飛機的心臟，沒有一個好的發動機，即使戰鬥機的攻擊力有多強那都是中看不中用。我們深思下，為什麼中國製造不出高性能的發動機呢？
想像一下，蘇27的AL-31渦扇發動機最大加力推力是12.5噸，2台AL-31可推動蘇27以超過2倍音速飛行。
但AL-31的風扇直徑不到900毫米，渦輪直徑不到300毫米；基本物理學原理，力是相互作用的，也就是說這麼小尺寸的風扇、渦輪反過來要時刻承受著12.5噸的力。另外，一台用於超音速戰機的渦扇發動機直徑一般僅1米左右、長度4米左右。
以AL-31為例，這麼小的一個圓筒狀物體，要塞進4級風扇、9級壓氣機、2級渦輪、可收斂-擴張噴管、燃燒室、加力燃燒室，還要在之間安排冷卻空氣通道，周圍安裝燃油控制系統等。所以，設計、製造一台高性能的渦扇發動機，可謂「螺螄殼裡做道場」，難度極大。
在世界範圍內，掌握一流水平渦扇發動機製造技術的僅有英國羅·羅、美國普惠和通用3家公司，俄法兩國都屬於二流，這是一個真正的壟斷行業。專業一點地描述，渦扇發動機要達到更大推力、更低的油耗，首要的是提高增壓比、提高熱效率，渦輪前溫度是衡量熱效率的一個重要指標。
例如，第三代蘇27的AL-31發動機的渦輪前溫度是1665K，而第四代F-22的F-119發動機將這個指標提高到了1977K;AL-31的渦輪前溫度尚在普通鋼材熔點之下，但F-119的已超出約200度。要在這樣高的溫度下正常工作，F-119的渦輪採用了第三代單晶空心葉片。
具體什麼是單晶空心葉片，在此很難展開描述，只能說一片面積僅幾平方厘米的葉片具有大量自由曲面、複雜的內腔（用於進氣冷卻），還要控制合金晶體生產連續一致，這需要極高超的精密鑄造工藝。俄羅斯、中國至今尚未或是剛展開單晶空心渦輪葉片的工業化製造。
渦扇發動機的風扇遠離燃燒室，熱負荷低，但它的氣動效率也被繼續精進。通用F-119和羅·羅瑞達900發動機的風扇都採用了寬弦葉片，其加工方法是將鈦合金毛坯用切削方法加工成兩半葉片，用真空擴散焊成一整體空心葉身，最後超塑成極為複雜的曲面。這又是一種全新的加工工藝。
這麼說，美軍F-22A隱身戰機所採用的F-119渦扇發動機為例，它的6級壓氣機、2級渦輪全部採用帶空心單晶葉片的整體葉盤，3級風扇則全部採用寬弦葉片，所以它的推重比達到10，在迎風面積較小的情況下，最大加力推力超過15噸。
所以，美軍F-22A隱身戰機能以1.7倍音速進行超音速巡航；而中俄的四代機殲20、T-50隻能暫時採用第三代渦扇發動機，要等待第四代發動機研製成功，飛機才能真正完成研製。
中俄兩國都傳出了新一代裝備升級的消息。首先是「十二五」兩機專項中的航空發動機取得重大進展，中航工業動力所劉永泉團隊完成了改進型「太行」的研製。歷經三十年艱難研製，「太行」終於可以說是「完全體」了。改進型「太行」比起老「太行」究竟有什麼根本性的改變？為什麼讓試飛員讚不絕口？
歷經艱難，「太行」終成「完全體」
本周中國航空報的新聞當中，披露了「太行」發動機改進型號由中航工業動力所研製成功的消息。渦扇-10「太行」發動機歷經了30年的艱苦研製，終於在這一刻算是圓滿收官了。完全體「太行」不僅把推力增加到了14~14.5噸，而且據中國航空報去年的報道，「太行」發動機改進型號也是在劉永泉團隊的帶領下，完成了全許可權數字電子控制系統的研製。這一姍姍來遲的喜訊，讓中國邁入了航空發動機製造強國的大門。
劉永泉總師和他的年輕團隊完成了「14噸FADEC太行」的研製
航空發動機的全許可權數字電子控制系統（英文簡稱為FADEC），是指揮發動機的大腦。FADEC可以從發動機上的感測器中獲取數據，對發動機進行一系列的複雜控制，如改變噴口面積、監控發動機狀態、診斷故障等等。FADEC不僅能夠大大提高飛機的飛行性能，而且減輕了發動機的重量，是目前歐美軍、民用航空發動機的標配。
FADEC系統是發動機的「大腦」
「『太行』行不行」的故事，相信大家都很熟悉。當年先是「『太行』不行」，接著倉促通過定型，然後又出現故障讓殲-11B等發動機，最後直到渦扇-10A才大批量裝備殲-11B和殲-11BS。對於航空發動機的這種不愉快，中國軍迷們早就是身經百戰見得多了。但對中國航空來說，這箇舊傷疤依然太痛，筆者在此只是簡單回顧一下。
2001年使用「太行」進行試飛的領先試飛機，噴零件、空中停車，當時的渦扇-10光是硬體就困難重重
2005年12月28日，「太行」通過了定型審查
然而出現了葉片斷裂等嚴重事故，2008年起，殲-11B和殲-11BS排隊等著太行，就有了這張著名的「菊花殘」……
慢慢排除故障後，2010年1月，「太行」和殲-11B榮獲國家科技進步特等獎
裝備「太行」的殲-16多用途戰鬥機
渦扇-10A
大批量裝備，終於行了
不過在硬體上終於「行了」的渦扇-10A，還不算和西方先進大推力航發齊平，充其量是和AL-31F各有千秋。現在我們知道，帶FADEC的渦扇-10B才能說是一台完善的「太行」。那麼，當初咱們為什麼沒能搞出帶FADEC的航空發動機呢？
FADEC這堂課沒補上，是有歷史原因的。
上個世紀70年代起誕生了一批優秀的渦扇發動機，同時期歐美開始了FADEC的研製工作。前蘇聯雖然有了發動機，然而其電子工業水平並不能支撐起FADEC的研發。當時留里卡設計局開闢了一條「旁門左道」，使用模擬電子技術，為AL-31系列發動機開發出了機械液壓+模擬電子的混合控制系統。
渦扇-10發動機的技術源頭為美國的CFM-56發動機——這是一種以GE公司F101的核心機為基礎研製的民用發動機，之後又借鑒AL-31F的控制技術，才有了今天我們看到的「太行」。然而航空發動機的逆向還原工作顯然比其他領域難上了許多。從紙面上看，「太行」是一款媲美美國F110的先進發動機（結構和核心機相同），然而現實中，它卻因此犯下了「心臟病」，讓國產戰鬥機多等了十多年，也讓中國軍迷們苦等了十多年。
3級風扇+9級高壓壓氣機+1級高壓渦輪+2級低壓渦輪，太行和F110完全一致
由於「太行」的技術源頭CFM-56是美製民用發動機，中國自己則缺乏高性能渦扇發動機控制系統的研究經驗，在上世紀90年代大量引進和深度接觸俄制AL-31F發動機後，中國不得不採用了一種「土辦法」，就是把AL-31的控制系統移植到「太行」上面湊合。
對於80年代、90年代的飛機來說，模擬電子技術或許是「夠用」了，加上蘇聯強大的整合能力，使得AL-31系列成為了一代經典。可是作為一種需要在21世紀使用的發動機，機械液壓+模擬電子控制系統不僅在系統性能上落後於FADEC，且增加了發動機的重量，對於控制一台「美系」發動機來說更是力不從心。我們現在說這些話是事後諸葛亮，當時卻是屬於「完全不知道自己竟然不知道」。這一來二去，「太行」竟然走了十多年的彎路。
在等待「太行」逐步排除故障的同時，戰機的研發卻一刻不能停歇。為了「太行」能行，空軍選擇了讓殲-11B作出犧牲，但是其他戰機卻等不了。「太行」原本是配套殲-10的發動機，但是形勢逼迫，殲-10A不得選用AL-31FN，為此甚至不得不重新設計了部分機身，隨後的殲-10B/C系列也是一脈相承，使用改進後推力增加的42批次AL-31FN發動機——有一架殲-10B用「太行」進行了測試，但「太行」與殲-10的搭配並未持久。
更關鍵的是，新一代戰機是不能用原版AL-31湊合的！
FADEC對新一代戰機來說極其重要。三代機或許還能用老的發動機控制系統湊合，但是三代半和四代機卻需要「飛-火-推」一體的控制系統。舉個例子，印度SU-30MKI裝備的AL-31FP沒有配備FADEC系統，使得SU-30MKI僅採用了簡單的火推交聯技術。其戰鬥力比起SU-30MKK來說並沒有什麼本質上的改善，除了在航展上展出一些精心設計的超機動動作外，也就是騙騙印度人罷了。
印度的SU-30MKI，其矢量推力無法隨意控制，和SU-35S、F-22等飛機的超機動性能完全沒有可比性
而為了讓我國下一代戰機在國產發動機完善之前擁有FADEC系統和「飛-火-推」一體化的能力，中國對航空發動機的採購實行了「兩條腿」走路的方法。
蘇聯解體之後，原先的禮炮發動機製造廠獲得了投資並組建了研發部門，成立了禮炮聯合體。禮炮廠針對中國客戶的需求，對AL-31發動機進行了升級。新的99M1（AL-31FM1）發動機於2006年完成了國家測試，採用了КРД-99Ц數字電子控制系統，並使啟動機具備了3500米以上的高原啟動性能。量產的99M1發動機被批量運用在殲-10B/C戰鬥機上，在許多殲-20原型機的照片中，我們也可以看到99M1型發動機的身影。
99M1發動機上的FADEC部件
裝備99M系列發動機的殲-20和殲-10C
F-22正是運用其CIP主計算機實現「飛-火-推」一體，才獲得了強大的超機動性能。第三代雙余度FADEC不僅讓F-22的F119發動機獲得了極高的可靠性，而且在任何情況下，其矢量推力都能夠起作用，實現了超機動。為了儘快實現四代機「飛-火-推」一體的設計理念，殲-20選擇採用99M1不得不說是無奈之舉。我國自行研發的「飛-火」一體在殲轟-7A上就已經實現了，而作為一款四代重型戰鬥機，必須為「飛-火-推」一體做好功課。殲-20要想在這方面追趕F-22，肯定不能靠等。
好在渦扇-10B的收工，標誌著我國航空發動機終於補完了這艱難的一課。從此之後，包括殲-11後續型號和殲-16等戰機，都將獲得一顆智能的「中國心」，同時還有14噸級的澎湃動力，怎能不讓人振奮？
而這對於還在等待渦扇-15的殲-20來說，更是好消息。為了練就「太行」，我們不惜犧牲殲-11B的進度，為的就是在下一代隱形重型戰鬥機上不再重複這一過程。實現「飛-火-推」一體化的殲-20後續型號，其飛行性能和戰鬥力都將獲得極大的提高。
一種採用軸對稱矢量方案的殲-20模型
一場長達數十年的補課，歷經數十年的辛酸，我們終於可以平靜地說一句：「中國航空發動機，就要行了。」
※萬沒想到最怕中國的國家居然是它：想用發動機制約我們 國人深思
※別再想用發動機制約中國：這張照片讓西方國家絕望
※從今起美國再也不能用發動機恣意為難中國：中國重型直升機全靠它
※中國：從今天開始誰還想用發動機制約我們，門都沒有，這個消息讓所有人興奮
※這個國家帶來了中國最需要的發動機，卻無意間招惹了俄羅斯
※中國最中意蘇35的其實是它的發動機技術：想用來改良國產發動機
※俄媒：我們教會了中國人造船，如今卻要買他們的發動機
※俄突然變卦，不賣導彈發動機給中國，竟是因為怕會轉移到這個國家
※美再也不能用發動機為難中國：中國重型直升機全靠它
※從今天開始俄再不能用發動機限制中國：先輩們請放心
※中國有了自己專有發動機，性能優越，不再懼怕西方國家
※太行發動機是中國戰鬥機的「心臟」，我們的中國心
※只有這一國家願意把發動機技術賣給中國！中國這回真賺大了！
※中國最想要的是這一運輸機及其發動機：烏克蘭為何不賣給中國？
※從今天開始誰也別想用發動機制約中國：這個消息讓國人深夜沸騰了
※發動機問題不解決中國就得受制於人：辛虧這個國家願意鼎力相助
※這個國家曾令美國膽寒 如今連發動機都要從中國進口
※中國殺手鐧仍用外國發動機：雖然無奈，但國人依舊驕傲了
※中國發動機發展過程，讓我們更加欣慰！