殲20國產發動機與世界第一到底還差多遠？專家的話讓人清醒

7月31日，媒體報道稱，稱我國首次公開披露太行發動機可靠性性能指標，已從可用向好用發展。該媒體稱，據公開資料透露，太行發動機平均故障間隔時間指標呈不斷增長趨勢，此前的2004年「太行」發動機試飛時，左發突然因機械故障停車，當年五次起落出現3次「特情」，包括空中停車，從最開始的48.5小時出一次故障，增長到104.4小時才出一次故障，空中發動機停車率由每1000小時停車13次，減小到每1000小時停車1到2次，大幅度提高了可靠性和可維修性，裝備殲-20的某「太行」改進型發動機，其停車率應不大於120小時。與國際先進水平相比，特別是發動機空中停車率，已經趕上發達國家30年的水平，但與現在的F-135、F-119還是有一定差距，這小小的差距就是發動機發展落後的一個表現。例如，上世紀60年代，普惠公司為美空軍的F-15重型戰鬥機研製了推重比為8的高性能渦扇發動機F100-PW-100，但F-15在1974年裝備部隊後5年內共發生了近750起與發動機相關的故障，致使F-15戰鬥機一度全面停飛。

從國外公開資料可知，F100-PW-100平均故障間隔時間指標僅為9.4個小時，而發動機空中停車率數據在普惠公司的「努力」下，竟然一直都沒有資料，讓人大呼有趣。直到1986年，F100-PW-100的重點改進型號F100-PW-（200）220系列投入使用後，新一代F100系列發動機的平均故障率才大幅提升至147小時，發動機空中停車率則達到每1000小時停車0.1次。而與F100-PW-（200）220系列競爭的GE公司的F110系列發動機，平均故障率更是提高到175小時，而發動機停車率更是達到驚人的每1000小時停車0.01次。

我國的「太行」發動機平均故障間隔時間（104.4小時）雖然不如美國F100發動機改進型和F110發動機，但稍好於於颱風戰鬥機的EJ-200發動機（100小時），但是空中停車率就差距太大，究其原因，是因為該發動機在試飛定型期間由於種種原因，參與試飛的航空發動機僅13台，總飛行時間有限，由於在設計定型試飛中未發生空中停車事件，造成在定型生產交付部隊後，空中停車率頻發，不得不花大量的時間和人力物力進行排故。實際上，據外媒報道稱，「太行」發動機實際上和F110系列發動機採用同一核心機，按理說，如果排除了生產質量問題，不應該有那麼高的空中停車率。以前的公開資料稱，一般認為是由於飛行員沒有掌控好發動機推力-速度特性操作不當，使飛機超出了飛行包線右邊界，造成發動機加力喘振導致，採用的的解決方法是柔和拉杆，對進氣道空氣流量調節板參數進行優化解決。

近日，發布的最新公開資料披露了造成這一問題的根本原因。該資料稱，由於我國的地面發動機高空試車台和飛機發動機飛行試驗台的技術並不完善，因此發動機推力-速度特性實際上是不完全準確的。目前國外空中推力測量方法主要為為燃氣發生器法，該方法除了要在飛行台上的試驗發動機各流道截面上加裝大量的溫度、壓力、流量等感測器外，還需建立發動機部件特性曲線和複雜的計算模型才能獲得總推力數據。雖然國內開展了各種研究，取得了一定的研究成果，但筆者認為，目前為止國內仍然未完全掌握該方法，特別是由於飛行台不能做超音速飛行，主要是利用現役戰鬥機進行試驗，而戰鬥機發動機空間十分緊張，無法加裝大量感測器，因此無法獲得精確的超音速推力-速度特性。

進入90年代後，隨著推力矢量技術的進步，為了精確的測量矢量推力數值，而適合高空台的燃氣發生器法卻無能為力，因此美國NASA德萊頓研究中心於1998年在F-15飛機上開展了全包線範圍內發動機推力直接測量飛行試驗，並發表公開論文稱，直接測量飛行試驗和燃氣發生器法測得的推力數據幾乎一致，完全能滿足發動機推力-速度特性精確空中數據需要。我國科技人員受此啟發，立即開始了了航空發動機推力直接測量技術研究，由於該技術方法改裝測試簡單、測試可靠性高，甚至無需建立複雜的計算模型，測量精度能夠滿足工程要求。

經努力攻關，我國試飛科研人員掌握了該項技術，據資料推測，已在殲-11戰鬥機上開展了某小涵道比渦扇發動機總推力直接測量飛行試驗，獲得了不同高度和飛行馬赫數下的總推力，並分析了發動機總推力的特性規律。值得一提的是，試飛科研人員在獲取數據時發現，在1.01倍音速之間如此之窄的跨聲速範圍內，總推力隨飛行馬赫數呈現急劇增大的趨勢，發動機推力竟然迅速增加了20%，空氣流量也驟然增加15%，這也許就是太行經常空中停車的根本原因。隨著該現象的發現，我國科研人員就可以有的放矢的採取解決措施，從根本上解決太行的空中停車現象。

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