國產大推力軍用航天發動機「太行」 的台前幕後
（渦扇10）
日前，中航工業發布《2015年社會責任報告》，其中「太行」發動機批量裝備部隊，中航工業已具備自主研發第三代大推力發動機的能力格外引人矚目。曾幾何時，軍用航空大推力發動機和CPU一樣是中國的心病，也是一些網路輿論用來貶低中國工業水準的最佳武器。但從今往後，能夠用於貶低中國工業水平和自主技術實力的例子又少了一項，中國成為繼美國和俄羅斯後，第三個批量裝備國產大推力軍用航空發動機的國家。就在中國取得這一成就的背後，有誰知道渦扇10所經歷的艱辛？
始終堅持自主研發
1978年，三機部部長指出，「航空領域，如果有兩分錢，就要拿出一分錢投入預研領域，假若只有一分錢，那麼全部都要投入到預研領域。」同年，下達了89個預研課題，之後預研課題陸續補充到120個，624所成為預研總抓單位。1987年，624所將全部技術成果轉移到606所，這些預研工作都為渦扇10研發夯實了基礎。雖然80年代受軍工項目下馬的影響，導致了一大批骨幹人才流失，但中國航空人依靠堅韌不拔和百折不撓的精神挺過來了！
在80年代後期，因中美之間良好的關係，國內曾經一度要引進美國F404發動機。但此舉招到了一些單位的堅決反對，加上美國方面缺乏誠意，引進F404的計劃一直沒有實質性的進展，直到89年政治風波後，引進F404徹底告吹。
90年代，俄羅斯因財政極度困難，當時葉利欽將國內資源賣的精光，甚至連國土都賣——北方四島打算賣掉2個，更不要說賣AL31F全套技術資料和生產線。
在聽聞要引進AL31F這個消息後，當年渦扇6被引進斯貝項目帶來的衝擊尚歷歷在目，一些單位對引進AL31F表示反對，最終使在蘇27戰機引進項目中，沒能同時引進發動機技術，只在國內搞了個AL31F維修廠。成為我國第一次引進蘇式戰機當中，只引進飛機，而沒有同時引進發動機的案例。
隨著渦扇10發動機研發遭遇挫折，中國又重新開始尋求從俄羅斯購買AL31F全套技術資料和生產線，但這個時候俄羅斯經濟已經緩過來了，(太口語化，建議修改成「俄羅斯人」）的蠻橫勁頭又回來了，開出的價碼比原來高不少，還附帶了很多其他條件，中方最終只能放棄AL31F全套技術資料和生產線。
在2008年以前，中國的財政其實並不寬裕，如果當時真的引進了F404或AL31F全套技術資料和生產線並且答應了俄羅斯的附加條件。那麼，別說搭載渦扇10的J11BH能和美國偵察機玩壯志凌雲，渦扇10能不能活下來，不重蹈渦扇6的覆轍都是個問題。
在研發中百折不撓
事實上任何一個發動機的穩定性和可靠性都是通過一點一滴的改進獲得的，特別是在長期使用過程中不斷發現問題、分析問題、解決問題。在這方面即便是美國和蘇聯這樣的超級大國也不能例外。
美國F100的核心機JTF22於1958年開始研製，在擁有JTF22的情況下，美國普惠公司開始研發F100並於1974年完成F100-PW-100的研製，但在交付美國軍隊使用後，暴露出一些列問題，造成多起機毀人亡事故，並使F15成為機庫女皇，F16大量停飛。
雖然到80年代初，發動機失速的概率降低到原先的12%，但直到1984年的F110-PW-220才真正成熟。為了提升F100的可靠性和穩定性，美國用了10年，而F100從核心機研製到發動機成熟的時間跨度足足有26年，F110發動機從1970年至1984年總計耗資11億美元。
蘇聯的AL31F同樣飽受挫折。1973年，AL31F發動機開始研製，在有AL21F的技術做基礎的情況下，蘇聯依舊耗時12年才完成AL31F的研製工作，而且最初的AL31F首次翻修壽命僅50小時。
在裝備部隊後，AL31F更是故障不斷，這導致蘇27雖然在1985年6月開始裝備部隊，但直到1990年9月才通過驗收。而隨著蘇聯解體，AL31F的後續改進受到了很大影響。直到今日，空中停車依舊是AL31F的頑疾。
此外，一款成熟的發動機更是試飛員用生命鑄就的。蘇聯在研製某新型戰機過程中，墜機數十架，其中不少事故就是因為發動機故障，據俄羅斯功勛試飛員托爾勃耶夫稱，「曾在一個月內安葬了12名戰友。」托爾勃耶夫本人也是九死一生——全身四處壓縮性骨折，四處椎間盤突出。
因此，一款成熟的航空發動機是靠資金、時間、人才和試飛員的生命堆砌而成的。
和世界上任何一款航空發動機一樣，渦扇10的研發也經歷了發現問題——分析問題——解決問題這樣一個過程。
渦扇10發動機在研製中，總計發生技術問題和故障200多項，其中有三次重大事故使研製工作陷入困境，差一點判了渦扇10發動機死刑：
一是發動機在試車時，發生了高壓壓氣機四級盤破裂事故。
二是在高空台模擬試驗和調整試飛中，5個起落3次出現噴零件。
三是配裝渦扇10發動機的飛機進行規定試飛的科目，發動機突然空中停車。
而在小批量裝備部隊後，更是暴露出各種技術問題，甚至導致J11系列戰機因缺乏匹配的航空發動機，只能滯留於停機坪任憑雨打風吹日晒......
但這些磨難都沒有阻擾國家繼續研發渦扇10的決心，和以往在發動機研發中遭遇困難就下馬不同，渦扇10發動機堅持下來了，並持之以恆的排除故障，不斷提高發動機的可靠性和穩定性，使發動機達到「堪用」的水平。
逆向測繪了核心機，就能輕易研發航發？
有人說渦扇10發動機是仿製國外技術，成功了也沒什麼值得誇耀的。但事實真的如此嗎？
（CFM56）
CFM56是美國GE和法國斯奈克瑪聯合研製的大涵道比渦扇發動機，主要用于波音等民用客機。
為了節約成本，一款核心機用於燃氣輪機、民用渦扇發動機、軍用渦扇發動機是通行的做法。比如，美國GE的LM2500燃氣輪機就和TF39渦輪風扇發動機用的是同一個核心機。
（LM2500）
那CFM56的同門兄弟有那些呢？大名鼎鼎的第三代大推力發動機F101/110，被用於美國主力戰機F16；第三代中推F404及其改進型F414，被用於美國F18系列戰機；法國的M88，被用於陣風戰機；另外，瑞典薩博也有一個購買了GE全套技術資料的山寨版本RM12，被用於JAS39。
因此，CMF56的核心機有非常高的技術價值。
但即使在國外核心機的基礎上研發渦扇發動機也絕非易事。
法國的M88用的就是CFM56的核心機，但M88-1的性能參數卻很不盡如人意，不僅性能比原版F404差一些，F404高空高速推力不足等缺點更是繼承的一個不少。
隨後的M88-2依靠新材料減輕重量和強行提高渦前溫度勉強把推比提高到8.5（中推推重比容易做的比較高，比如英國的中推EJ200和美國的大推F119推重比是同一個等級的，但技術難度絕對不是一個等級的），但卻帶來了油耗大、發動機壽命相對降低等負面影響。
在M88-2、EJ200、F414三款西方三代中推中，M88-2無論是推重比，還是加力推力，甚至在油耗和壽命方面基本排位墊底。哪怕是俄羅斯的RD33發動機，只要使用西方3代航發的新材料，總體性能就能與M88-2持平，在高空性能和油耗方面則優於M88-2。
作為老牌工業強國的法國尚且如此。對任何國家來說，哪怕是有現成的核心機，要做一款自己的渦扇發動機，不是見得是容易的事。
在中美蜜月期，中國獲得了不少CMF56，隨即開始對其進行逆向工程，但逆向工程很容易陷入知其然不知其所以然的情況，逆向工程也絕非易事。
另外，畢竟民用版本和軍用版本的發動機還是有不少區別的。中國在研製渦扇10的過程中還是使用了很多自主技術——624所從1978年開始預研積累技術，這些技術成果不少被應用於渦扇10發動機。另外，渦扇6在近20年的研發中積累的技術也為渦扇10做了鋪墊。
在渦扇10發動機遭遇困境時，中國還充分借鑒過從俄羅斯購買的AL31F發動機——由於中國自己則缺乏高性能渦扇發動機控制系統的研究經驗，在獲得俄羅斯AL-31F發動機後，中國把俄羅斯發動機的控制系統移植到渦扇10上。
因此，渦扇10可以說是集成了自主技術、蘇聯技術、美國技術於一體的一款第三代大推力航空發動機。
（J16，搭載2台渦扇10發動機）
「太行」發動機已批量裝備部隊
截至2015年底，410廠已向海軍、空軍交付渦扇10發動機不少於400餘台，被用於J11B、J11BS、J11D、J15、J16等機型，裝備了不少於5個航空團。雖然經歷了磕磕碰碰，但截至目前，沒有一架搭載渦扇10發動機的戰機因發動機故障墜毀。
在今年年初，中國航空報公布了渦扇10發動機改進型號由中航工業動力所研製成功的消息。改進版本的渦扇10發動機將加力推力提升到14-14.5噸，實現在綜合性能（最大加力推力、壽命、推重比）方面的提升。渦扇10及其改進型號足以和俄羅斯的AL31F及其改進型號AL31F-99M1/M2等發動機相媲美。
改進版渦扇10發動機另一項重大改進就是航空發動機的全許可權數字電子控制系統。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。在早期型號的渦扇10發動機上，由於中國自己則缺乏高性能渦扇發動機控制系統的研究經驗，就把俄羅斯發動機的控制系統移植到渦扇10上。
這種做法雖然在當年是夠用的，但到如今，老式俄制發動機的控制系統早已經無法滿足三代半戰機和四代機的需要。在劉永泉團隊的努力下，成功研製出全許可權數字電子控制系統，使渦扇10發動機告別了AL-31F發動機的控制系統。
正如中航工業2015年社會責任報告中寫道，「太行」發動機批量裝備部隊——中航工業已具備自主研發第三代大推力發動機的能力，渦扇10的可靠性問題，中航工業和軍方已經用實際行動作了表述。
出品：科普中國
製作：鐵流
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