观观市 登录
← 返回视频简报
卢克文工作室 已完成

中国涡扇发动机往事(下):歼20等了20年!国产航发到底有多难?

2026-10-25 12:58 · 时长 25分44秒 · 模型 gpt-6.1-sol · 在 B 站打开 ↗
#航空发动机 #国产航发 #军工发展

中国涡扇发动机往事(下):歼20等了20年!国产航发到底有多难?

视频以涡扇-10“太行”的研制历程为主线,讲述中国在进口发动机受制于人、材料工艺基础薄弱和试验条件不足的困境中,艰难推进国产大推力涡扇发动机自主化的过程。

  • 进口发动机解决了战机动力需求,却留下维修和供应瓶颈。 中国引进苏-27后,获得了最大加力推力约 12.5 吨的 AL-31F 发动机。据视频介绍,其早期型号约 300 小时需要翻修、整机寿命约 900 小时,而美国 F100、F110 的寿命分别可达约 2500 小时、3000 小时以上。这些数字在视频中用于说明使用保障压力,未进一步区分型号与寿命统计口径。

  • 获得大修授权,也不等于掌握完整维修能力。 视频称,俄罗斯授权西安 430 厂建设 AL-31F 大修线,但高压涡轮、燃烧室等核心热端部件仍需送俄处理;国内主要承担风扇、低压部件及总装调试等工作。返修可能耗时大半年、单次费用数十万美元,使战机出动强度受到发动机保障能力限制。

  • 涡扇-10源于为歼-10配套国产动力的需求。 歼-10早期考虑过涡扇-6和涡喷-15,但前者已下马,且尺寸、试验进度不满足需求;后者源于对米格-23所用 R-29-300 的仿制,技术路线相对落后。经 9 名航空发动机专家联名建议,代号“太行”的涡扇-10于 1987 年正式立项,张恩和成为关键负责人。

  • 参考先进发动机可以缩短设计探索,却无法直接获得制造能力。 据视频叙述,中国于 1981 年获得两台 CFM56 民用涡扇发动机,其核心机技术与美国 F110 有共同渊源。太行据此参考确定了 三级风扇、九级高压压气机、一级高压涡轮、两级低压涡轮的总体结构,但材料、加工和质量控制仍需自行突破。

  • 航发难点不仅在图纸,更在材料与工艺参数。 以高压涡轮盘为例,即使知道合金成分,也无法仅凭拆解确定粉末冶金的颗粒尺寸、成形温度、压力和冷却速度。极小的制造偏差,都可能在高温、高转速条件下引发叶片变形、断裂或其他严重故障。

  • 核心机、压气机与控制系统必须共同匹配。 太行于 1993 年上试车台后,陆续暴露高温叶片变形、高低压部件匹配困难和高转速喘振等问题。视频将早期另一项障碍归因于控制系统:设计所需的 全权限数字式发动机控制系统(FADEC)尚未成熟,采用俄式控制方案过渡时,响应速度和控制精度难以满足要求。

  • 歼-10先采用俄制动力,太行则继续面向多型战机研制。 1992 年,相关单位考察 AL-31F,随后决定引入适配歼-10的俄制发动机,并调整飞机后机身和结构。国产化苏-27改进型歼-11B也存在动力需求,加上俄方供货限制,促使太行继续推进,形成面向歼-10和歼-11系列的“一发托两型”思路。

  • 试验平台不足,使研发不得不直接依靠战斗机开展空中验证。 视频称,国内由轰-6改装的 086 号发动机飞行试验平台于 1996 年退役,后续平台又受到经费和进度限制。研发团队因此抽调两架歼-11开展试验,其中一侧安装 AL-31F、另一侧安装太行的飞机,于 2001 年 6 月 6 日完成首次试飞。

  • 地面试验通过,并不代表发动机已适应真实飞行环境。 高空气流、温度、压力和机动状态变化,使太行在试飞中继续暴露空中停车等问题。视频讲述了 2004 年 7 月 20 日试飞员丁三喜遭遇太行停车后,依靠另一台俄制发动机将飞机安全带回的险情,体现出空中验证的风险和试飞数据的价值。

  • 集中整改和国产数字控制系统推动了设计定型。 面对叶片断裂、机匣起火、滑油泄漏、轴承故障等问题,项目暂停定型流程,进行了约一年的排故整改,修改滑油系统和轴承组件,并换用国产数字控制系统。太行于 2005 年 11 月完成最后定型试飞,12 月 28 日通过设计定型审查。

  • 设计定型之后,批量使用的可靠性仍需继续打磨。 视频称,早期装用太行的歼-11B仍出现叶片断裂、复合材料调节板故障等问题,影响空军接装信心;俄制发动机供应又受到限制。到 2009 年,部分已出厂歼-11B因缺少可用发动机而停放,成为国产航发从“研制成功”迈向“稳定量产、可靠服役”仍有距离的例证。

  • 这段文字稿止于太行项目的艰难关口。 核心结论是:航空发动机自主化需要设计、材料、制造、控制、试验和批产质量体系共同成熟,也需要长期持续投入。虽然标题提到歼-20,但所给文字稿尚未展开歼-20及其后续发动机的发展。

▸ 原始转写文字稿(3805 字符)
接下来的接力棒,带着吴大官无尽的遗憾,重重地砸在了张恩和的肩上。放弃了自主研发,那就只能买,但核心技术别人真的会卖给你吗?90年代初,苏联解体。中国抓住了这个历史机遇,勒紧裤腰带,用挤车皮挤车皮的狗皮大衣,热水瓶和罐头,从俄罗斯换回了苏-27战斗机。苏-27的到来,确实让中国空军第一次摸到了第三代战机的门槛,但问题也随之而来。发动机。实事求是的说,苏-27的AL-31F涡扇发动机性能不错,最大加力推力12.5吨,搭引脚机动飞行不容易喘震,非常适配苏-27高机动特性。但问题在于,AL-31F的寿命太短了,300小时就要翻修,整机寿命只有900小时。说起来,这种发动机的设计指标也是符合苏联人战术思路的,那就是一架飞机根本飞不到寿命就会战损,提高寿命毫无意义。可是中国和苏联不一样,全国就靠苏-27成者,而美国的F-100寿命能达到2500小时,F-110甚至能达到3000小时以上。更关键的在于,国内没有发动机的完全翻修能力。虽然俄罗斯授权西安430厂,建设了AL-31F大修线,但同时也要求高压涡轮、燃烧室等核心热端部件中国无权维修,出现损坏依旧要运回俄罗斯处理。中国只能做风扇、低压部件、总装调试等外围大修工作。这一来一回,发动机可能要大半年才能回家,而且要价极高,翻修一次就要几十万美元。所以哪怕96年台海危机那么紧张的局势,苏-27也要省着点飞。因为如果超计划高频飞行的话,最多只需要两三个月,所有的苏-27都将因为没有发动机可用,全部爬窝。那也就意味着中国的天空将完全敞开,血淋淋的现实终于抽醒了所有对造不如买还抱有幻想的人。这个时候张恩和站出来了。张恩和是中国自主培养的第一代航空发动机专家。涡扇6研制的时候,张恩和担任总体是结构组长。他亲身经历涡扇6漫长的研制最后下马的全过程,甚至国产大推力涡扇有多难。但他还是义无反顾地接手了一个项目,涡扇10。和涡扇6一样,涡扇10也是项目制的产物,属于歼10的配套发动机。歼10立项的时候,备选发动机有两个,涡扇6和涡喷15,但当时哪个都不靠谱。涡扇6已经下马,而且没有坐高空台,没有空中试飞。更关键的是,尺寸不适合运时要求。那涡喷15呢?这款发动机是防制品。技术来源是1978年,中国从埃及换回来的一架米格23战斗机。当时国内准备防制米格23成为歼13,涡喷15就是防制米格23的R29300发动机。后来歼13下马,涡喷15也就跟着下马了。所以国防科工委纠结半天,做出了个艰难的决定。既然涡扇6装不上去,那还不如直接用涡喷15凑合。可是这都80年代了,别的国家都用涡扇了,中国怎么还能用涡喷呢?9名航法专家不甘心,他们联名上书中央,涡喷发动机太落后了。我们要为21世纪的主力战机配上一颗真正的大推力涡扇心脏。在这些老专家的死见下,1987年,代号为太行的涡扇10正式立项。相比1921世纪的涡扇6,涡扇10的起点要高一点点。早在1981年,中国就通过特殊渠道买到了两台美国CFM56涡扇发动机。虽然它是民用发动机,但懂航的都知道,它的核心机其实和美国F110发动机同宗同源。于是606所的工程师以CFM56为蓝本,为太行确定了三级风扇加九级高压压气机加一级高压涡轮加两级低压涡轮的总体结构,和F110基本相同。这个起点为太行省去了十几年的设计摸索期,但也正是因为起点太高,把当时底子极差的中国军工逼入了绝境。为啥呢?因为结构可以通过拆解还原出来,但材料和制造工艺是还原不出来的。这就好比你买了一道国宴大厨的菜,你拿去化验,也许能得到它用了几颗盐几颗糖,但你绝对得不到炒的时候油温多少,更不知道厨子炒菜的手法和颠锅的频率。炒菜差一点点还不影响吃,但仿制发动机差一点都不行,飞机是会掉下来的。举个例子,高压涡轮盘,美国用的是粉末冶金,我们也许能测出金属的成分,但烧结的时候温度是多少呢?压力是多大呢?金属粉末的颗粒直径是多少呢?冷却速度是一秒还是半秒呢?没有人告诉你。所以,虽然涡扇石一年就画出了图纸,两年就试制完成,但光让它成功转起来,就一直拖了好几年,到了1993年才上试车台。一上试车台,问题更多,先是无论叶片高温稍失扭曲,然后是高低压气息匹配困难,转速一拉高就剧烈喘震,各种毛病一大堆。这些问题虽然棘手,但好歹还能解决,但解决它娘胎里带来的毛病就不好办了。前面提到了,太航的核心机源自美国的CMF56,它性能很先进,但必须配合全数字控制系统FADEC才能运转。可在当年,中国的数字控制技术还是一片空白,为了赶时间,研发团队只能把刚刚进口的俄罗斯AL31F的模拟数字机械控制系统搬过来,装在太航身上。可是,全数控和模拟数控的响应速度和精度完全不是一个概念,结果就是两套体系完全不适配,90年代一直在调试,就是搞不定。眼看坚实都快试飞了,发动机还没上过天呢。以前是飞机下马拖累发动机,现在难道要发动机拖累飞机下马了吗?活人不能让尿憋死,只能换发动机。1992年,国防科工委、空军611索132厂、黎明发动机厂联合对AL31F进行了考察,论证了其作为坚实动力的能力。最终,国防科工委决定找俄罗斯基于AL31F定制一款发动机,装到坚实上。同时,611改坚实的方案,扩大后机身舱体直径,重新设计机身格框,加强结构,以适配俄罗斯发动机。坚实安全了,可涡扇石却危险了。涡扇石是为坚实而生的,既然坚实都用俄罚,那涡扇石还有必要继续吗?难道涡扇石要重蹈涡扇6的覆辙吗?巧了,这个时候俄罗斯的傲慢却间接救了涡扇石。别忘了,不仅坚实需要发动机,国产化的苏-27坚11B也需要发动机。但是,因为坚11B并不包括在中俄苏-27合同里面,俄罗斯只愿意为那104架歼11A提供发动机,拒绝给非法生产的歼11B提供发动机。那咋办呢?只能自力更生。最终高层经过深思熟虑,决定一发脱两行。太航不仅要继续搞,还要作为未来歼10和国产化改进型苏-27的通用备用心脏。但现实很快给了太航团队一记闷棍。就算地面把问题都解决了,也没法保证上天不出问题啊。因为我们没有飞机高空试验台,当时中国唯一一架由轰-6改装的086号发动机飞行试验平台,因为机体老化,在1996年退役了。那新申请改装一架轰-6呢?对不起,没经费,批不下来。找俄罗斯定制1276试验台,来不及。那咋办呢?国家只能咬着牙,从宝贵的歼11机队里,硬是抽调出两架来当小白鼠。2001年6月,一架罕见的阴阳机出现在跑道上。这架歼11的左边,装的是俄罗斯原装的AL-31F,右边装的是国产太行。这次试飞太玩命了,新发动机本就不稳定,一旦诱发出故障,运气好还能靠一台发动机飞回来,运气不好,锻炼叶片,打穿游路,那就是击毁人亡呀。万幸6月6日,这个66大顺的日子,阴阳机试飞成功,地面爆发出雷鸣般的欢呼,但欢呼声仅仅持续了几个月,打击再次到来。由于空中气流温度压力的复杂变化,远超地面模拟,太行开始频繁空中停车,最惊险的是2004年7月20日,因此高空试飞中,战机正在做大机动动作,太行发动机突然一声闷响,熄火了,失去了左侧推力,战机瞬间失去平衡,开始急速下坠。在几千米的高空,试飞员丁三喜临危不乱,他死死拉住操纵杆,拼命压制住战机的侧翻,同时按照试飞程序,尝试重启发动机,一次失败,两次失败,眼看战机高度越来越低,地面指挥中心极了,下令跳伞保住人,但丁三喜咬着牙没跳,他知道如果他跳了,这下带着无比珍贵是非数据的战机,就会摔成废铁,太行项目可能会因为这次坠机,而被彻底砍掉,中国航发几十年的心血将复住东流,我就是死,也要把数据带回去,他靠着俄罗斯那台发动机的单发推力,艰难地控制着战机,最终硬是把这架摇摇欲坠的飞机降落在了跑道上,当丁三喜浑身湿透地爬出座舱时,张恩和冲上去,一把抱住这名在鬼门关走了一遭的汉子,老泪纵横,然而,英雄的拼命掩盖不了技术上的硬伤,在整个是非阶段,太行暴露出无数致命问题,叶片断裂,机匣起火,润滑油泄漏,灼成烧结,每一次是非都像是在刀尖上跳舞,每一次故障都让整个团队陷入深深的绝望,最终,太行定型工作被迫暂停,转入大规模排骨整改,长达一年的排骨,太行修改了滑油系统,灼成组件设计,完成多轮验证,恰好这个时候,国产数字控制系统也搞定了,总算把坑爹的俄罗斯模拟控制系统给换掉了,这才重新恢复定型是非流程,2005年11月,太行完成了最后定型是非,12月28日,太行通过设计定型审查,不过呢,这次定型草率了,零四架歼11B双发都换成太行之后,陆续出现叶片断裂,复合材料调节板故障等重大事故,搞得空军意见很大,这很容易理解,飞行员都是宝贝,谁愿意开这一架随时会失去动力的飞行棺材上天呢?最终,空军决定,第一批歼11B不装太行,还是用AL-31F发动机,可是俄罗斯拒绝提供更多的AL-31F,于是名场面诞生了,2009年,在沈阳112场的停机坪上,成批成批崭新出厂的歼11B战斗机,像长龙一样排在袍道上风吹日晒,他们的尾部空空荡荡,没有发动机可用,这个场面被当时的中国军迷嘲讽为菊花残,那几年是全体航法人最黑暗的岁月,网络上铺天盖地的嘲笑,太行被骂成了太不行,中国连个发动机都造不好,还谈什么大国崛起呢,太行就是个骗经费的项目,赶紧下马买俄罗斯的吧,铺天盖地的嘲讽和辱骂,像刀子一样飞向沈阳606所和黎明场,难道我们倾尽两代人心血的太行,真的要倒在量产前的黑夜里吗,在这个生死存亡的关头,国家高层展现出了罕见的战略定力,