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持续近半世纪的“发动机大战” 装备B-1B轰炸机的F101-GE-102发动机结构图。 对于中国航空发动机工业来说，普惠公司与GE公司之间两次“发动机大战”的精彩对决几乎是一个遥远的神话，但其中的经验仍值得中国借鉴。 （“讲武谈兵”是由现代兵器杂志社资深编辑黄国志为澎湃防务开设的个人专栏，以客观严谨的态度，辅以活泼精炼的语言，力图“破除防务迷雾”，为读者更好地认识我国与国外在装备技术上的差距提供参考和借鉴。每周一或二倾情奉献。）F110系列的优势则在于高可靠性、大推力和低成本。F110-GE-100的加力推力为124.6千牛F100-PW-220仅为105.72千牛。因此，F-16和F-15E的大部分后期型号多采用F110系列的F110-GE-129（加力推力129千牛）和F110-GE-132（加力推力143千牛），以便在起飞重量和飞行阻力不断增加的情况下，尽可能保持原有的飞行性能。而就成本来说，F101、F110、F108和CFM56等不同类型的几大系列发动机都采用相同技术源头的核心机，这一点是F100难以企及的。 上期文章刊登后，有读者希望讲一讲国外航空发动机可靠性是如何改进和完善的。那么，笔者本期就从美国“发动机大战”谈起，希望对中国航空发动机工业的未来发展做一探讨。 拿下这笔大单的普惠公司并不轻松。按照美国空军和海军组成的“发动机选型联合管理委员会”的要求，普惠公司需要同时研发空军F-15使用的F100发动机和海军F-14的F401发动机（替代性能有缺陷的TF30），两者的核心机都源自该公司竞标成功的JTF22。
由此，笔者认为，美国第五代军机“发动机大战”胜利者的桂冠很可能会戴在GE公司的头上，他们一直在为赢得未来而努力。
事实上，今天为大家所熟知的歼10和歼20，其最初的设计方案就是通过不同研制单位之间的竞争脱颖而出的。尤其是歼10设计方案的诞生过程，在前不久缅怀故去总师宋文骢的回忆文章中提到过很多次。 其次，航空发动机的研制周期长、风险高，国内用户需要给国产航空发动机必要的成熟期。而一旦一款核心机成熟，其衍生型号足以满足一代甚至是两代军用飞机的需要。这会进一步降低新型航空发动机研制的风险，也为全新的航空发动机研发争取时间。 在1977年B-1A下马时，GE公司就萌生了利用其核心机F101研发一款战斗机用加力涡扇发动机的念头，并与美国军方及时进行了沟通。1978年，GE公司以F101-GE-100核心机为基础，结合F404的部分技术，向美国空军和海军推出了代号为F101X的加力涡扇发动机设计方案。次年，美国空军与GE公司正式签订发动机研发合同，并赋予其F110的军用编号。GE公司还经过不懈努力，说服美国海军同意以F110替换F-14的TF30发动机。当初普惠公司未兑现的承诺，GE兑现了。 有这样一种说法：航空工业是制造业皇冠上的明珠，以此类推，航空发动机则应是航空工业这颗明珠上最为璀璨的部分。从武器平台的角度来看，战车的发动机出问题了，可以由其他战车或装甲抢救车拖曳撤离战场；舰船的汽轮机出问题可以启用备用发动机可用；军用发动机一旦出问题，后果多半是机毁人亡的一等事故。因此，航空发动机对可靠性要求最高。 1986 年的 F-14B 原型机，安装 F110-GE-400 发动机，测试结果是皆大欢喜。 F100-PW-100 发动机在 F-15 服役后，尾喷管整流片被全数拆除以简化维护。 本文图片均来自网络 从美国的经验来看，提高航空发动机的第一步是引入高水平的竞争。如果说以前我国航空发动机工业基础薄弱，无法形成相互竞争的规模，那么到了今天已经具备了形成几大航空动力集团竞争的局面。目前，国家已经有意将航空发动机工业从航空工业中独立出来，从而使其获得更为有力的支持。以此为契机，原本被割裂在全国各地的航空发动机科研院所和生产企业如果能够实现根本上的资产重组、资源整合，其带来的产业提升将无可限量。 而“第一次发动机大战”之所以会发生，其核心就是可靠性问题。 笔者认为，美国有普惠公司和GE两大发动机巨头，那么我国航空发动机工业也可以形成南北两大动力集团。北方航空动力集团以606所和黎明为龙头，南方航空动力集团以624所和011基地为龙头，分别整合包括加力涡扇发动机、大涵道比涡扇发动机、涡轴发动机、涡桨发动机以及燃气轮机等在内的科研、生产资源，从而形成良性有序的竞争环境，从根本上解决可靠性问题。 空军和海军对发动机性能要求的侧重点不同，虽然采用相同的核心机，其实等于同时研发两种发动机。短时间内完成两种当时最先进涡扇发动机的研制，即便在今天也没有哪家公司能做到。于是，普惠公司也开始不断找“变通”的办法。 F100系列发动机服役后，最大的可靠性问题就是“喘振”和“空中熄火停车”，且故障率越来越高。美国空军从1974年开始每年都拨专款用于提升F100系列发动机的可靠性，但见效缓慢。为保障战机的出勤率，美国空军硬着头皮继续采购F100，并开始动了研制替代型号的念头。就这样，美国空军与普惠公司间“友谊的小船说翻就翻了”，而把后者拉下水的正是GE。 普惠公司首先要求推迟F401发动机的研制节点（毕竟F-14的采购数量比F-15少），随后要求减少两种发动机的部件试验小时数。由于发动机采购经费削减、F-14研发成本上升等诸多原因，美国海军被迫取消了F401的研制计划。美国空军以为如此一来普惠公司会集中力量把F100发动机搞好，却不想后者先打的是自己的小算盘，以“采购数量减少、成本上涨”为理由要求提高采购单价。美国空军为保证F-15的研发进度，只得“忍气吞声”，甚至给予普惠公司多次考核与试验的机会。1973年10月，F100勉强通过了150小时定型试验和全部部件考核试验。普惠公司对F100发动机在考核试验中暴露出的风扇叶片断裂以及与静子摩擦起火等多项可靠性问题进行改进和补救，却未能彻底解决问题。直到1974年11月F-15A量产型交付美国空军之际，F100的初始型号F100-PW-100依然是“百病缠身”。但美国空军已是“骑虎难下”，为确保F-16与F-15的通用性，选择了F100家族的第二个型号——F100-PW-200作为单发的F-16的发动机。 |
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