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太行为何长期不行?中国航空发动机二十年投入全部毁于一毒瘤型号

(2017-12-16 20:08:10)
分类: 新闻分析


很久很久以前,有两个青年聚在一起,他们决心要造出先进的航空发动机。

第一位青年开口了:“我打算先学着别人的作品,从材料工艺要求低、结构简单的型号做起;然后一点一滴的搞清楚这个东西每个部件是怎么运转、怎么配合的;通过一点点尝试修改它们的设计,找到其中的规律,自己总结出一套理论出来;最后就能根据自己的材料和工艺水平,做出力所能及的最可靠性能最好的型号了。”

 

图:歼教-1飞机,中国人独立研制的第一种喷气式飞机。该机的发动机参照国外发动机进行设计,后来使用中部件断裂,国内就此放弃了这一机型。这是极其令人痛心的错误,如果能从歼教-1开始,就仔细研究发动机的故障和运转机理,然后坚持下来,我国发动机行业绝不是今天这种水平。

 

第二位青年开口了:“嗯,这个东西我们先抄抄看,蛮简单的嘛--啊,就坏了?算了,咱不要这个了,我们抄下一个。”“抄了几个发动机,发现没啥难的,我们自己搞个很先进比国外还强三条街的吧--我靠,居然废这么大力气搞不出来?算了,咱搞不定这个,不搞了,买国外的吧”。“这几个国外的发动机不错,再买点--啥,国外不卖了?赶快自己搞。”“我靠,居然这么难”

在发动机研制自强不息的道路上,很显然第一位青年才是合理的榜样,然而不幸的是,我国却更接近第二位。在漫长的发动机仿制、改进、自研和引进相混杂的历史中,我国发动机很长时期内都处于做一个,丢一个的状态,未能将技术和经验的积累系统化归纳,并升华成一套完整的理论体系用于指导新型发动机研发。而这段令人痛心的经历中,涡扇六是一颗最大的毒瘤,贻害至今。

太行为何长期不行?中国航空发动机二十年投入全部毁于一毒瘤型号

 

图:幻影2000的M53发动机,除了可靠泼辣的优点外,此外推力小、自重大、油耗率高,是三代战斗机中性能最烂的涡扇发动机。而现在,法国施奈克玛公司是世界上最大最强的几个航空发动机公司之一,M88先进中等推力发动机是其近年代表作。现在的施奈克玛不造AL31F和太行这个级别的大推力军推是因为本国没有需求,要说大,该公司的新型客机用大涵道比发动机无论是俄罗斯和中国都根本造不出来。然而在50、60年代,法国一度只能采用英国发动机,起步水平并不比同期的我国强多少。

 

太行为何长期不行?中国航空发动机二十年投入全部毁于一毒瘤型号

 

图:喷气发动机需要复杂的多级叶片分担不同功能并协调工作,其中的机理极其复杂,很多问题都处于没有完善理论可以解释、计算,而必须依靠工程经验和试验验证的状态。

 

至今为止我国所有投入服役的国产航空发动机,没有一台是严格意义上完全独立研制的。从一型叶片,一个轮盘开始研制,逐渐组成一级压气机转子、一级涡轮;再逐步扩展级数成为基本完整的高、低压气机和涡轮组合;继而组成发动机的核心机乃至于完整的燃气发生器进行试验,最后由此衍生出型号验证机,并最终完善成装备型号--这种事情在中国已公开的航空发动机中还从未出现过。

这种上游研究的长期欠缺,使我国无法在发动机领域形成扎实详尽的自有理论、试验基础和设计依据、手段。在型号研制过程中,研制人员不得不参考各型已有发动机,采用相似原则缩放设计甚或是直接测绘、逆向工程,将不同国家不同型号发动机的各个部分进行拼凑整合。

正是在这种背景下,涡扇6这个性能指标奇高(12.6吨推力,和太行发动机定型的指标一样高)、研制难度空前的型号从1964年10月开始初步设计,却出现了在1966年便完成全部图纸,开始试制样机的神奇速度。在这种隐患重重的设计中,大量部件之间性能匹配与协调运转的缺陷又被隐藏在材料与工艺的不足下;数量严重不足的试制部件和样机更是使得这些盘根错节的故障根除起来极为艰难,穷尽手段仍然不见回天。

太行为何长期不行?中国航空发动机二十年投入全部毁于一毒瘤型号

图:涡扇六发动机

我国作为一个后起的工业追赶国家,不可否认在科研工程、工业生产中普遍存在很强的结果论、功利投机心态,往往是只要措施有效,便无所谓机理不明;这种得过且过的心态必然在未来发展中招致巨大的损失。航空发动机研制这种结构精密复杂、工况残酷恶劣,重量体积控制苛刻的大型工程就是典型,诸多因素环环相扣,牵一发而动全身;机理不清楚下凭借浅薄经验和主观猜测提出的设计方案、改进措施,其效果如何几乎只能取决于运气。 ;

事实上这些还不是最为糟糕的问题,涡扇六真正灾难性的影响在于对科研风气和人心的败坏。每个人都知道涡扇六指标太高、设计严重不切实际,最后根本不可能研制成功。但是涡扇六必须成功,因此就只能吊着、拖着,然后不断瞒报故障缺陷,篡改甚至凭空捏造试验结果,让研制工作看起来仍然可以继续,涡扇六仍然成功有望。学术造假从头到尾贯穿了涡扇六的研制过程始终,最后连研制单位的人自己都搞不清哪些资料是可信的,哪些不可信。

太行为何长期不行?中国航空发动机二十年投入全部毁于一毒瘤型号

图:F15的F100发动机。当美国两种最著名的三代战斗机大推力发动机F100、F110在互相角逐竞争并高速发展的时候,中国正不切实际的把全部资源砸进一个毫无意义的发动机项目里。

从60年代到80年代,横跨近20年,整个国家不仅在涡扇六上烧掉了海量的金钱和物资,整整几代豪情勃发的航空发动机人的青春和热血也就此浪费。更重要的是它垄断了我国航空发动机20年的时间,这20年里,再也没有其它的自研发动机型号能得到生存发展的空间,而这20年,正是国外发动机突飞猛进的黄金20年。涡扇六工程就像一个毒瘤一样,在20年里吸干了母体能提供的所有营养;而20年以后,国内几乎什么都没有得到,只剩下一群变得油滑世故,擅长弄虚作假的航发人。

涡扇6在1982年下马的一刻,突然从停滞已有数年的研发状态中完成了24小时持久试车拿到了飞行合格证,保住了一大批人在职称奖金待遇上的努力没有白费,堪称人间奇迹。虽然到死都没有装机试飞过,但它的实际水平仍然可以通过后续的昆仑发动机看出来。昆仑发动机的高、低压气机结构设计分别来自斯贝和涡喷13发动机,而燃烧室、涡轮、加力燃烧室等其它结构继承自涡扇六发动机设计。

太行为何长期不行?中国航空发动机二十年投入全部毁于一毒瘤型号

 

图:昆仑发动机

 

昆仑发动机可靠性极差,装机以后反复出现燃油渗漏、喷火舌、冒烟等现象;而涡扇六上声称最终成功克服的高温、振动、喘振三大毛病,昆仑更是一个不少,由此引起的试飞坠毁事故最终导致歼八III的下马。

90年代末期的昆仑尚且如此,80年代初期的涡扇六真实水平如何,不望而可知。而众所周知的一点是,太行发动机正是来自于主持涡扇六、涡喷13发动机研究的单位;而它完成基础设计的时间,也正好在90年代末期以前。上面提到过的这些涡扇六时期留下的恶劣风气和毛病,有多少遗传在了太行发动机的研制过程中?这只有天知道。

科研和工程容不得弄虚作假,就像叠砖累石起高塔,今天这里一个大坑你不愿意花力气填上,只是虚着盖上就算了,明天那里一个大坑也不肯花力气;最后的结果就是塔起的越高,垮的就越狠。今天太行发动机的进展不顺屡遭挫折,并不是我们砸的钱不够多--实际上建国以来,烧在航空发动机工业上的钱已经非常可观了,而是在给我们建国前几十年犯下的各种历史错误还债。

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