文|徐勇凌
发动机之惑——制约大国战机发展的技术瓶颈
中国四代机能否突破发动机瓶颈
徐勇凌
之前，网上的一则消息引发军迷的关注：中国已经在涡扇-15和涡扇-20发动机技术实现决定性突破。由此在此次引发关于国产发动机发展的热议。中国发动机技术突破真的实现了吗，发动机对未来战机的重要性到底有多大，在发动机和四代机领域的后发优势，能否推动中国航空和空军装备技术发展实现弯道超车？就这一系列问题我想谈谈自己的看法。
“4S”—不同国家的不同解读
首飞于1997年，并与2005年装备美军的F-22猛禽，依然是目前世界上投入装备的唯一一款四代机。在三代战机出现近30多年后，四代战机姗姗来迟，而四代机相对于三代机，能够称之为超越的也只有隐身和超音速巡航这两项性能指标。至于超机动和超视距攻击（直译为“高级战役意识和效能的航空器”）只不过是对三代机性能指标的发挥而已，其实并无新意。
关于下一代战机的发展方向，尽管有美国人创立的4S指标作为标杆，但各国在军机研发中还是作出了自己的选择。欧洲和法国（法国保持了其在军机研发中相对独立性的传统）选择了三代半；俄罗斯人选择了有重点的突破，在T-50的设计中，他们更加强调超机动性和超音速巡航这两项指标，在隐身性能方面作出了适当的牺牲，而在所谓的高效能方面，由于技术上相对于西方存在较大差距，只能尽可能的追赶。即使是技术实力雄厚的美国，在高低搭配的的低端飞机F-35上，也无奈地放弃了超音速巡航和超机动这两项指标。
其实对于4S的不同选择，与其说是技术解读上的不同见解，还不如说是能力不足制约下的无奈之举。相对于三代机十几亿的研发成本，四代机动则上百亿的研发费用，对任何一个大国都是难以承受的。欧洲放弃四代机的竞争而选择了技术台阶相对不大的三代半战机，更多的就是从成本角度的考虑。当然四代机研发更大的难点还在于技术的整合，工程领域单向技术的突破已经不易，而要实现多项功能的整合，对技术团队的考验更加严峻。追求完美的F-22在小小的氧气问题上一蹶不振，一停飞就是4个多月，这种看似阴沟里翻船的现象，其实就是技术整合带来的最大问题。对于俄罗斯而言，他们遇到的问题更多，既有经费不足的问题，也有技术整合难度大的问题。例如，在超机动和隐身性能彼此兼顾方面，从设计和制造难度角度考虑，他们不得不降低对隐身性能的要求，这一点从机身下表面的和尾部设计中都可以看到。
军机“心脏病”——大国航空之痛
2013年五月的巴黎航展上，俄罗斯超机动飞行的明星——米格29-OVT，因发动机问题终止了飞行表演。8月的莫斯科航展上，一枝独秀的T-50，更是在起飞中发生发动机喷火的重大故障，不得不中断起飞，在家门口丢了丑。俄罗斯军机发动机的不良表现，再次引发了人们关于发动机问题的话题。发动机是飞机的心脏，是战机超凡性能的动力之源。相对于飞机气动布局的精巧复杂，飞控技术的软硬件技术难点，航空电子系统的高度信息化与综合化，人们往往忽视了发动机技术的高难度。
其实，俄罗斯军机“心脏病”已经不是什么新鲜话题，在俄罗斯三代机米格-29首飞之初，其2号机和4号机就因为发动机问题相继坠毁。1989年巴黎航展的跑道上空，前苏联著名试飞员科沃丘尔遭遇米格29发动机爆炸的惊魂一刻，低高度跳伞逃生其落地点与飞机坠毁点近在咫尺。由于西方在发动机关键技术上的严密封锁，技术上没有合作伙伴的俄罗斯，在发动机技术研发中举步维艰。相对于欧美发动机几千小时的寿命和高可靠性，俄罗斯发动机的性能缺陷和不良表现一直为人们所诟病。为了追赶美国人四代机的脚步，俄罗斯的T-50从上马之初，就提出了雄心勃勃的AL-41发动机研发计划，但去年1月29日T-50首飞之时，只能用替代产品117S发动机装机，而AL-41的研制据说还遥遥无期，尽管普京总理信誓旦旦的要在2013年首装T-50，但如果没有大推力、矢量技术的AL-41发动机，T-50的超机动性就无法实现。此次莫斯科航展上尽管双机配对的T-50做出了惊险的编队表演，但在超机动性能方面却少有展现。
其实，发动机问题绝非俄罗斯的个案，发动机始终是大国军机发展中最大的技术瓶颈。发动机技术的发展其难度不仅在于设计，更重要的是发动机材料等相关技术的发展，和发动机试验所需的大量资源和经费的支持，正因为发动机技术的复杂性，其研制成本巨大、周期较长、见效缓慢，但发动机技术一旦突破其技术效益是难以估量的。许多国家由于对发动机研制的投入不够，导致技术问题长年积累，已经严重制约新一代军机的发展。由于历史的原因，中国在航空发动机技术研发领域进展缓慢，发动机技术已经成为制约中国航空武器发展的最大技术瓶颈，尽管国产涡扇发动机已经于2005年定型，但我们在发动机性能、寿命、可靠性等指标上，与西方大国还存在巨大差距，除了国外的技术封锁和我们技术基础薄弱等原因，对发动机技术研发的投入不足是最主要原因。近期，著名航空材料专家师昌绪提出，将航空发动机技术作为国家专项工程进行立项，得到了中央的高度重视，发动机技术有望成为国家战略，中国航空发动机技术的腾飞指日可待。
国际装备市场的话语权——大国的四代机之争
从上世纪70年代三代机的出现开始，我们看到的不仅是局部战争中军机威力的展示，国际军机市场上的大国博弈，其激烈程度一点不亚于真实的战场。在过去的40年里，军机市场上美俄平分秋色，欧洲逐步扩大市场份额，其他国家积极参与，毕竟这是一块不小的蛋糕。
武器的出口其意义绝非纯粹的经济利益。由于技术门槛难以逾越，中小国家只能无奈地引进先进国家的航空武器装备。而对于大国而言，一旦其掌握了一个国家军机的主要份额，也就掌握了技术的控制权，从而拥有了战略话语权。正是因为如此，军机市场对于大国具有巨大的诱惑，为了赢得市场也必将不遗余力。
在三代机的市场竞争中，美国的F-15/16显然在综合效能上占优，但俄罗斯的三代机却具有价格优势，而其机动性优越的特点也在一定程度上弥补了其航空武器方面的不足，因此，在国际三代机市场上，美、俄可谓平分秋色。就像三代机竞争中各国尽显其技术优势，未来的四代机竞争中，也不可能是所谓的综合实力的比拼，市场竞争无外乎两条：一是性价比，二是技术特点。在这场竞争中美国人显然赢在了起跑线上，F-22/35的先发优势，利用合作研发的手段美国人将西方国家捆绑在F-35这辆战车上，美国人为其未来的军机出口做足了功课。然而，俄罗斯人并非没有机会，由于四代机技术研发的缓慢进度，F-35的列装一推再推，加上四代机节节攀升的价格，令美国盟友踌躇难断，F-22的停飞更是雪上加霜，不禁让人们对美国军机的高技术产生了怀疑。这对俄罗斯人不啻为一个难得的机会，T-50以超机动性见长，尤其是俄罗斯人在矢量推力方面的技术优势，大大提升了未来军机市场上的竞争力，加之俄罗斯军机的价格优势，在可预见的未来，美俄必将在新一轮的军机出口竞争中展开激烈的博弈。
后来者的咆哮——中国未来战机发展展望
去年11月1日珠海航展开幕式上，歼-20的双机出现如我所预料，由此引发的媒体狂欢如今已经渐渐平息，现在，到了我们冷静分析中国军机未来发展前景的时候了。
我曾经说过，中国发动机技术发展最大的瓶颈是投入，和有成功经验的技术引领者。对于中国航空发动机人而言，我们只需要一次机会就够了。如今，中航动力集团已经成立，航空动力发展的国家战略已经写进了人大报告，1500亿元的投入大单已经基本到位，歼-20，运-20，C-919的市场需求也迫切地摆在那里，就等着航发人奋力前行创造奇迹了。奇迹会不会发生，我曾经乐观地预测：成功的周期是5年，如果我的预测实现了，那么中国航发人将引领前所未有的机遇，四代机、军用运输机、大型民用运输机，这三大板块对国产发动机的需求量就达到了惊人的2000台的水平，未来10年，这个需求将进一步扩大的5000台、甚至8000台，这对中国航空发动机团队而言是一个巨大的利好。发动机领域很可能会因为这次机遇发生根本性的逆转，形成像中国高铁那样繁荣发展的新局面。
如果说中国的航空团队曾经错过了上世纪80年代的战略机遇期，那么，这一次我们绝对不能再次错过。应该看到中国未来飞机和航空动力技术的发展不是没有风险的。一是大型运输机技术能否借着运-20装备和C-919首飞的东风，再上一个台阶，特别是借助于与俄罗斯航空工业联合体的合作，在C-929的研发中实现技术的全面突破。二是能否通过新型涡扇系列发动机的研制和装备，聚集人才优势，形成独有的核心技术竞争力，从而一改几十年中国航空动力领域的落后局面。三是能否认真解读未来战争对空天技术发展的引领和导向，在无人机、临近空间飞行器、信息化技术装备等新领域实现赶超与创新，从而占据未来空天信息化战争的技术制高点。
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