美俄印中航空发动机之比较

2014年第十届中国珠海航展结束后，航空工业界两件突发事件再次引发了舆论对中国航空发动机的热议。一是11月15日，成都一架歼-10飞机坠毁，舆论初步判断是发动机问题;另一是印度研制长达25年之久的“卡佛里”发动机项目于11月18日宣布下马。按照一些人的观点，不管歼-10的发动机是不是国产，中国的航空发动机和印度对比起来不过是五十步笑百步。遗憾的是，这种论断立刻迎来了一阵口水。众多奇葩的论断里面，最令人诧异的是说中国“太行”发动机已经花了1000亿人民币!那么，航空发动机到底哪家敢“烧钱”？

　　为了说明这个问题，我们简单挑选美国的F100、俄罗斯的AL-31F发动机、印度的“卡佛里”和中国的“太行”来对比以下。

　　美国：F100花掉了中国1987年军费的1.5倍

　　大名鼎鼎的美国F100发动机，是美国主力三代战机F-15和F-16的发动机，由普拉特?惠特尼公司(普惠公司)研制，世界上最早投入使用的推重比达8一级军用发动机，是真正意义上的“大推力涡扇发动机”

　　F100号称于1970年3月开始工程研制，1974年11月，F100-PW-100型交付空军，历时4年零8个月实现设计定型交付，研制总费用为4.57亿美元，按1996年美元币值计算，其研制费用为14.1亿美元(这不包括其基本概念研究费用、预先研究费用、验证机研制费用等)，如果粗略地按照1:8的汇率，约合人民币是112亿，对比一下1996年中国全年的军费支出是720亿人民币，这相当于我们一年军费的1/7!

　　且慢，这只是F100的一个片段，要了解F100，还得看他的前世今生。在F100正式立项前的2年(1968，一说1969)，美国空军、海军就已经联合提出了初始工程发展计划，要求在18个月内造出一台验证机，也就是说1970年F100立项的时候已经完成了验证机研制，这一点和中国是重要的差别，中国发动机的“立项”是几乎是从零开始。回到1968(或者1969)，当普惠开始F100验证机研制的时候，手头上已经有了成熟的核心机JTF22，如果要问JTF22研制了多少年，答案是10年!所以，如果从JTF22开始算，到F100-PW-100交付(1974年)已经过去了16年!如果故事到这里就结束了，F100从此过上了幸福的生活，那么F100就只能是个童话，事实上，F100的噩梦刚开始。

　　普惠为了缩短研制周期，片面强调性能，忽视了适用性、可靠性、耐久性和维修性;最重要的是减少了最不应该减少的试验时间，使发动机远未得到充分试验验证。F100-PW-100在1974年底交付以后，出现了一系列致命性问题，发生了多起机毁人亡的事故，甚至迫使美国空军一线战斗机全面停飞。就这样，F100经过反复改进，直到1984年，最新型号F100-PW-220研制完成，才算基本解决F100-PW-100发动机的问题。此后F100-PW-220从定型到批量生产、投入使用又耗费了近两年的时间，史无前例地完成了4000个循环的加速任务试验。至此(1986年)，F100用血淋淋的事实换来了最终的成熟，而时间距离核心机JTF22开始研制已经过去了28年!遗憾的是，我并没有从公开可信的资料查到JTF22那10年和研制F100-PW-220那12年(1974-1986)美国投入的经费，但我们可以粗略估算一下，28年的总投入应该比14.1亿美元(112亿人民币)翻了不止2倍，姑且只按3倍计算，那就是336亿人民币，这样算起来，大约相当于中国1996年军费(720亿人民币)的一半。如果把时间再退回到1987年，F100彻底成熟，而“太行”发动机刚刚立项，当年中国的军费是210亿人民币。也就是说 “太行”还没开始干的时候，F100已经花掉了中国当年军费的1.5倍之多!看到这里，你应该能明白什么叫“输在起跑线上”，什么叫“烧钱”了吧？

　　10年，10年之后又10年，10年之后再10年;10亿，10亿之后又10亿，10亿之后再10亿……用今天时髦的话说，因为有钱，所以任性，所以也才出了一代代经典发动机。F100以后，F119发动机从地面验证机研制开始，以2007年美元币值计算，花费约25亿美元;至于美国目前最先进的F135发动机，其研制经费一涨再涨，已经接近80亿美元，而这两个型号都不是从零开始，因此这两个经费数字也不是研制总费用。

　　故事到这里并没有结束，实际上，正如我们看到的，美国每个飞机型号在预研阶段总是有2个型号竞争(YF22和YF23，X32和X35)一样，发动机领域美国也搞了我们所说的“双流水”，在普惠搞F100的同时，GE搞了F101(后来发展为F110)，所以，一型经典型号实际掏的是双倍的科研经费。除此以外，美国是在航空发动机领域唯一一个技术和商业模式都取得全面成功的大国，美国发动机不止技术先进，而且卖得好，能赚钱。美国之所以有钱，之所以任性，就是因为依托北约盟国市场，用整个市场资源支撑一国的发展。相比之下，俄罗斯不仅丧失了华约市场，还丧失了苏联(独联体)市场，这就是下面要说的。

　　俄罗斯：不计成本，一干就是三代人的AL-31系列发动机

　　说到俄罗斯，干脆单刀直入说说跟中国扯不断、理还乱的AL-31F发动机。

　　AL-31F发动机1970年代初开始论证，1973年开始研制，1984-1985年通过了调试和国家鉴定试验。AL-31F由留里卡设计局设计，其前身为土星发动机制造厂，而土星发动机制造厂是苏联首批国产涡喷发动机的生产厂，产品系列很多(顺便说一句，苏联时代和后来中国的发动机研制模式就是一厂一型号的计划经济体制)。

　　AL系列发动机从1950年代就开始研制了，包括AL-7F-1和AL-21F-3两大系列。要论渊源的话，AL-31F是在AL-21基础上研制的，AL-21脱胎于AL-7发动机。发展到AL-21的时候，其主要部件，如压气机、燃烧室、涡轮、加力燃烧室都有重要进展。而且其AL-21F-3型发动机的加力推力已经达到了110.16千牛的水平，AL-31F发动机的加力推力为112.58千牛，推重比增加了1，其主要的研制工作集中在减重，就是为了增加这个1，花掉论10多年的时间。顺便提一下，卡佛里就是差里这个1，算不上“大推力”;为了这个1，以苏联尚且花了10多年，印度花几年呢？

　　接着说AL-31F，在其研制工作的1976-1985年期间，共解决了685个难题、共获得了128项专利，使用51台发动机进行试验验证，总试验时数22900小时，其中台架试车时数16625小时，飞行试验时数6275小时。应该说试验考核不可谓不充分，但刚定型时，型号的翻修寿命仅50小时。为什么是50小时呢？因为战斗的民族不信邪，他们认为，战争状态下一架飞机的寿命达不到50小时……所以，也就定型了。话虽这么说，俄罗斯的设计单位、试飞单位、生产单位此后一直进行联合攻关，大概到了上世纪90年代初，AL-31F才初步趋于成熟，相对定型时而言，首翻期延长到300小时。

　　粗算一下AL-31F的研制时间是9年(1976-1985)，加上基本成熟期按6年计算(1985-1991)，那么这型发动机研制可以大致说是15年研制成功，但前提是有成熟的AL-21，如果从AL家族的鼻祖AL-7(1950)开始算，到AL-31F(1991)是41年!

　　要问AL-31F研制过程花了多少钱，确实很难估算，在计划经济体制下，完成计划是政治任务，用花钱如流水来形容应该是不为过的，这也就是为什么俄罗斯的航空工业至今没有取得商业成功的重要原因之一。据说俄罗斯国防部长在苏联集体后访问乌克兰，希望能把船体已经完工70%的瓦良格号建设完成，问乌克兰缺什么，回答是：缺苏联计划经济委员会和18个工业部……

　　既然AL-31F是这么个情况，为什么我们还要引进呢？有人说正是AL-31F挽救了歼-10。这个说法正确与否，暂且不论，但确实反映了中国航空科研体制几十年来的一个重大误区——把航空发动机看作飞机的一个“附件”研制，与飞机同步立项，分摊经费。这个误区的形成很好理解，中国的航空工业是跟苏联学的，来的时候一型飞机就配一型发动机，苏联老大哥压根就没想过让你搞独立的航空工业，所以自然也就不会把发动机研制比飞机周期长的这个“秘笈”告诉你，这个误区影响了我们几十年，甚至当年引进“斯贝”发动机的时候，还有人觉得没飞机可配引进它有何用处，殊不知这个斯贝将我们的发动机从涡喷时代提升到了涡扇时代。当歼-10研制的时候，我们终于发现发动机等不了，如果硬要等，搞不好就是另一个印度LCA。前不久在珠海航展上大出风头的苏-35配备的117S发动机正是从AL-31F改进而来。有一种说法，土星厂之所以有钱搞117S，是因为中国大量进口AL-31F使“土星”变成了“土豪”。中国有可能进口117S，而117S已经不是AL-31F的行情。可见，独立自主搞“太行”有多么重要。

　　实际上，美国和俄罗斯的航空发动机产业，虽然走的是不一样的发展道路，形成了不同的科研体制，但他们都有俩个共同点：完善的工业基础和扎实的科研设施。美国和苏联(现俄罗斯)是世界上少有的具有几乎全部工业门类的国家，加上丰富的自然资源，可以实现从原材料到产成品的全产业链自给自足。而在航空发动机科研领域，即便今天的俄罗斯不能与昔日的苏联相提并论，它也继承了苏联绝大部分的航空工业遗产，这些遗产即便在今天，对世界上除美国以外的绝大多数国家来说，也都是望尘莫及的。

　　印度：卡弗里——33亿美元听个响

　　印度大概是宗教分支最多的国家，所以也就是“神”最多的国家，这话有点冒犯，不过印度的航空工业真的可以算是“神发展”。说印度航空工业之前，先看看印度的航天事业。2014年9月24日印度“火星卫星任务”(MOM)飞行器成功进入火星轨道，它的成功入轨使印度成为第四个拥有火星轨道探测器的国家。一夜之间，印度似乎把中国放在月亮上的小白兔(玉兔号月球车)甩出去n个十万八千里，顿时亮瞎了中国人的双眼。其实明眼人都知道，印度不过是把各个国家的散件攒一起搞了个航天飞行器，正如印度买英国的二手航母配俄罗斯的舰载机(未来也有可能是法国的)，外加销魂的拖拉机冒充牵引车一样，神一般的组合。一句话，今日的印度军队与1949年中国的解放军一样，都是引进了当时世界上的主流装备。

　　原以为印度的航空发动机产业根本不值得一说，但总有人拿印度和中国对比说事，那就说说印度引以为荣的“卡佛里”发动机。

　　所谓“卡佛里”涡扇发动机是印度燃气涡轮研究所(GTRE)于1989年开始研制的涡轮风扇发动机，也称GTX-35VS。印度的雄心壮志是用卡佛里装备印度斯坦航空公司的“光辉”(Tejas)轻型战斗机(LCA)，实现飞机和发动机的全国产化。至于外形酷似幻影2000的LCA号称是要抗衡巴基斯坦的F-16和JF-17的。当然，对印度来说LCA对付歼-10应该也不在话下。不过歼-10在2006年前就已经成军，至于LCA，其进度一拖再拖、指标一降再降，当歼-10发展到三代半的时候，LCA离二代半越来越近。以印度的工业基础而言，印度人对卡佛里的期待，可以说一点不亚于中国当年的大跃进。

　　卡佛里1989年4月在法国斯奈克玛发动机公司技术援助下开始全面研制，要说配本来就具有法系血统的LCA，也还算门当户对( “太行”发动机是1987年立项，可算是同时起步吧)，1995年3月核心机首次运转，同年9月整机运转成功。1998年第三季度，因为印度核试验，美国对印度进行强制经济制裁，美国和欧盟都终止了与印度在航空工业的合作，所以卡佛里的最新型别(K5型)只得转投俄罗斯，从此开启了卡佛里的神发展道路。俄罗斯有钱不赚白不赚，为印度提供了高空实验台、图-16轰炸机和伊尔-76飞行实验台，这个大礼包，对当时尚未完全摆脱苏联解体后经济困境的俄罗斯来说，也算是雪中送炭了。直到2003年初，卡佛里已经完成了总共1200小时试车(含地面试验和高空试验)。

　　2010年，卡佛里在LCA-Mark2战斗机竞标中输给了GE的F414发动机，这成为卡佛里下马的导火索。2011年2月，印度官方宣布已经试制出9台卡佛里和4台核心机，原型机和核心机累计进行里1975小时地面和高空条件试验(此时中国的太行已经装备部队了)。2014年11月18日，卡佛里正式下马。至此，印度在卡佛里项目上耗费了25年时间和2106亿卢比(按照现在汇率约33.7亿美元)。印度人学美国人花钱的大气也任性了一把，结果只在借来的伊尔-76飞行台上听了个响(累计73小时)，邯郸学步的卡佛里终于梦断俄罗斯。卡佛里项目这笔高昂的学费让印度明白：航空发动机不是你想玩就能玩!卡佛里也让中国人明白国际歌里唱的：从来就没有什么救世主，也不靠神仙皇帝!要创造优秀的发动机，全靠我们自己!

　　其实卡佛里的失败是必然的，前面说过，美俄成功的秘笈是工业基础加科研设施。印度的工业基础不要说抗衡美俄，就是跟中国比也不在一个量级上。至于科研设施，别的不说，就发动机必须的高空实验台，印度就是一项空白，而中国已经经历了数十年的建设。

　　中国：“太行”累计投入不过26亿人民币

　　其实中国人玩发动机就是个屌丝心态，中国人有钱也就是最近30年的事情，而中国的航空工业在新世纪到来之前，在“军队要忍耐”的大环境下航空工业又忍了20年。1996年，当我们引以为荣的歼-8Ⅱ亮相珠海并被冠以“空中美男子”的时候，我们已经落后了美国两代，而航空工业的“井喷”也就是最近三五年的事情。所以，和先富起来100多年的美国相比，和战斗的民族俄罗斯相比，中国今天能够和他们同台竞技已算奇迹。

　　中国的“太行”发动机1987年立项，先后经历了“被下马”、设计、试验、材料、制造、试飞等多重磨难之后，终于在其立项后的第18个年头(2005)完成定型，两年以后实现量产。从1987年开始算，太行从一张白纸起家，到2015年正好28年，基本上相当于走完了F100的历程。至于经费，几十年累计不过26亿元(3.7亿美元)。要知道，当年太行一度因为没有经费要下马，后来是吴大观给小平同志写了信，小平说，这钱得给，批2个亿，不许打折，必须人民币结算!要知道太行发动机立项时的1987年，当年军费预算是210亿人民币，而中国年度军费增长到1000亿以上的时候已经是1999年了。所以，说“太行投入超1000亿”的玩笑有点大了，中国真心不是有钱任性的主。

　　说太行，就不能不说歼-10和歼-11，客观讲，目前来看单发的歼-10配装太行应该不多，四川坠毁那架飞机装的十有八九是俄制货。但正如有人分析AL-31F装在双发歼-11上可靠性有保障一样，装到歼-11上的太行应该不输AL-31F。

　　至于有人说太行是仿制的，而且还没学到家。我只想说，忙着给中国航空装备找“爹”的人，麻烦你们问问那些“爹”认不认得中国的这些神器。不可否认，中国航空工业走过从仿制到改进的路子，从苏-27变成歼-11、从“超黄蜂”到直-8、从“海豚”到直-9无不例外。不仅太行这样的涡扇发动机，就是装备武直-10的“玉龙”涡轴发动机也没“爹”，玉龙也是一张白纸起家生抠的。那玉龙怎么样呢？风雷表演队武直-10三个国际范动作：纵向钟摆、拉筋斗、垂直俯冲，一举奠定了这型直升机世界一流的地位，但不要忘记，这些动作都是在强大的玉龙发动机支撑下完成的。

　　不可否认，中国的航空发动机产业脱胎于苏联，但却走出一条不同于美俄的、自主发展的道路，而且成为和美俄一样能够研制推重比10一级“大推力”发动机的第三个国家，就这一点，已经可以把印度中等推力的卡佛里甩出几条长安街。

　　太行、秦岭、昆仑、岷山、九寨、玉龙……一系列发动机，用左盟主的话说，真的是“山清水秀”。但是为什么始终不见“柳暗花明”呢？前面说过，以太行和F100对比，已经走过了大致相同的路径，中国的航空发动机已经看见曙光，假以时日，再加上锲而不舍的投入，相信再过5年(最多不超过10年)的稳定期，中国的航空发动机就可以跟美俄叫板。毛主席说过：最后的成功往往取决于再坚持一下的努力之中!大风大浪都过来了，还差这最后一哆嗦么？

　　结语

　　要问航空发动机到底哪家敢“烧钱”？现在看，搞航空发动机不烧钱是不行的。但烧跟烧不一样，就好比太上老君的炼丹炉烧出来的是长生不老的金丹，搞不好还能烧出个火眼金睛的孙悟空;土法炼焦的小煤窑，烧的越多渣子越多，搞不好也就是轰隆一声听个响，一了百了。这炉子，就是国家的综合实力!中国的航空发动机产业，只要不折腾、不捣乱，迎着黎明的曙光，很快就会看见光辉的道路。