如果把現(xiàn)代作戰(zhàn)飛機(jī)比作高科技的皇冠，那么航空發(fā)動(dòng)機(jī)就是這頂皇冠上的明珠。目前世界上能夠設(shè)計(jì)、制造飛機(jī)的尚有10多個(gè)國(guó)家，而能夠獨(dú)立自主研制航空發(fā)動(dòng)機(jī)的則僅有少數(shù)幾個(gè)國(guó)家?？v觀美、俄、歐先進(jìn)渦噴、渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的研制，無(wú)一不是從預(yù)先研究開(kāi)始，先通過(guò)核心機(jī)研制，再通過(guò)驗(yàn)證機(jī)研制發(fā)展而來(lái)。所謂核心機(jī)，就是燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)中由高壓壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪三個(gè)主要部件及有關(guān)附件組成的發(fā)動(dòng)機(jī)核心部分。在核心機(jī)的基礎(chǔ)上經(jīng)必要的修改后，配上風(fēng)扇、低壓渦輪、加力燃燒室、控制系統(tǒng)和傳動(dòng)系統(tǒng)等相應(yīng)的部件就可以研制出軍用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)、民用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)、艦船用燃?xì)廨啓C(jī)等一系列發(fā)動(dòng)機(jī)。世界上航空發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)雖然種類(lèi)繁多，但是核心機(jī)就那么幾臺(tái)，由此可知核心機(jī)的重要作用。航空發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)技術(shù)是一個(gè)國(guó)家的最高技術(shù)機(jī)密之—，它們對(duì)外都是嚴(yán)密封鎖的，在這種情況下，我國(guó)的高推重比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)又是如何研制出來(lái)的呢?

　　一、預(yù)先研究，初嘗戰(zhàn)果

　　從上世紀(jì)五十年代后期起，我國(guó)開(kāi)始探索自主研制航空發(fā)動(dòng)機(jī)的途徑，雖歷經(jīng)艱辛，卻沒(méi)走到形成裝備這一步，—直在靠進(jìn)口、仿制、改型來(lái)滿足新研軍機(jī)對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的急需。但是能夠買(mǎi)得到的只是三、四流的技術(shù)和產(chǎn)品，連二流的也買(mǎi)不來(lái)，更不要說(shuō)一流的了。直到今天，我國(guó)在役的航空發(fā)動(dòng)機(jī)或多或少都還帶有外國(guó)血統(tǒng)。如果中國(guó)要造自己的先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)，那么首先就必須有自己的航空發(fā)動(dòng)機(jī)，這樣才不至于在關(guān)鍵領(lǐng)域受制于人，因?yàn)槲淦餮b備對(duì)任何國(guó)家來(lái)說(shuō)都具有“敏感性”，任何一個(gè)國(guó)家都不會(huì)無(wú)私地用自己的技術(shù)去“武裝”其他國(guó)家。為此，我國(guó)在研制新一代戰(zhàn)斗機(jī)的同時(shí)就啟動(dòng)了高推重比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的研制。

　　高推重比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)是我國(guó)第一個(gè)計(jì)劃從預(yù)先研究開(kāi)始，然后發(fā)展成為型號(hào)，并且裝機(jī)背景明確的航空動(dòng)力重點(diǎn)工程。它相對(duì)于我國(guó)在役和其它在研的航空發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，又是一個(gè)技術(shù)全面跨代的航空發(fā)動(dòng)機(jī)。因而，它對(duì)我國(guó)走完自主研制航空發(fā)動(dòng)機(jī)全過(guò)程，對(duì)縮小與西方發(fā)達(dá)國(guó)家的差距，為新一代戰(zhàn)機(jī)提供合格的動(dòng)力裝備，都負(fù)載著巨大的重托和期盼!“十年磨一劍”，上世紀(jì)九十年代末，我國(guó)高推重比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的預(yù)先研究，基本完成了其零部件研制、一系列技術(shù)支持性試驗(yàn)以及核心機(jī)的方案設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了預(yù)先研究階段的研制目標(biāo)。正當(dāng)主研制單位中國(guó)一航燃?xì)鉁u輪研究院打算歇口氣時(shí)，新一代戰(zhàn)斗機(jī)和與之配套的高推重比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)一起被列為國(guó)家重大科研突破項(xiàng)目。任務(wù)很明確，進(jìn)行高推重比核心機(jī)的研制，為之后的驗(yàn)證機(jī)和型號(hào)研制奠定基礎(chǔ)。高推重比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)，是我國(guó)從未登頂過(guò)的航空動(dòng)力高峰，而橫在攀登者面前的是160余項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)構(gòu)成的雄關(guān)險(xiǎn)隘。

　　二、勇闖高壓壓機(jī)難關(guān)

　　高推重比核心機(jī)作為工程研究，“既要先進(jìn)性，又要可實(shí)現(xiàn)性”，也就是說(shuō)它的所有性能和技術(shù)指標(biāo)既要達(dá)到高推重比航空發(fā)動(dòng)機(jī)級(jí)別的要求，又要在中國(guó)人自己手中造出來(lái)。高推重比核心機(jī)的研制，首先需要通過(guò)無(wú)數(shù)次“技術(shù)支持性試驗(yàn)研究”，然后進(jìn)行理論推導(dǎo)和計(jì)算，最后再設(shè)計(jì)和制作成一個(gè)個(gè)試驗(yàn)件做各種試驗(yàn)，在取得科學(xué)的數(shù)據(jù)、掌握一項(xiàng)項(xiàng)新技術(shù)后，再用以支持和驗(yàn)證設(shè)訊這些前人還不曾有過(guò)的探索性實(shí)踐，對(duì)中國(guó)航空科研人員來(lái)說(shuō)無(wú)疑是一個(gè)極大的挑戰(zhàn)。其中，高壓壓氣機(jī)是航空發(fā)動(dòng)機(jī)中最關(guān)鍵、技術(shù)最復(fù)雜的部件，在航空工業(yè)界素有“有了合格的高壓壓氣機(jī)，就能設(shè)計(jì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)”之說(shuō)。西方航空強(qiáng)國(guó)的高壓壓氣機(jī)的研制，通常要通過(guò)多輪修改設(shè)計(jì)才有可能達(dá)到設(shè)計(jì)指標(biāo)。在我國(guó)高推重比核心機(jī)高壓壓氣機(jī)的第一輪設(shè)計(jì)中，由于兩項(xiàng)技術(shù)性能沒(méi)有達(dá)標(biāo)，從而成了研制道路上的第一只攔路虎。以致于有一段時(shí)間，一些協(xié)作單位連高推重比核心機(jī)的技術(shù)討論會(huì)議也不參加了，因?yàn)閲?guó)際國(guó)內(nèi)都有過(guò)的前車(chē)之鑒使他們懷疑這一項(xiàng)目能否繼續(xù)下去。在這種出師不利的局面下，著名航空動(dòng)力專(zhuān)家、中國(guó)一航燃?xì)鉁u輪研究院總設(shè)計(jì)師、高推重比核心機(jī)總設(shè)計(jì)師組組長(zhǎng)江和甫深入到每一位科研人員的辦公室和家庭，耐心地做他們的思想工作，給科研人員鼓氣：“科研是一個(gè)認(rèn)識(shí)、實(shí)踐、再認(rèn)識(shí)、再實(shí)踐的過(guò)程，如果沒(méi)有今天不達(dá)標(biāo)的壓氣機(jī)，哪有日后完全達(dá)標(biāo)的壓氣機(jī)!”一位六旬老人尚且百折不撓、韌性求索，年輕人沒(méi)有理由不奮力爭(zhēng)先。

　　增強(qiáng)了信心后的科研人員鼓足干勁，馬上投入到高壓壓氣機(jī)的修改設(shè)計(jì)之中。在之后的100多天里，科研人員修改設(shè)計(jì)的方案多達(dá)幾百個(gè)，爾后又進(jìn)行了一次又一次的優(yōu)化、篩選并最終確定了一個(gè)方案，僅半年就完成了高壓壓氣機(jī)的修改設(shè)計(jì)。通過(guò)修改設(shè)計(jì)后的高壓壓氣機(jī)，經(jīng)試車(chē)臺(tái)試驗(yàn)驗(yàn)證，所有的性能指標(biāo)都達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，有多項(xiàng)指標(biāo)甚至還超過(guò)了設(shè)計(jì)要求。當(dāng)初，業(yè)界專(zhuān)家估計(jì)這臺(tái)壓氣機(jī)至少還要經(jīng)過(guò)兩輪以上的修改設(shè)計(jì)才有可能達(dá)標(biāo)。但后來(lái)還是這些專(zhuān)家，卻在評(píng)審中作出了這樣的評(píng)審結(jié)論：這是一臺(tái)具有國(guó)際先進(jìn)水平，滿足高推重比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)工程運(yùn)用的壓氣機(jī)。

　　三、大膽使用新材料

　　運(yùn)用新材料，是實(shí)現(xiàn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)先進(jìn)性的一個(gè)途徑。一些新材料的研究是與高推重核心機(jī)的研制同步進(jìn)行的。然而，有了新材料，不等于就能達(dá)到先進(jìn)性。況且，處在研制過(guò)程中的新材料還有很多不足。在高推重比核心機(jī)上使用一種鈦合金材料就很讓設(shè)計(jì)人員費(fèi)了—番心思。這種材料，蠕變性能好，熱穩(wěn)定性能就不好：熱穩(wěn)定性能好，蠕變性能就不好，兩者不能兼顧。針對(duì)不同部件的不同要求，科研人員作了許多分別側(cè)重蠕變性能或熱穩(wěn)定性能的技術(shù)試驗(yàn)，如期使這一材料在高推重比核心機(jī)上得到了成功運(yùn)用。此外，高推重比核心機(jī)渦輪前的溫度，要比它上一代發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度高出200度，單從我國(guó)現(xiàn)有材料的承熱能力或設(shè)計(jì)技術(shù)看，都無(wú)法達(dá)到指標(biāo)。在這種情況下，科研人員—方面進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)，提高部件冷卻效果，另一方面選用新近研制出來(lái)承熱能力高的材料來(lái)制作渦輪部件，提高其承熱能力，經(jīng)過(guò)堅(jiān)持不懈的努力，最終使渦輪部件承受住了設(shè)計(jì)溫度。

　　四、突破粉末合金盤(pán)技術(shù)

　　粉末合金盤(pán)是高推重比核心機(jī)中的又一個(gè)關(guān)鍵部件，而夾碴數(shù)量是粉末合金的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)。當(dāng)時(shí)，這一材料的國(guó)內(nèi)兩家研制單位，對(duì)夾碴的評(píng)定技術(shù)方法分歧很大。如果兩家相持不下，或不用這—材料，高推重比核心機(jī)研制就會(huì)因此而擱淺。作為高推重比核心機(jī)總設(shè)計(jì)師組組長(zhǎng)的江和甫于是把兩家單位找到一起進(jìn)行認(rèn)真的研究討論，終于形成子—致的夾碴評(píng)定技術(shù)方法。在江和甫的科學(xué)技術(shù)決策指導(dǎo)下，高推重比核心機(jī)上采用了大量的新材料，不僅有力地推進(jìn)了研制工作，還帶動(dòng)了我國(guó)這一領(lǐng)域新材料的發(fā)展。

　　五、打破常規(guī)，著眼未來(lái)

　　航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研制，是按預(yù)先研究、核心機(jī)研制、驗(yàn)證機(jī)研制、型號(hào)研制分階段進(jìn)行的，各個(gè)階段的研制目標(biāo)各有不同。

　　核心機(jī)研制的目標(biāo)主要是掌握設(shè)計(jì)性能；只是為了滿足臺(tái)架試車(chē)，驗(yàn)證其氣動(dòng)性能和設(shè)計(jì)技術(shù)，因此核心機(jī)的工作壽命只需要幾十小時(shí)，對(duì)各個(gè)部件和整機(jī)的重量也沒(méi)有嚴(yán)格要求。

　　而我國(guó)高推重比核心機(jī)的目標(biāo)是研制符合工程運(yùn)用的核心機(jī)，其結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度、重量、壽命和可維修性要完全符合裝備要求，包括高空、高速在內(nèi)的“全飛行包線”的所有空中狀態(tài)都要能正常工作，壽命需要達(dá)到上千小時(shí)，這無(wú)形中提高了設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。因此，在高推重比核心機(jī)研制階段，還需要開(kāi)展大量的驗(yàn)證機(jī)階段甚至是型號(hào)階段才開(kāi)展的工作，這樣下來(lái)，高推重比陔心機(jī)設(shè)計(jì)方案本身就成為一個(gè)滿足驗(yàn)證機(jī)要求的方案。就外觀來(lái)看，高準(zhǔn)重比核心機(jī)也不再是傳統(tǒng)意義上只有高壓壓氣機(jī)、主燃燒室、高壓渦輪三大核心部件的核心機(jī)，它還配備了外涵道等部件，這是以前的核心機(jī)所沒(méi)有的。而一些技術(shù)性能和材料的使用，更是按型號(hào)機(jī)來(lái)考慮的。從高推重比核心機(jī)的頂層方案設(shè)計(jì)伊始，還綜合考慮了將來(lái)向大型運(yùn)輸機(jī)動(dòng)力以及地面燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)展。

　　不僅如此，總設(shè)計(jì)師組組長(zhǎng)江和甫還提出了“第一臺(tái)核心機(jī)要上高空臺(tái)試驗(yàn)”的研制決策，這又是一個(gè)打破航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制慣例的做法。按照慣例，航空發(fā)動(dòng)機(jī)在核心機(jī)研制階段，要用好幾臺(tái)核心機(jī)來(lái)分別驗(yàn)證不同的設(shè)計(jì)性能，而第一臺(tái)核心機(jī)只作地面臺(tái)試驗(yàn)?！暗凇_(tái)核心機(jī)要上高空臺(tái)試驗(yàn)”給本來(lái)就十分困難、技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)非常大的高推重比核心機(jī)研制又增添了很多困難和技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。江和甫這樣做，不是沒(méi)有人勸過(guò)他：“研制核心機(jī)就干核心機(jī)的事，別去冒那么大的風(fēng)險(xiǎn)，拿到設(shè)計(jì)性能就行了?！倍睦贤赂菍?zhuān)門(mén)找他相勸：“老哥，按部就班地走下去，你的形象照樣很好，你還能干幾年?出了事就毀了你一輩子的聲譽(yù)?！钡窃诤娇瞻l(fā)動(dòng)機(jī)研制領(lǐng)域求索了40多年的江和甫，曾經(jīng)成功地改進(jìn)過(guò)渦噴-6、渦噴—7發(fā)動(dòng)機(jī)，并且作為總設(shè)計(jì)師，主持完成了渦噴—13系列發(fā)動(dòng)機(jī)的后期研制。這一系列型號(hào)航空發(fā)動(dòng)機(jī)，至今仍是我國(guó)主戰(zhàn)殲擊機(jī)的動(dòng)力。此外，作為第一總設(shè)計(jì)師，他還主持完成了我國(guó)首臺(tái)擁有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)—中等推力渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)的研制。我國(guó)幾個(gè)主要?dú)灀魴C(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)里，都有他親自設(shè)計(jì)的零部件或是由他牽頭江和甫已是一位功成名就的航空動(dòng)力專(zhuān)家了，到了事業(yè)快要畫(huà)句號(hào)的年齡段，要是栽個(gè)大跟頭，說(shuō)的不好聽(tīng)，那簡(jiǎn)直是“晚節(jié)不?！?。

　　江和甫不是沒(méi)有想過(guò)自己在其中的利害得失，他在高推重比核心機(jī)研制中自己給自己加壓，一個(gè)重要原因是，可以盡可能多、盡可能早地暴露研制中的問(wèn)題。按照他的話說(shuō)：“盡量把問(wèn)題暴露在前期，才有時(shí)間去攻關(guān)和解決，不然，后面工作的難度和技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)將會(huì)更大。

　　正是憑著中國(guó)科研人員這種相信技術(shù)、大膽創(chuàng)新、不畏艱難的勇氣和決心，為以后成功解決各種技術(shù)困難打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

　　六、“順利”通過(guò)地面最大工作狀態(tài)

　　高推重比核心機(jī)在地面臺(tái)第二階段的一次試驗(yàn)中出現(xiàn)了油氣煙霧，現(xiàn)場(chǎng)的氣氛驟然緊張，很多參試人員一時(shí)不知所措?？蒲腥藛T后來(lái)通過(guò)分析認(rèn)為，這是在高轉(zhuǎn)速條件下形成的正?，F(xiàn)象，并不是燃油泄漏。停車(chē)后經(jīng)檢查和分析，這—判斷非常準(zhǔn)確，地面試驗(yàn)才得以繼續(xù)。否則的話，如果把試驗(yàn)停下來(lái)，通過(guò)分解高推重比核心機(jī)來(lái)找原因，要耽誤好幾個(gè)月時(shí)間。

　　高推重比核心機(jī)地面最大工作狀態(tài)試驗(yàn)是研制中的重要一環(huán)，要達(dá)到這一狀態(tài)，就要通過(guò)“共振區(qū)”，這是任何航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制進(jìn)程中的一道坎。是否能夠通過(guò)，就要看高推重比核心機(jī)的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度和控制系統(tǒng)等是否能經(jīng)得起全面的綜合考驗(yàn)。

　　在渦輪院地面試車(chē)臺(tái)上，高推重比核心機(jī)進(jìn)發(fā)出有節(jié)奏感，一陣緊似一陣的，如同戰(zhàn)機(jī)沖刺長(zhǎng)天一樣的嘯叫!操作屏前，技術(shù)人員緊盯著計(jì)算機(jī)熒屏上反映高推重比核心機(jī)工作狀況的綠色曲線，目不轉(zhuǎn)睛地望著各種儀器、儀表，個(gè)個(gè)屏聲斂氣。來(lái)賓觀摩室里，前來(lái)考察這次試驗(yàn)的上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)，軍方使用業(yè)界專(zhuān)家，有的站起來(lái)，有的離開(kāi)座位走到大屏幕前，近距離地觀察高推重比核心機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)，關(guān)切之情都寫(xiě)在了臉上。隨著油門(mén)桿緩緩向上推移，高推比核心機(jī)發(fā)出的嘯叫越來(lái)越緊湊，反映推力的綠色曲線平滑地通過(guò)了“共振區(qū)”，一路攀升，直到最大狀態(tài)的頂點(diǎn)。試驗(yàn)順利成功了!這是一個(gè)載入我國(guó)航空工業(yè)史冊(cè)的時(shí)刻—我國(guó)自主研制、技術(shù)跨代、具有國(guó)際先進(jìn)水平的高推重比核心機(jī)地面試驗(yàn)達(dá)到最大狀態(tài)，標(biāo)志著中國(guó)最先進(jìn)渦扇航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研制又邁過(guò)了—重雄關(guān)!而為了這一刻，一航渦輪院和我國(guó)50余個(gè)參研單位的數(shù)千名科技人員已經(jīng)為之整整奮斗了15年。此后科研人員并沒(méi)有因?yàn)椤耙稽c(diǎn)點(diǎn)”勝利而沾沾自喜，而是一鼓作氣，又順利完成了地面臺(tái)上的全部試驗(yàn)。我國(guó)高推重比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)由此誕生。

　　七、結(jié)語(yǔ)

　　15年來(lái)，一航渦輪院和參研單位的數(shù)千名科技人員合力攻堅(jiān)，從摸索和突破一項(xiàng)項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)著手，從設(shè)計(jì)和驗(yàn)證一個(gè)個(gè)零件開(kāi)始，一步一個(gè)腳印，完成了高推重比核心機(jī)的高壓壓氣機(jī)、主燃燒室、高壓渦輪三大核心部件和軸對(duì)稱矢量噴管的研制，先后經(jīng)歷了方案設(shè)計(jì)，直至核心機(jī)技術(shù)設(shè)計(jì)—核心機(jī)工程圖設(shè)計(jì)和相關(guān)技術(shù)文件的編制并下廠加工—核心機(jī)總裝—核心機(jī)在渦輪院地面臺(tái)上點(diǎn)火一次成功并順利推到慢車(chē)狀態(tài)—試驗(yàn)達(dá)到地面最大狀態(tài)—地面臺(tái)上的全部試驗(yàn)。高推重比核心機(jī)的研制迎著風(fēng)雨艱辛，一路走來(lái)，創(chuàng)造了80余項(xiàng)國(guó)內(nèi)航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制的第一。高推重比核心機(jī)研制的順利成功，在中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制史上寫(xiě)下了濃墨重彩的一筆。

　　高推重比核心機(jī)的研制成功，為我國(guó)在登頂高推重比航空動(dòng)力高峰過(guò)程中建立起了“大本營(yíng)”，有了這一“大本營(yíng)”，我國(guó)一定能夠如期征服高推重比渦扇航空發(fā)動(dòng)機(jī)的高峰，把我國(guó)的新一代戰(zhàn)機(jī)送上藍(lán)天!

　　(完)