摘自：现代舰船

　　“太行”号称“天下之脊”，涡扇-10取名“太行”，其意义不言自明。该发动机于1978年预研，1987年立项，2005年12月28日完成设计定型，2016年开始批量装备部队，前后历时近40年，现在已经大批量地装上了国产歼-11B战斗机和国产歼-16战斗机，以及成都厂的歼-10战斗机。配备“太行”发动机的歼-20也进入公众视野……

　　涡扇-10发动机，也被称为“太行”发动机，研制机构是中国航空研究院606所，是国产第三代大型军用航空涡扇发动机，也是中国首个具有自主知识产权的高性能、大推力、加力式涡轮风扇发动机，它结束了国产先进涡扇发动机的空白。

　　依据装备对象的不同，涡扇-10系列有涡扇-10、涡扇-10A、涡扇-10B、涡扇-10C、涡扇-10D等型号，其中涡扇-10A是专门为中国为赶超世界先进水平而上马的新型战斗机歼-10战斗机配套的发动机。

　　中国为加快发展涡扇-10系列发动机，采取两条腿走路方针。一是引进国外成熟的核心机技术。中美关系改善的八十年代，中国从美国进口了与F100同级的航改陆用燃汽轮机，这是涡扇-10A核心机的重要技术来源之ー；二是自研改进。

　　中国充分运用当时正在进行的高推预研部分成果（如92年试车成功的624所中推核心机技术，性能要求全面超过F404），对引进的核心机加以改进，使核心机技术与美国原型机发生了较大变化，性能大为增强。

　　2007年1月，装备涡扇-10“太行”发动机的国产歼-11B重型战斗机顺利完成定型，标志着我国在自主研制航空发动机方面实现了从中等推力到大推力的跨越，从涡喷发动机到涡扇发动机的跨越，从第二代发动机到第三代发动机的跨越，对我国国防工业和国防现代化建设有着深远的历史意义。

　　“太行”发动机进行台架试验

　　然而，在实际应用领域，“太行”发动机的现状也是差强人意的。尤其是在最近十年内，国家需要大推力发动机，几乎都从俄罗斯进口。主要表现在，歼-10战斗机装备的发动机，几乎都是俄罗斯发动机，而且中国唯一一款舰载机歼-15，大多数装备都是俄罗斯进口发动机。再比如，装备“太行”发动机的歼-11战斗机，长期不能上青藏高原执行任务，而同时期坚持采用俄罗斯发动机的歼-10A则比较顺利的完成了。

　　第三代发动机AL-31F随着92年苏-27引进进入中国，原本高层宏观上安排引进这种发动机仿制，而航空届17位院士联名上书国务院，认为引进发动机会毁灭国内航空发动机研发的基础。因此，苏-27引进单单没有引进发动机生产技术，而国内历经艰辛研制出“太行”发动机在定型以后12年的时间里，一直陷在可靠性和稳定性困局中，并没有实现当初取代进口发动机的预期。

　　而很长一段时间内，每年我国还需要从俄罗斯引进多达200~400台AL-31F发动机。实际上，现在回头看过去，当年即便引进了AL-31，只要坚持研发的投入，总投资规模还小于如今的情况，反而不会长期依赖从俄罗斯进口发动机。

　　第二个方面是设计思路存在着一定的问题，简单照搬酿成恶果。“太行”发动机高压压气机从CFM56的高压压气机中迁移而来，原本考虑这种压气机本身直接来源于F110，本身极为成熟可靠，但“太行”发动机整体设计取值因为压气机压比大，总压比大于32，导致压气机出口处温度过高，发动机要达到理想的性能，要比同类F100和AL-31这样的发动机涡轮前温度高50~70度。

　　“太行”发动机高压压气机从CFM56的高压压气机中迁移而来，原本考虑这种压气机本身直接来源于F110，本身极为成熟可靠。

　　通用自己在F101吃够了苦头，F110直接用了成熟的单晶涡轮，而我们没掌握单晶涡轮生产技术，又选择了如此高的循环参数，只有硬着头皮用定向凝固叶片去硬撑，结果搞得服役以后涡轮问题层出不穷，经常出现断裂事故，说发动机喷零件大部分是因为这个原因。

　　第三个方面的教训是制造水平不匹配。同样以“太行”为例，“太行”批产以后，出现大面积质量问题，回头一查，工厂在生产的工艺过程擅自改进改动的不合理问题在2万多个问题中的比例超过30%。奇怪的是，我国的几个发动机生产厂都是美国普惠、通用、英国罗-罗的合格供应商， 生产很多发动机的重要零部件，这些产品水平要求并不低于我国这些自用型号的要求，你听说哪架民航飞机出了问题说中国零件不行吗？

　　其实，这是制造行业在没有外部明确要求的时候，实现高水平制造自身工艺设计水平严重不足的体现。我国工艺师一向不受重视，往往在产业体系中技术地位最低下。而高水平的制造行业对工艺的要求甚至高于工程师，国际上三大航发集团的工艺设计都是极为重视，被视为核心的知识产权之一，不仅有系统的设计体系还有严密的研发体系，以及海量严密的实验数据的纪录和文档，拥有大量专利。

　　“太行”为了稳妥起见，设计蓝本采用美国通用著名的F110系列发动机，中国其实并没有获得过F110发动机，而有可能接触到的巴基斯坦和以色列，它们的F-16和F-15飞机配置的都是F100系列的发动机，而且中国和美国GE的合作中，获得了很多关于F110的基础技术。

　　这其中包含CFM56-3的核心机技术，CFM56-3的发动机核心机是最接近F110核心机的衍生产品，然而CFM56毕竟是民用发动机，并不是原封不动移植了F110的核心机，我国最多仅能说有一个能掌握和了解F110核心机技术的机会，但这个核心机的拿来主义，为整个“太行”的计划总体设计埋下了失败的阴影。

　　装备涡扇-10“太行“发动机的国产歼-11重型战斗机顺利完成定型，标志着我国在自主研制航空发动机方面实现了从中等推力到大推力的跨越，从涡喷发动机到涡扇发动机的跨越。

　　为什么这么说呢？ 主要是GE这个高压压气机的压比太高，流量又偏小，压气机裕度很小，这导致了“太行”总体设计上一系列不合理的取值。

　　比如说总增压比太高，第三代甚至第四代发动机大多设计压比都选择在20~30之间，比如AL-31、F100和F404都在21~25之间，而“太行”追随F110达到了32。本来发动机压比高可以缩小发动机尺度，提高输出功率，但总增压比高导致压气机出口温度过高，“太行”的燃烧室进口温度比F100、AL-31高了100多度，这意味着燃烧以后涡轮前温度也至少比这两者高100多度。

　　涡轮的耐温本来就是世界难题，别说高100多度，提高10~20度都算一个不小的进步，“太行”总体上这个取值，首先就让我们遇到一个非常难以克服的困难。

　　别看GE在F110多么可靠多么稳定，F110的前身F101可是“趴机皇后”，就是因为这个参数过高导致涡轮问题重重，GE技术水平高，花了10几年下死工夫，用三代单晶叶片和双性能涡轮盘解决了问题，而我们呢？ 别说三代单晶，第一代单晶都弄不利索，“太行”最后被逼用定向凝固金属来实现三代单晶的设计，依靠复杂的冷却设计和加重加厚的涡轮设计，勉强通过了实验。

　　“太行”高循环参数，发动机却并不轻，就因为这个原因，而后实际使用中，涡轮频频出现过热裂纹，甚至破裂飞散，“太行”于是出现了喷零件的问题。

　　“太行”第二个严重问题是606在其所设计的所有型号上都遇到，至今没有能完全解决的一个问题，就是高低压配合。“太行”的设计采用核心机一一主要部件单元体设计，实际上就是说，风扇和核心机是分开设计的，风扇低压和高压压气机的配合问题从一开始就一直需要解决，但是一直没得到解决。

　　“太行”都定型服役了，某一天某个研究突然发现，实际上风扇在某些状态下流速和压比根本没有什么裕度。也就是说，后面的压气机理论上就无法正常工作，事实上“太行”是一种非常容易出现空中停车的发动机，从它定型开始应用，就频频发作，以至于单发战斗机歼-10只安装了飞了ー次，就赶快拆下来送回工厂，以后再也不用了。而歼-11B则为这个背了很多黑锅，好在双发飞机不容易两个发动机同时停车，只要再启动可靠，还能勉强使用。

　　上面说的问题还只是冰山的一角，在“太行”服役的前三年，爆发了非常激烈的故障和性能问题争论，以至于高层高度重视，专案专组调查这件事情。在此期间，空军海军委屈地提出了2万多个不同类型的问题和故障。

　　卧薪尝胆、忍辱负重，“太行”不“太行”这个结论出来以后，不仅是发动机研制单位受不了，发动机厂受不了，实际上整个空军海军也受不了，中国整个制造工业都受不了，奇耻大辱啊。

　　这种情况下，空海军坚持要把“太行”搞下去，发展下去，坚决要求整顿航空工业整顿发动机工业，从2万多条问题人手，要求彻底解决“太行”不太行的问题。

　　为了应对这个新的要求，研究所成立了三个独立的团队，分别针对“太行”的现状进行研究攻关，但三个组各有目标。

　　A组是基于当前发动机，修正发动机目前的主要问题，让发动机实现可用的状态。“太行”架构其实蛮先进的，发动机设计推力高达129.97千牛，排除了制造上的一系列工艺以及结构上的小问题。“太行”发动机采用俄罗斯AL-31F的工作逻辑，降转限温，能有效提高发动机的寿命和降低故障的出现间隔以及概率，于是初版的发动机增加了俄式发动机的训练模式，与作战模式的主要区别是发动机被限制在最大转速的97%上，发动机最大推力从13吨降低到略低于12吨，只需拨动一个开关，发动机则可以恢复作战模式。

　　B组目标则着眼于改进发动机的生产工艺以及重要部件的配合调整，最重要的设计修改可能来源于将DD6单晶涡轮叶片作为标准进行了批量化生产，此外对风扇也进行了一些设计修正，调整了可调静叶的设计和活动范围与规律，加强了全权限数字式发动机控制（FADEC）的设计和性能管理。B组最终目的是实现发动机的基本可靠性，实现单发飞机可用的发动机状态，以及推力进一步增加到137千牛。

　　装备涡扇-10B矢量发动机的歼-10战机

　　C组重点完全和前两个小组不同，他们重新研究发动机的基本组件，重点是全新的重新设计的风扇，应用三代单晶和双性能粉末盘的高低压涡轮、燃烧室、加力燃烧室以及尾喷管，这个小组要实现发动机更高的可靠性、长寿命、可维护性能，以及超过145千牛的最大推力。最终经过10年左右的奋斗，基本稳定了质量。从2015年开始，黎明批量生产的“太行”发动机， 可靠性基本和俄罗斯AL-31发动机持平，这也是从2016年开始中国断绝了从俄罗斯进口AL-31发动机的主要原因。

　　外加俄罗斯冷战时期技术工人队伍大部分退休，新工人责任心素质大幅度下降，最近几年进口的AL-31发动机，质量明显下降，快到不可接受的程度。从2016年后看到中国新出厂的新战斗机，装备的发动机几乎都是“太行”发动机，前后40年勉强稳定，非常艰辛。

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