5年以后,普·惠公司研制出雙轉(zhuǎn)子發(fā)動機J57,把推力提高了一倍多,油耗率也大大降低。
J57的成功,不僅為美國的B52、F-100、F-101、F-102、KC-135等多種戰(zhàn)機和轟炸機及加油機提供了動力,而且,J57的商用型JT3還成為波音707的動力,直接促成了遠程軍用/商用運輸機的大發(fā)展。
換言之,J57奠定了美國在噴氣發(fā)動機領(lǐng)域領(lǐng)先地位的第一塊基石。
3
“美國心”如何止住了痛?
在很長一段時間里,“美國心”也“很痛”。
比如,通用電氣研制的J79,是世界公認(rèn)的最重要、最具革命性的一款噴氣發(fā)動機。
然而,在研發(fā)起步階段,J79這顆“心臟”也曾面臨難產(chǎn)的窘境。
發(fā)動機研發(fā)進度遠遠趕不上飛機出新品的速度。
XF—104閃亮登場時,它的標(biāo)配“心臟”J79還沒出世,不得不拿J65-B-3發(fā)動機來代替。
可是,J65-B-3根本hold不住原設(shè)計的2倍音速,只勉強達到馬赫數(shù)1。這事使那時候的美國航空成了笑柄。
后來,隨著一系到技術(shù)突破,J79獲得了成功,給F-104、以色列“幼獅”、F-16出口型等戰(zhàn)機提供了強勁動力,進一步奠定了美國噴氣發(fā)動機工業(yè)的全球領(lǐng)先地位。
不僅如此,美國普·惠F100-PW-100發(fā)動機,也曾令F-15戰(zhàn)機“很心痛”。

F100-PW-100發(fā)動機
1972年,該型發(fā)動機首次裝備F-15。初期,出現(xiàn)了損耗過快、壓氣機失速、以及加力點火困難等一大堆難纏的問題,導(dǎo)致大批飛機“趴窩”。
直到14年后,1986年,上述問題才得以妥善解決。
美國航空發(fā)動機工業(yè),之所以能克服重重困難、走在世界前列,與重視預(yù)先研究是分不開的。
現(xiàn)役裝備必須考慮技術(shù)風(fēng)險,預(yù)先研究是一個“試錯”的過程,其意義在于發(fā)現(xiàn)新技術(shù)中可能存在的風(fēng)險,從而克服風(fēng)險。
然后,將有價值的技術(shù)儲備下來,推動其進入實用階段。
但是,由于前沿技術(shù)的不確定因素較多,因此,預(yù)研失敗概率很高,投資風(fēng)險也大。
可貴的是,美國人頂住了這種壓力,允許“失敗”,并且,不放棄失“失敗”。
就這樣,一些“失敗”了的項目起死回生了。
如通用電氣的YF120,它在F-22動力競標(biāo)中敗北,但因為美國政府和軍方的支持和呵護,沒有死掉。
YF120失利的重要原因是采用了太多新技術(shù),缺乏足夠的驗證。
軍方并未就此放棄,而是通過IHPTET(綜合高性能渦輪發(fā)動機技術(shù))項目與通用電氣展開合作,幫助YF120的諸多先進技術(shù)走向成熟。

F22戰(zhàn)機的標(biāo)準(zhǔn)動力F119發(fā)動機正在測試
在IHPTET計劃支持下,普·惠和通用電氣等企業(yè)開發(fā)和驗證了一大批先進的核心機技術(shù),其中涉及渦扇、渦軸以及用于武器的小型一次性噴氣發(fā)動機等諸多領(lǐng)域。
通過這項計劃,美國的航空噴氣發(fā)動機預(yù)研技術(shù)始終跟現(xiàn)役技術(shù)保持著合理的時間間隔,互相配合、互為依托,從而確保了技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢。
4
“中國心痛”的四大病因
美國國家關(guān)鍵技術(shù)部計劃說明書上這樣寫道:
“航空發(fā)動機是一個技術(shù)精深得使新手難以進入的領(lǐng)域,它需要國家充分開發(fā)、保護并充分利用該領(lǐng)域的成果,需要長期的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗積累,以及國家大量的投入?!?/p>
確實,航空發(fā)動機作為尖端技術(shù),僅憑行業(yè)部門的研發(fā)是遠遠不夠的——如果沒有國家的戰(zhàn)略規(guī)劃、大量投入、長期的數(shù)據(jù)和經(jīng)驗積累、以及核心技術(shù)保護和充分利用其成果,要想一蹴而就是不可能的。
回首中國,航空發(fā)動機也一直是困擾中國飛機的“心臟病”,我們的問題主要在于:
第一,缺乏戰(zhàn)略規(guī)劃布局。
建國初期,國家將有限的資金用于研發(fā)兩彈一星,以在總體上解決國家最緊迫的安全問題。
在航空領(lǐng)域的投入總體上來看缺口較大,只能用有限的資源解決最急迫的問題,缺乏戰(zhàn)略規(guī)劃布局。
因此,在很長一段時間內(nèi),我國航空發(fā)動機都是“應(yīng)急之作”,長期處于測繪仿制和改進改型階段。
第二,受研發(fā)生產(chǎn)的機制限制。
發(fā)達國家的普遍做法是:根據(jù)未來航空動力的需求,預(yù)研相應(yīng)的航空發(fā)動機。他們設(shè)計飛機時,通常是以已有的航空發(fā)動機作為動力依據(jù)。
而我國在飛機研制過程中,因沒有現(xiàn)成的航空發(fā)動機與之匹配,所以,一般都是新飛機和航空發(fā)動機同時立項。
航空發(fā)動機技術(shù)極為復(fù)雜,研制周期往往長于飛機。
這樣一來,我們的飛機設(shè)計完成了,卻沒有相應(yīng)的發(fā)動機。
為了保證飛機的研制進度,通常采取引進國外同類發(fā)動機以解燃眉之急。
當(dāng)新機有了替代品之后,原立項的發(fā)動機便終止研制或下馬,形成了“立項-下馬-再立項-再下馬”的“怪圈”。
第三,缺乏技術(shù)儲備。
航空發(fā)動機是一個國家綜合國力、工業(yè)基礎(chǔ)和技術(shù)水平的集中體現(xiàn)。
建國初期,我們的工業(yè)基礎(chǔ)可謂“一窮二白”,更談不上任何技術(shù)儲備。
我國在航空工業(yè)起步階段,走的測繪仿制道路,“照葫蘆畫瓢”,許多關(guān)鍵問題只“知其然不知其所以然”。
在具體研制過程中,“頭痛醫(yī)頭,腳痛醫(yī)腳”,未能形成系統(tǒng)研究機制。
第四,未能集中力量在關(guān)鍵問題上實現(xiàn)突破。
上世紀(jì)七八十年代,為了解決長期困擾的飛機動力問題,我國曾先后投入仿制和研制渦噴-15、渦扇-6、渦扇-8、等多型號航空發(fā)動機。
應(yīng)該說,在當(dāng)時,無論是投資還是立項,我們都是盡了最大努力的。
為什么這些項目都沒有搞成呢?就是因為當(dāng)時雖然整體投入相當(dāng)可觀,但多項目同時開展,不僅造成研制資源分散,而且也嚴(yán)重影響了整個發(fā)動機研制的進程。
在很長一段時間離,我們都沒有能夠把有限的資源形成合力去解決關(guān)鍵問題。
5
徹底治愈“心臟病”!
建國以來,我國與西方發(fā)達國家的各項合作早已證明:世界先進技術(shù)、特別是核心技術(shù)是買不來的。
我們必須要立足于自力更生,徹底根治中國飛機的“心臟病”!
變革,從國家戰(zhàn)略高度開始頂層架構(gòu)。
航空發(fā)動機是國家尖端技術(shù)和科技水平的集中體現(xiàn),因此,一方面,必須要從國家層面、從戰(zhàn)略高度給予高度重視,把發(fā)展航空發(fā)動機列為國家重點項目發(fā)展戰(zhàn)略;另一方面,從體制上實行重大變革,著眼于頂層設(shè)計,建立科學(xué)專業(yè)高效的組織架構(gòu)。
2016年8月28月,中國航空發(fā)動機集團公司的成立,標(biāo)志著中國航空發(fā)動機研制發(fā)展已完成重大變革,并把創(chuàng)新發(fā)展航空發(fā)動機上升為國家意志。
目前,航空發(fā)動機及燃氣輪機“兩機”專項,已被列入“十三五”規(guī)劃綱要中我國計劃實施的100個重大工程及項目。
但是,這僅僅是邁出了第一步,要達到實現(xiàn)航空發(fā)動機及燃氣輪機自主研發(fā)和制造生產(chǎn)等目標(biāo),我們?nèi)匀幻媾R著艱巨的挑戰(zhàn)。
投資,把好鋼用在刀刃上。
毫無疑問,航空發(fā)動機已成為位于人類工業(yè)能力頂端的“巨型系統(tǒng)”,這必須要有強大的經(jīng)濟實力作為支撐。
優(yōu)秀的航空發(fā)動機都是“燒錢貨”。
上世紀(jì)90年代,F(xiàn)-100-PW-229的價格是350萬美元;F-119則是1003萬美元。
到了21世紀(jì),研制費用更是高得驚人,通用電氣F100發(fā)動機研制費用約為4.482億美元,F(xiàn)-35發(fā)動機的研制投資則達到了84億美元。
一款發(fā)動機天文數(shù)字的投資,遠遠超出了許多國家單一項目的投資能力。

測試中的F135發(fā)動機