航空發動機將列國家重大專項以走出仿製陷阱

由兩院院士師昌緒牽頭、組織兩院院士提出的“我國航空發動機和燃氣輪機工程諮詢研究報告”終於塵埃落定。記者日前從有關部門獲悉，航空發動機將被列入國家重大科技專項，正在組織專家論證。

“下一步最關鍵的是要進一步夯實技術基礎，提高自主研發能力，堅定不移地走自主創新的發展道路。”中國工程院院士劉大響接受《中國科學報》記者採訪時表示。

劉大響認為，中央已明確指示同意列一個國家重大科技專項，下決心把航空發動機搞上去，這對加快我國軍民用航空發動機發展，解決長期制約航空工業發展的瓶頸問題具有十分重大的戰略意義，“一定要抓住機遇，舉全國之力，堅決打好航空發動機‘翻身仗’”。

儘快走出仿製“陷阱”

“國外的設計師是設計什麼樣的飛機，就有什麼樣的發動機；而我們是有什麼樣的發動機，就設計什麼樣的飛機。”北京航空航天大學教授黃俊做過飛機設計師，對此體會頗深。

黃俊接受《中國科學報》記者採訪時認為，我國飛機設計受發動機的制約很大，現在發動機被公認為是制約航空裝備發展的“瓶頸”。這主要是因為我國航空發動機的自主創新研究工作沒有很好地持續開展下去。

飛行器結構力學和複合材料專家、中國工程院院士杜善義接受《中國科學報》記者採訪時説：“過去我們主要是眼睛向外，航空發動機以引進為主，在引進的基礎上發展、改進或仿製。”

“建國初期，我國經濟不發達，工業基礎薄弱，通過引進生產和測繪仿製國外航空發動機來滿足部隊裝備的急需，符合當時的國情。”劉大響認為。

20世紀40年代，美、蘇兩國對渦輪噴氣發動機的研製，也是從購買英國專利進行仿製開始的。但它們只仿製了一輪，就很快轉向自主研製的發展道路。

我國的問題在於，專利引進或測繪仿製的發動機型號過多，延續時間過長；在仿製過程中，又沒有安排足夠的經費和精力認真抓好消化吸收，雖然搞了一輪又一輪的引進和仿製，但許多關鍵技術並沒有吃透，往往是“知其然而不知其所以然”，因而對促進自主研發的作用較為有限。而且許多引進項目往往擠掉或者削弱了國內的自主研製工作，佔用了大量的人力、物力和資金。長期的測繪仿製思維，在某種程度上阻礙和束縛了自主發展。

“航空發動機的關鍵技術是花大錢也買不來的，尤其是隨着現代技術水平的不斷提高，航空發動機的複雜性和集成度在大幅提升，今後再想通過仿製來完全掌握先進發動機技術的可能性越來越小，想借此途徑走向自主研製更是十分困難。”劉大響強調。

“堅定不移地走自主創新發展之路，是根治飛機‘心臟病’的必然選擇。”劉大響認為，只有狠下決心在國家重大科技專項中精選幾個有重大意義和帶動作用的軍民用發動機，走完自主研製的全過程，才能一通百通，才能真正完成從測繪仿製向自主研製的戰略轉變。

尊重規律動力先行

時至今日，我國航空發動機的發展已引起國人高度關注，加快發展已成共識。但究竟採取什麼樣的措施，遵循什麼樣的規律，航空發動機才能甩掉落後帽子“破繭而出”？

“堅持動力先行，加強預先研究，切實打好基礎，提高自主創新能力，培養鍛鍊一支高水平的科技人才隊伍。”劉大響説，這也是國外航空發動機加速發展的一個基本規律。

據報道，國外二代戰機研製週期為5-7年，發動機為7-8年；三代戰機研製週期為6-10年，發動機為10-15年；四代戰機研製週期為10年，發動機的研製週期長達15-18年，甚至更長。

早在1980年，美國審計長向國會作證時就曾指出：“新發動機的發展比飛機機體需要更長時間，如果後者是決定進度的因素，兩者就不應該同時開始。”

事實上，航空發達國家長期以來都是將優先發展航空發動機作為國策，列為國家高科技戰略性產業，並給予大量經費支持。

劉大響指出，航空發動機本身也是一個獨立複雜的系統工程。由於研製難度大、投資多、週期長、風險高，為了滿足飛機的研製進度，發動機必須先行立項，才能趕上飛機的進度要求。

所謂“動力先行”，主要是講發動機的關鍵技術預研、材料工藝技術、基礎設備條件建設要先行，還要提前進行核心機/驗證機的綜合技術驗證；但在其轉入型號研製後，在戰技指標明確的前提下，則必須要搞好飛機與發動機的一體化設計，不斷搞好兩者的匹配與協調。

此外，堅持核心機派生系列化發展，是航空發動機研製發展的重要技術途徑。幾乎每一型新研發動機都要使用幾十年，都要經過不斷改進改型和派生髮展，使性能、可靠性、耐久性不斷提高，形成應用範圍寬廣的發動機系列，才能較好地滿足多型航空裝備發展對動力的需求。

例如，美國以F101發動機的核心機為基礎，成功地派生髮展出F110、CFM56兩大系列軍民用渦扇發動機；而CFM56又發展了十幾個型別，裝備了十幾種軍民用飛機。

舉全國之力堅持自主創新是必由之路

中科院院士徐建中認為，要想縮小與世界航空強國的差距，必須提前獨立地開展高性能航空發動機研製工作，必須特別注重基礎研究，同時要加強關鍵技術的研究。

徐建中介紹，航空發動機的發展趨勢是，進一步提高軍用航空發動機推重比，改善民用航空發動機的可靠性、經濟性和環保性，研發安靜而清潔的發動機，還要研究多電或全電發動機、智能發動機、超聲速軍民用發動機及新概念發動機。

“為了扭轉航空動力的落後局面，應根據目前我國航空發動機存在的主要問題，找準病根，對症下藥。”劉大響認為。

一要進一步夯實技術基礎，增強自主創新能力；二要選擇幾個有代表性的發動機走完自主研製的全過程，早日解決軍民用發動機的自主保障問題；三要搞好基礎設施建設，為加快航空動力發展提供條件保障；四要通過多種途徑培養鍛鍊一批高水平的科技人才隊伍；五要加強組織領導，完善體制機制創新，建立“以企業為主體、以市場為導向、產學研用相結合”的技術創新體系，舉全國之力，打好航空發動機“翻身仗”。

徐建中也認為，只要發揮全國優勢力量，進行創新性的基礎研究和關鍵技術研發，特別是發展顛覆性的創新技術，我國與國外的差距就有望迅速縮小。

“當前我國航空發動機面臨着前所未有的嚴峻挑戰，也迎來了前所未有的發展機遇。舉全國之力，我們一定能夠取得徹底根治飛機‘心臟病’的成功，一定能夠為軍民用航空裝備提供健康強勁的‘中國心’。”劉大響説。

資料圖：RD-33發動機

2012年6月25日，阿富汗坎大哈機場，美軍第451遠征飛機維護中隊的機械師，正在將一架隸屬於第157遠征戰鬥機中隊的F-16戰機發動機拆下做例行檢修。