資料圖:中航工業(yè)展示的太行發(fā)動機
2014年第十屆中國珠海航展結(jié)束后,航空工業(yè)界兩件突發(fā)事件再次引發(fā)了輿論對中國航空發(fā)動機的熱議。一是11月15日,成都一架殲-10飛機墜毀,輿論初步判斷是發(fā)動機問題;另一是印度研制長達(dá)25年之久的“卡佛里”發(fā)動機項目于11月18日宣布下馬。按照一些人的觀點,不管殲-10的發(fā)動機是不是國產(chǎn),中國的航空發(fā)動機和印度對比起來不過是五十步笑百步。遺憾的是,這種論斷立刻迎來了一陣口水。眾多奇葩的論斷里面,最令人詫異的是說中國“太行”發(fā)動機已經(jīng)花了1000億人民幣!那么,航空發(fā)動機到底哪家敢“燒錢”?
為了說明這個問題,我們簡單挑選美國的F100、俄羅斯的AL-31F發(fā)動機、印度的“卡佛里”和中國的“太行”來對比以下。
美國:F100花掉了中國1987年軍費的1.5倍
大名鼎鼎的美國F100發(fā)動機,是美國主力三代戰(zhàn)機F-15和F-16的發(fā)動機,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達(dá)8一級軍用發(fā)動機,是真正意義上的“大推力渦扇發(fā)動機”
F100號稱于1970年3月開始工程研制,1974年11月,F(xiàn)100-PW-100型交付空軍,歷時4年零8個月實現(xiàn)設(shè)計定型交付,研制總費用為4.57億美元,按1996年美元幣值計算,其研制費用為14.1億美元(這不包括其基本概念研究費用、預(yù)先研究費用、驗證機研制費用等),如果粗略地按照1:8的匯率,約合人民幣是112億,對比一下1996年中國全年的軍費支出是720億人民幣,這相當(dāng)于我們一年軍費的1/7!
且慢,這只是F100的一個片段,要了解F100,還得看他的前世今生。在F100正式立項前的2年(1968,一說1969),美國空軍、海軍就已經(jīng)聯(lián)合提出了初始工程發(fā)展計劃,要求在18個月內(nèi)造出一臺驗證機,也就是說1970年F100立項的時候已經(jīng)完成了驗證機研制,這一點和中國是重要的差別,中國發(fā)動機的“立項”是幾乎是從零開始?;氐?968(或者1969),當(dāng)普惠開始F100驗證機研制的時候,手頭上已經(jīng)有了成熟的核心機JTF22,如果要問JTF22研制了多少年,答案是10年!所以,如果從JTF22開始算,到F100-PW-100交付(1974年)已經(jīng)過去了16年!如果故事到這里就結(jié)束了,F(xiàn)100從此過上了幸福的生活,那么F100就只能是個童話,事實上,F(xiàn)100的噩夢剛開始。
普惠為了縮短研制周期,片面強調(diào)性能,忽視了適用性、可靠性、耐久性和維修性;最重要的是減少了最不應(yīng)該減少的試驗時間,使發(fā)動機遠(yuǎn)未得到充分試驗驗證。F100-PW-100在1974年底交付以后,出現(xiàn)了一系列致命性問題,發(fā)生了多起機毀人亡的事故,甚至迫使美國空軍一線戰(zhàn)斗機全面停飛。就這樣,F(xiàn)100經(jīng)過反復(fù)改進(jìn),直到1984年,最新型號F100-PW-220研制完成,才算基本解決F100-PW-100發(fā)動機的問題。此后F100-PW-220從定型到批量生產(chǎn)、投入使用又耗費了近兩年的時間,史無前例地完成了4000個循環(huán)的加速任務(wù)試驗。至此(1986年),F(xiàn)100用血淋淋的事實換來了最終的成熟,而時間距離核心機JTF22開始研制已經(jīng)過去了28年!遺憾的是,我并沒有從公開可信的資料查到JTF22那10年和研制F100-PW-220那12年(1974-1986)美國投入的經(jīng)費,但我們可以粗略估算一下,28年的總投入應(yīng)該比14.1億美元(112億人民幣)翻了不止2倍,姑且只按3倍計算,那就是336億人民幣,這樣算起來,大約相當(dāng)于中國1996年軍費(720億人民幣)的一半。如果把時間再退回到1987年,F(xiàn)100徹底成熟,而“太行”發(fā)動機剛剛立項,當(dāng)年中國的軍費是210億人民幣。也就是說 “太行”還沒開始干的時候,F(xiàn)100已經(jīng)花掉了中國當(dāng)年軍費的1.5倍之多!看到這里,你應(yīng)該能明白什么叫“輸在起跑線上”,什么叫“燒錢”了吧?
10年,10年之后又10年,10年之后再10年;10億,10億之后又10億,10億之后再10億……用今天時髦的話說,因為有錢,所以任性,所以也才出了一代代經(jīng)典發(fā)動機。F100以后,F(xiàn)119發(fā)動機從地面驗證機研制開始,以2007年美元幣值計算,花費約25億美元;至于美國目前最先進(jìn)的F135發(fā)動機,其研制經(jīng)費一漲再漲,已經(jīng)接近80億美元,而這兩個型號都不是從零開始,因此這兩個經(jīng)費數(shù)字也不是研制總費用。
故事到這里并沒有結(jié)束,實際上,正如我們看到的,美國每個飛機型號在預(yù)研階段總是有2個型號競爭(YF22和YF23,X32和X35)一樣,發(fā)動機領(lǐng)域美國也搞了我們所說的“雙流水”,在普惠搞F100的同時,GE搞了F101(后來發(fā)展為F110),所以,一型經(jīng)典型號實際掏的是雙倍的科研經(jīng)費。除此以外,美國是在航空發(fā)動機領(lǐng)域唯一一個技術(shù)和商業(yè)模式都取得全面成功的大國,美國發(fā)動機不止技術(shù)先進(jìn),而且賣得好,能賺錢。美國之所以有錢,之所以任性,就是因為依托北約盟國市場,用整個市場資源支撐一國的發(fā)展。相比之下,俄羅斯不僅喪失了華約市場,還喪失了蘇聯(lián)(獨聯(lián)體)市場,這就是下面要說的。
俄羅斯:不計成本,一干就是三代人的AL-31系列發(fā)動機
說到俄羅斯,干脆單刀直入說說跟中國扯不斷、理還亂的AL-31F發(fā)動機。
AL-31F發(fā)動機1970年代初開始論證,1973年開始研制,1984-1985年通過了調(diào)試和國家鑒定試驗。AL-31F由留里卡設(shè)計局設(shè)計,其前身為土星發(fā)動機制造廠,而土星發(fā)動機制造廠是蘇聯(lián)首批國產(chǎn)渦噴發(fā)動機的生產(chǎn)廠,產(chǎn)品系列很多(順便說一句,蘇聯(lián)時代和后來中國的發(fā)動機研制模式就是一廠一型號的計劃經(jīng)濟體制)。
AL系列發(fā)動機從1950年代就開始研制了,包括AL-7F-1和AL-21F-3兩大系列。要論淵源的話,AL-31F是在AL-21基礎(chǔ)上研制的,AL-21脫胎于AL-7發(fā)動機。發(fā)展到AL-21的時候,其主要部件,如壓氣機、燃燒室、渦輪、加力燃燒室都有重要進(jìn)展。而且其AL-21F-3型發(fā)動機的加力推力已經(jīng)達(dá)到了110.16千牛的水平,AL-31F發(fā)動機的加力推力為112.58千牛,推重比增加了1,其主要的研制工作集中在減重,就是為了增加這個1,花掉論10多年的時間。順便提一下,卡佛里就是差里這個1,算不上“大推力”;為了這個1,以蘇聯(lián)尚且花了10多年,印度花幾年呢?
接著說AL-31F,在其研制工作的1976-1985年期間,共解決了685個難題、共獲得了128項專利,使用51臺發(fā)動機進(jìn)行試驗驗證,總試驗時數(shù)22900小時,其中臺架試車時數(shù)16625小時,飛行試驗時數(shù)6275小時。應(yīng)該說試驗考核不可謂不充分,但剛定型時,型號的翻修壽命僅50小時。為什么是50小時呢?因為戰(zhàn)斗的民族不信邪,他們認(rèn)為,戰(zhàn)爭狀態(tài)下一架飛機的壽命達(dá)不到50小時……所以,也就定型了。話雖這么說,俄羅斯的設(shè)計單位、試飛單位、生產(chǎn)單位此后一直進(jìn)行聯(lián)合攻關(guān),大概到了上世紀(jì)90年代初,AL-31F才初步趨于成熟,相對定型時而言,首翻期延長到300小時。
粗算一下AL-31F的研制時間是9年(1976-1985),加上基本成熟期按6年計算(1985-1991),那么這型發(fā)動機研制可以大致說是15年研制成功,但前提是有成熟的AL-21,如果從AL家族的鼻祖AL-7(1950)開始算,到AL-31F(1991)是41年!
要問AL-31F研制過程花了多少錢,確實很難估算,在計劃經(jīng)濟體制下,完成計劃是政治任務(wù),用花錢如流水來形容應(yīng)該是不為過的,這也就是為什么俄羅斯的航空工業(yè)至今沒有取得商業(yè)成功的重要原因之一。據(jù)說俄羅斯國防部長在蘇聯(lián)集體后訪問烏克蘭,希望能把船體已經(jīng)完工70%的瓦良格號建設(shè)完成,問烏克蘭缺什么,回答是:缺蘇聯(lián)計劃經(jīng)濟委員會和18個工業(yè)部……
既然AL-31F是這么個情況,為什么我們還要引進(jìn)呢?有人說正是AL-31F挽救了殲-10。這個說法正確與否,暫且不論,但確實反映了中國航空科研體制幾十年來的一個重大誤區(qū)——把航空發(fā)動機看作飛機的一個“附件”研制,與飛機同步立項,分?jǐn)偨?jīng)費。這個誤區(qū)的形成很好理解,中國的航空工業(yè)是跟蘇聯(lián)學(xué)的,來的時候一型飛機就配一型發(fā)動機,蘇聯(lián)老大哥壓根就沒想過讓你搞獨立的航空工業(yè),所以自然也就不會把發(fā)動機研制比飛機周期長的這個“秘笈”告訴你,這個誤區(qū)影響了我們幾十年,甚至當(dāng)年引進(jìn)“斯貝”發(fā)動機的時候,還有人覺得沒飛機可配引進(jìn)它有何用處,殊不知這個斯貝將我們的發(fā)動機從渦噴時代提升到了渦扇時代。當(dāng)殲-10研制的時候,我們終于發(fā)現(xiàn)發(fā)動機等不了,如果硬要等,搞不好就是另一個印度LCA。前不久在珠海航展上大出風(fēng)頭的蘇-35配備的117S發(fā)動機正是從AL-31F改進(jìn)而來。有一種說法,土星廠之所以有錢搞117S,是因為中國大量進(jìn)口AL-31F使“土星”變成了“土豪”。中國有可能進(jìn)口117S,而117S已經(jīng)不是AL-31F的行情。可見,獨立自主搞“太行”有多么重要。
實際上,美國和俄羅斯的航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè),雖然走的是不一樣的發(fā)展道路,形成了不同的科研體制,但他們都有倆個共同點:完善的工業(yè)基礎(chǔ)和扎實的科研設(shè)施。美國和蘇聯(lián)(現(xiàn)俄羅斯)是世界上少有的具有幾乎全部工業(yè)門類的國家,加上豐富的自然資源,可以實現(xiàn)從原材料到產(chǎn)成品的全產(chǎn)業(yè)鏈自給自足。而在航空發(fā)動機科研領(lǐng)域,即便今天的俄羅斯不能與昔日的蘇聯(lián)相提并論,它也繼承了蘇聯(lián)絕大部分的航空工業(yè)遺產(chǎn),這些遺產(chǎn)即便在今天,對世界上除美國以外的絕大多數(shù)國家來說,也都是望塵莫及的。
印度:卡弗里——33億美元聽個響
印度大概是宗教分支最多的國家,所以也就是“神”最多的國家,這話有點冒犯,不過印度的航空工業(yè)真的可以算是“神發(fā)展”。說印度航空工業(yè)之前,先看看印度的航天事業(yè)。2014年9月24日印度“火星衛(wèi)星任務(wù)”(MOM)飛行器成功進(jìn)入火星軌道,它的成功入軌使印度成為第四個擁有火星軌道探測器的國家。一夜之間,印度似乎把中國放在月亮上的小白兔(玉兔號月球車)甩出去n個十萬八千里,頓時亮瞎了中國人的雙眼。其實明眼人都知道,印度不過是把各個國家的散件攢一起搞了個航天飛行器,正如印度買英國的二手航母配俄羅斯的艦載機(未來也有可能是法國的),外加銷魂的拖拉機冒充牽引車一樣,神一般的組合。一句話,今日的印度軍隊與1949年中國的解放軍一樣,都是引進(jìn)了當(dāng)時世界上的主流裝備。
原以為印度的航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)根本不值得一說,但總有人拿印度和中國對比說事,那就說說印度引以為榮的“卡佛里”發(fā)動機。
所謂“卡佛里”渦扇發(fā)動機是印度燃?xì)鉁u輪研究所(GTRE)于1989年開始研制的渦輪風(fēng)扇發(fā)動機,也稱GTX-35VS。印度的雄心壯志是用卡佛里裝備印度斯坦航空公司的“光輝”(Tejas)輕型戰(zhàn)斗機(LCA),實現(xiàn)飛機和發(fā)動機的全國產(chǎn)化。至于外形酷似幻影2000的LCA號稱是要抗衡巴基斯坦的F-16和JF-17的。當(dāng)然,對印度來說LCA對付殲-10應(yīng)該也不在話下。不過殲-10在2006年前就已經(jīng)成軍,至于LCA,其進(jìn)度一拖再拖、指標(biāo)一降再降,當(dāng)殲-10發(fā)展到三代半的時候,LCA離二代半越來越近。以印度的工業(yè)基礎(chǔ)而言,印度人對卡佛里的期待,可以說一點不亞于中國當(dāng)年的大躍進(jìn)。
卡佛里1989年4月在法國斯奈克瑪發(fā)動機公司技術(shù)援助下開始全面研制,要說配本來就具有法系血統(tǒng)的LCA,也還算門當(dāng)戶對( “太行”發(fā)動機是1987年立項,可算是同時起步吧),1995年3月核心機首次運轉(zhuǎn),同年9月整機運轉(zhuǎn)成功。1998年第三季度,因為印度核試驗,美國對印度進(jìn)行強制經(jīng)濟制裁,美國和歐盟都終止了與印度在航空工業(yè)的合作,所以卡佛里的最新型別(K5型)只得轉(zhuǎn)投俄羅斯,從此開啟了卡佛里的神發(fā)展道路。俄羅斯有錢不賺白不賺,為印度提供了高空實驗臺、圖-16轟炸機和伊爾-76飛行實驗臺,這個大禮包,對當(dāng)時尚未完全擺脫蘇聯(lián)解體后經(jīng)濟困境的俄羅斯來說,也算是雪中送炭了。直到2003年初,卡佛里已經(jīng)完成了總共1200小時試車(含地面試驗和高空試驗)。
2010年,卡佛里在LCA-Mark2戰(zhàn)斗機競標(biāo)中輸給了GE的F414發(fā)動機,這成為卡佛里下馬的導(dǎo)火索。2011年2月,印度官方宣布已經(jīng)試制出9臺卡佛里和4臺核心機,原型機和核心機累計進(jìn)行里1975小時地面和高空條件試驗(此時中國的太行已經(jīng)裝備部隊了)。2014年11月18日,卡佛里正式下馬。至此,印度在卡佛里項目上耗費了25年時間和2106億盧比(按照現(xiàn)在匯率約33.7億美元)。印度人學(xué)美國人花錢的大氣也任性了一把,結(jié)果只在借來的伊爾-76飛行臺上聽了個響(累計73小時),邯鄲學(xué)步的卡佛里終于夢斷俄羅斯??ǚ鹄镯椖窟@筆高昂的學(xué)費讓印度明白:航空發(fā)動機不是你想玩就能玩!卡佛里也讓中國人明白國際歌里唱的:從來就沒有什么救世主,也不靠神仙皇帝!要創(chuàng)造優(yōu)秀的發(fā)動機,全靠我們自己!
其實卡佛里的失敗是必然的,前面說過,美俄成功的秘笈是工業(yè)基礎(chǔ)加科研設(shè)施。印度的工業(yè)基礎(chǔ)不要說抗衡美俄,就是跟中國比也不在一個量級上。至于科研設(shè)施,別的不說,就發(fā)動機必須的高空實驗臺,印度就是一項空白,而中國已經(jīng)經(jīng)歷了數(shù)十年的建設(shè)。
中國:“太行”累計投入不過26億人民幣
其實中國人玩發(fā)動機就是個屌絲心態(tài),中國人有錢也就是最近30年的事情,而中國的航空工業(yè)在新世紀(jì)到來之前,在“軍隊要忍耐”的大環(huán)境下航空工業(yè)又忍了20年。1996年,當(dāng)我們引以為榮的殲-8Ⅱ亮相珠海并被冠以“空中美男子”的時候,我們已經(jīng)落后了美國兩代,而航空工業(yè)的“井噴”也就是最近三五年的事情。所以,和先富起來100多年的美國相比,和戰(zhàn)斗的民族俄羅斯相比,中國今天能夠和他們同臺競技已算奇跡。
中國的“太行”發(fā)動機1987年立項,先后經(jīng)歷了“被下馬”、設(shè)計、試驗、材料、制造、試飛等多重磨難之后,終于在其立項后的第18個年頭(2005)完成定型,兩年以后實現(xiàn)量產(chǎn)。從1987年開始算,太行從一張白紙起家,到2015年正好28年,基本上相當(dāng)于走完了F100的歷程。至于經(jīng)費,幾十年累計不過26億元(3.7億美元)。要知道,當(dāng)年太行一度因為沒有經(jīng)費要下馬,后來是吳大觀給小平同志寫了信,小平說,這錢得給,批2個億,不許打折,必須人民幣結(jié)算!要知道太行發(fā)動機立項時的1987年,當(dāng)年軍費預(yù)算是210億人民幣,而中國年度軍費增長到1000億以上的時候已經(jīng)是1999年了。所以,說“太行投入超1000億”的玩笑有點大了,中國真心不是有錢任性的主。
說太行,就不能不說殲-10和殲-11,客觀講,目前來看單發(fā)的殲-10配裝太行應(yīng)該不多,四川墜毀那架飛機裝的十有八九是俄制貨。但正如有人分析AL-31F裝在雙發(fā)殲-11上可靠性有保障一樣,裝到殲-11上的太行應(yīng)該不輸AL-31F。
至于有人說太行是仿制的,而且還沒學(xué)到家。我只想說,忙著給中國航空裝備找“爹”的人,麻煩你們問問那些“爹”認(rèn)不認(rèn)得中國的這些神器。不可否認(rèn),中國航空工業(yè)走過從仿制到改進(jìn)的路子,從蘇-27變成殲-11、從“超黃蜂”到直-8、從“海豚”到直-9無不例外。不僅太行這樣的渦扇發(fā)動機,就是裝備武直-10的“玉龍”渦軸發(fā)動機也沒“爹”,玉龍也是一張白紙起家生摳的。那玉龍怎么樣呢?風(fēng)雷表演隊武直-10三個國際范動作:縱向鐘擺、拉筋斗、垂直俯沖,一舉奠定了這型直升機世界一流的地位,但不要忘記,這些動作都是在強大的玉龍發(fā)動機支撐下完成的。
不可否認(rèn),中國的航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)脫胎于蘇聯(lián),但卻走出一條不同于美俄的、自主發(fā)展的道路,而且成為和美俄一樣能夠研制推重比10一級“大推力”發(fā)動機的第三個國家,就這一點,已經(jīng)可以把印度中等推力的卡佛里甩出幾條長安街。
太行、秦嶺、昆侖、岷山、九寨、玉龍……一系列發(fā)動機,用左盟主的話說,真的是“山清水秀”。但是為什么始終不見“柳暗花明”呢?前面說過,以太行和F100對比,已經(jīng)走過了大致相同的路徑,中國的航空發(fā)動機已經(jīng)看見曙光,假以時日,再加上鍥而不舍的投入,相信再過5年(最多不超過10年)的穩(wěn)定期,中國的航空發(fā)動機就可以跟美俄叫板。毛主席說過:最后的成功往往取決于再堅持一下的努力之中!大風(fēng)大浪都過來了,還差這最后一哆嗦么?
結(jié)語
要問航空發(fā)動機到底哪家敢“燒錢”?現(xiàn)在看,搞航空發(fā)動機不燒錢是不行的。但燒跟燒不一樣,就好比太上老君的煉丹爐燒出來的是長生不老的金丹,搞不好還能燒出個火眼金睛的孫悟空;土法煉焦的小煤窯,燒的越多渣子越多,搞不好也就是轟隆一聲聽個響,一了百了。這爐子,就是國家的綜合實力!中國的航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè),只要不折騰、不搗亂,迎著黎明的曙光,很快就會看見光輝的道路。(環(huán)球軍事特約評論員 虎頭鷹)