中國超級渦扇十航空發動機性能全揭秘 ！

八十年代初期，中國航空研究院606所（中國航空工業第一集團公司瀋陽發動機設計研究所）因七十年代上馬的殲九、殲十三、強六、大型運輸機等項目的紛紛下馬，與之配套的研髮長達二十年的渦扇六系列發動機也因無裝配對象被迫下馬，令人扼腕，而此時中國在航空動力方面與世界發達國家的差距拉到二十年之上。面對中國航空界的嚴峻局面，國家於八十年代中期決定發展新一代大推力渦扇發動機，這就是渦扇10系列發動機。依據裝配對象的不同，渦扇10系列有渦扇 10、渦扇10A、渦扇10、渦扇10C、渦扇10D等型號，其中渦扇10A是專門為中國為趕超世界先進水平而上馬的新殲配套的。

     中國為加快發展渦扇 10系列發動機，採取兩條腿走路方針。一是引進國外成熟的核心機技術。中美關係改善的八十年代，中國從美國進口了與F100同級的航改陸用燃汽輪機，這是渦扇10A核心機的重要技術來源之一；二是自研改進。中國充分運用當時正在進行的高推預研部分成果（如92年試車成功的624所中推核心機技術，性能要求全面超過F404），對引進的核心機加以改進，使核心機技術與美國原型機發生了較大變化，性能大為增強。這裡說句題外話，網上有人說渦扇10是在F404 基礎上放大而成，性能直逼F414，似乎也不無道理，因為核心機技術較多，不能單純說由那一家發展而來。

　  結構 ：　

     渦扇10/10A是一種採用三級風扇，九級整流，一級高壓，一級低壓共十二級,單級高效高功高低壓渦輪，即所謂的3+9+1+1結構結構的大推力高推重比低涵道比先進發動機。黎明在研製該發動機機時成功地採用了跨音速風扇;氣冷高溫葉片，電子束焊整體風扇轉子，鈦合金精鑄中介機匣;，擠壓油膜軸承，刷式密封，高能點火電嘴，氣芯式加力燃油泵，帶可變彎度的整流葉片，收斂擴散隨口，高壓機匣處理以及整機單元體設計等先進技術。渦扇10A的製造工藝與  F100、AL-31F相似，十分先進，外涵機匣利用中推部分先進技術採用高性能的聚醯亞樹脂複合材料，刷式密封，機匣所用材料與美製F414相似，電子束焊接整體渦輪葉盤，超塑成形/擴散連接四層風扇導流葉片，鈦合金寬弦風扇空心葉片，第三代鎳基單晶高溫合金，短環燃燒室，收擴式噴口，全許可權電子控制技術，結構完整性設計，發動機製造和設計十分先進，不亞於世界同類產品，採用三合一的多孔迴流複合冷卻先進技術，使渦輪葉片的冷卻效果提高了二倍，而且耐 5000次熱衝擊試驗無裂紋發生。渦扇 10的渦輪葉片雖然是定向結晶的DZ125，但採用了我國獨創的低偏析技術，其綜合性能可以和第一代的單晶高溫合金媲美。

    渦扇10的性能為：空氣進量 100kg/sec，渦輪前溫度為1700-1750k，渦扇10加力風扇的性能的一些主要數據為如下：高、低轉子的轉速分轉別是13 kr/min，16.2 kr/min，涵道比0.5，總增壓比30，323 m/s和334 m/s，空氣流量M=100 kg/s，主燃燒室及加力燃燒室供油量分別為2.6 kg/s,2.85 kg/s。最大推力73.5kn，加力最大推力110kn。渦扇10裝有無錫航空發動機研究所研製的FADEC。

    渦扇10渦輪裝置DD3鎳基單晶高溫合金渦輪葉片是確定的事，7.5末期的 DZ-4是定向凝固高溫合金。定向凝固高溫合金藉由柱狀晶的同方向凝固，將細長的柱狀晶朝凝固方向平行渦輪葉片運轉產生的離心力。但其最大缺點是，渦輪葉片有中空部分，某些部位壁薄，在凝固時柱狀界面之間容易產生裂縫，使得製造上受到限制。至於鎳基單晶合金，在鎳的Gamma固溶態中，有大量分散結晶構造稍為不同的Gamma基本態，只要將這種結晶單晶化，在定向凝固合金中，增加 Gamma基本態，提高高溫強度。鎳基單晶合金基本上消除定向凝固高溫合金的限制。F119的渦輪葉片是用第三代單晶作的，DD3可能是第一代。　　

　　由於運用了高推預研的先進成果，渦扇10A的三級低壓壓比甚至比AL—31F的四級低壓部分還要高，九級高壓，壓比12，效率85%，總壓比、效率、喘震余度高於AL—31F，總壓比與F110相似，達30以上,渦輪前溫度為1747K，推質比為7.5（國際標準，非俄式標準），全加力推力為 13200千克，重量比AL—31F要輕。相比之下，AL—31F 渦輪前溫度只有1665K，推質比7.1（國際標準，俄式標準為8.17），全加力推力 12500千克；F110的渦輪前溫度為1750K，推質比為 7.57（國際標準），全加力推力為13227千克。總體比較，渦扇10A性能要遠高於AL —31F，與F110相似。其定型時間為2003年，服役時間為2005年。 　

　  渦扇10性能如何？對其設計可說一無所知。但燃氣渦輪研究院有幾篇研究報告，提到三級壓氣機，應指LPC。至於級壓縮比未知，608所研製的 WJ9用來取代Y-12上P&W的PT-6A-27渦槳發動機，其單級軸流壓縮比是1.51。以此水準計算，三級LPC可獲得3.44的壓縮比， AL-31F四級LPC獲得3.6（級壓縮比1.377），印度GTX-35VS三級LPC為3.2（級壓縮比 1.474）。

    葉片的三維黏流體設計，631所與西北工業大學研究水準不差。GTX-35VS（3 LPC + 5HPC）的 TPR~21，AL-31F的TPR~24（4 LPC + 9HPC），F100-PW-100的TPR~25（3 LPC + 10 HPC）。最合理的推論是渦扇10的TPR約為在25。至於級數。

   渦扇10裝有無錫航空發動機研究所研製的FADEC，AL-31F為機械液壓系統，F100-PW-129裝有FADEC。　　

　 燃燒器確定是短環噴霧式，與WP-13比，其長度可減少1/2。

　  渦扇10渦輪裝置DD3鎳基單晶高溫合金渦輪葉片是確定的事，7.5末期的DZ-4是定向凝固高溫合金。定向凝固高溫合金藉由柱狀晶的同方向凝固，將細長的柱狀晶朝凝固方向平行渦輪葉片運轉產生的離心力。但其最大缺點是，渦輪葉片有中空部分，某些部位壁薄，在凝固時柱狀界面之間容易產生裂縫，使得製造上受到限制。至於鎳基單晶合金，在鎳的Gamma固溶態中，有大量分散結晶構造稍為不同的Gamma基本態，只要將這種結晶單晶化，在定向凝固合金中，增加 Gamma基本態，提高高溫強度。鎳基單晶合金基本上消除定向凝固高溫合金的限制。F119的渦輪葉片是用第三代單晶作的，DD3可能是第一代。

　　單晶渦輪葉片的意義是能忍受更高的前渦輪進氣溫度。也就是說，單級高壓渦輪與單級低壓渦輪就足以產生足夠的效率，推動壓氣機的運轉。而不需要像  F100-PW-100一般，用二級高低渦輪。F100的後續系列因受限於基本設計，無法更動，只能不斷完善部件效率，提高性能。印度GTX-35VS 也是采單級高低渦輪，其葉片是用定向凝固高溫合金，後續發展型才用單晶渦輪葉片。

    渦扇10的旁通比，如果TPR為25，那麼旁通比約在0.5與0.6之間。更低的旁通比，表示要壓縮更多的空氣，難度越大，除非增加級數。換言之渦扇10的高空高速性能比AL-31F有提高。

    渦扇10的推重比高於8應該沒問題，與AL-31F比，因為渦扇10有比AL-31F更有效的壓縮機，單晶渦輪葉片比AL-31F的渦輪葉片更能忍受高溫，引擎控制系統也比較先進。總之，渦扇10的壓縮機用多少級來產生多少的總壓比是判斷性能的關鍵。

     網上經常有人將渦扇10與渦扇10A混淆，其實兩者之間有本質的區別，最大區別就是核心機的不同，當然空氣流入量、渦輪溫度、推比、推力都不盡相同。其中渦扇10的全加力推力比渦扇10A的要小，渦扇10早在九十年代中期，就在殲十與SU—27上試驗，該機已於2000年定型。　

　  渦扇10A於98年裝在殲十上首飛，並進行過長達四十分鍾的超音速試驗，在2000年第一次裝在SU—27上試驗，在與AL— 31F混裝試飛當中，曾發生空中熄火險情。目前，渦扇10A正隨殲十的預生產型進行邊試飛邊定型試驗，估計今年能夠生產定型。

　  2003 年1月出版的《解放軍報》有一篇題為「中國空軍『三代戰機』試飛紀實」的報道，透露了中國新型渦輪風扇發動機於去年6月試飛成功的消息，引起各方高度重視。文章稱，在國產新型戰機上的試飛，在我國尚屬首次，不僅技術難度大，而且每個課目的風險也大。試飛那天，該試飛員的「坐騎」被人為安裝了兩個不匹配的發動機，一台是進口的、一台是國產的。……國產新型發動機的研製成功，不僅填補了我國發動機研製的空白，更為重要的是標誌著中國的航空工業步入了世界發達國家的行列。最近又有來自航空系統的消息：「從3月25～27日召開的中航一集團燃氣輪機工作會議上了解到，今年中航一集團發動機行業的工作重點是以渦扇 10發動機定型試飛為主線，抓好重點型號研製……」  

    要了解渦扇10的性能，就必須了解其研製的背景、技術基礎等情況。為此，先分析渦扇10產生的背景。據信10號工程是1984年啟動，估計與之配套的渦扇 10應當也應該是啟動於1984年。以中國當時的技術，要獨立自主地生產一種先進的高推重比、高推力的渦扇發動機應是相當不容易。當時中國已擁有的技術有哪些？

    一是渦噴-15，源於蘇聯的米格-23 飛機，當時中國以20多架殲-6飛機從埃及換回了一架米格-23飛機，自然也掌握了其P-29-300發動機（中國編號WP-15），該機推力12500 公斤，自重1923公斤，推重比6.5。二是從英國引進的斯貝軍用發動機技術，推力9325公斤，自重1857公斤，推重比5.02。三是從美國引進的 CFM-56民用發動機，推力10886公斤，自重2005公斤，推重比5.4。四是中國自行研製的WS6G發動機，推力14000公斤，自重2000公斤，推重比7。這幾種發動機都在10000公斤級，重量也在1900-2000公斤左右，都可以做為渦扇10的核心機。這是還要特別介紹一個CFM-56 民用發動機。

    1 982年3月29日，美國《航空和空間技術周刊》刊登了發自華盛頓的一篇報道，標題是《中國等待批准向它出口 CFM-56II型渦輪風扇發動機的許可證》。文章說：「中華人民共和國正等待批准向它出口兩台CFM-56II型渦輪風扇發動機，然後再開始核准一項計劃，根據這項計劃，中國可能將更換它的多達30多架的霍克?西德利飛機公司生產的三叉戟運輸機的發動機。……國防部官員對可能向中國出售CFM-56II 型渦輪風扇發動機表示關切，因為這種商用發動機的核心技術，同羅克韋爾國際公司製造的-1轟炸機所採用的通用電氣公司生產的F-101-GE-102發動機是相同的。正是由於可能進行這種技術轉讓，以及中國人可能運用逆工程技術取得把同樣技術應用到其他方面的能力，所以國防部官員建議不要批准頒發出口許可證。」儘管有人反對，但在中美蜜月的 80年代，美國政府最終還是批准了這項計劃。

    在上述四種基本型發動機中如何選擇核心機，可以有多種方案：一是在仿製P-29-300製成的WP-15上進行改進設計，由於是渦噴機費用應該最低，時間也最快，但技術較為落後，估計不會採納；二是在掌握斯貝發動機技術的基礎上，結合我國的技術，將其改型設計為12500公斤的發動機，但由於我國去年才完全掌握斯貝的製造技術，肯定輪不到斯貝做渦扇 10的核心機。三是我國自行研製的WS-6，由於該機80年代中期就下馬了，自然不在考慮之中。最後就剩下 CFM-56。該機全長2430毫米，直徑 1828毫米，全重2005公斤，最大推力10886公斤，總壓比25，渦輪前溫度1260度，推重比約 5.44，是當時一種比較先進的民用發動機（與之同時代的軍用發動機F100-PW-100（F-15和F-16的發動機）全長4851毫米，直徑 1180毫米，全重1371公斤，最大推力 11340公斤，總壓比25，渦輪前溫度1399度，推重比8.27）。由於其核心技術與美國F-101-GE -102軍用發動機相同，最可能成為渦扇 10的核心機，該機可能有兩個方案：一是仿製其核心機，在此基礎上研製我們自已的渦扇10，但由於技術差距大，風險和投資均很大，還有一個很重要的原因，是建國以來，我國完全是走的一條仿製之路，缺乏自己全過程研製的經驗，結合「崑崙」走自己全過程研製道路的情況來看，完全仿製肯定不受有關部門的支持。另一種就是在我國已有技術的基礎上（已有研製推重比7的渦扇6的經驗），借鑒CFM-56的部分先進技術和時間也會少於仿製CFM-56。因此，這最可能就是渦扇10的技術來源吧。

     對渦扇10的評價，綜合WS-6G和CFM-56的技術和該試飛員的「坐騎」被人為安裝了兩個不匹配的發動機的情況來分析，渦扇10的推力應大於AL- 31F的12500公斤，估計在13000公斤左右，推重比應在7.5以上，技術上相當於國際上70 年代中期的水平。估計比F-16、F-15早期型的 F100-PW-100要好。從「崑崙」研製成功到短時間內又研製成功「崑崙II」的情況來看，渦扇 10定型后，估計兩年內又會研製出性能更好的渦扇10 -II，推重比會大於8，推力可能會達到14000公斤左右，其生產型的渦扇10-II可望達到國際上80年代中期的技術水平。

     殲十定型后的發動機乃是渦扇10A，不是什麼AL—31F，所謂進口AL—31FN之說，是為沈飛殲11生產之用。殲十裝備渦扇10A后，無論空戰推重比、載彈量還是飛機的機動性、靈活性方面，其綜合飛行性能要大大高於裝備AL—31F的殲十。今後，國產殲11也要裝備渦扇10A，渦扇10A將成為我國殲十、殲11的標準發動機。渦扇10A經過嚴酷苛刻的國軍標試驗，其性能、壽命、可靠性要遠遠高於俄制標準的AL—31F，  606所再彷制AL— 31F已沒什麼意義。606所對渦扇10A的評價，渦扇10A的研製成功將使中國航空動力事業達到發達國家的八十年代中期水平，在中國航空發動機發展史上具有里程碑式的重要意義。　

　  轉檯灣的消息：

　  大陸J10所採用的國產發動機，一直是網上爭議比較多的。大陸的先進發動機計劃，起源自70年代末80年代初的：高性能推進系統預研計劃，簡稱高推。這個計劃泛指推重比大於8的航空推進系統。後來的中等推力核心機研究計劃。

　　(簡稱中推)是其中的一部分。現在大陸的各種先進發動機型號，以及相關研究都是起自於高推計劃。J10真正配套的發動機是WS10A，WS10將是一個較大的發動機家族，除了J10用的標準型發動機10A之外，還包括大涵道比的運輸機/商用機用的WS10；J11所有的10C發動機，差別與 AL31F/AL31FN的類似；10A的增強型10D，10D的改進類似F110-GE-129到F110-GE-132的區別。之後還有諾干工業用船用燃氣輪機的改進計劃，自然下一代的大陸4代重型驗證機的動力系統也由10D的某個改型擔當。嚴格來說，WS10的技術來源並非大陸自身研製的，大陸真正完全靠自身力量完成發動機全部研製過程的，將是中推核心機和其後續計劃。

    WS10的技術也並非來自俄羅斯，而是80年代中美蜜月期，美國為了毀掉中國航空工業而作的兩大殺招中的一步。美國在90年代公開揚言，他們對中國航空工業做出了兩大「貢獻」。1 通過和平典範工程，扶持 J8II的改進，斷絕了中國授權生產某機或與某國聯合開發某更先進戰機的可能。2 通過麥道的MD-82與大陸的合作，毀掉了大陸的Y-10計劃而大陸的 WS10的技術來源，正來源於與MD-82的合作。當年美國送給大陸兩台以上CFM-56的核心機和驗證機，后大陸稱此機在大陸試驗中發生大火被燒毀。很多人可能不了解CFM-56與現代戰鬥機用先進發動機之間的關係，CFM-56核心機其實是美國F101的民用版，F101發動機是GE原本用於-1A上的發動機，此機號稱是由推比8系列所有核心機中最出色最有潛力的一款開發出來的。之後GE還在此基礎上開發了F110發動機。

      由於CFM-56的核心機和驗證機都是由F101為基礎直接改的，所以上面留有大量的軍機發動機的特徵，其價值非CFM-56的生產型發動機可比。大陸通過借鑒其的設計，開始在其基礎上研製全新的先進發動機，這才是WS10的技術來源。當然在後來與俄羅斯的合作上WS10也幫大陸航發界爭了臉面，才有後來的P2000的合作，也才交換到一些俄羅斯的優秀新技術。

     96年J10原型機已經總裝完畢，當時使用的WS10發動機的原型機，在地面滑跑試驗中發動機起火，迫使預定試飛計劃暫停1年多時間，改換採用AL31F。海外所說的J10墜毀一事來源於此。WS10出這樣的事情是正常的，因為當時發動機還沒有完成研製，除了H6專用的試飛平台外，WS10沒有裝機試飛過，由於當時中國沒有任何一款自行生產的飛機能使用這種發動機，迫使大陸採取新機上新發這種極不科學的冒險做法。由於這次事故的影響，大陸之後確認引進AL31作為J10的初期階段用發動機，要求俄將AL31FN的外部介面做的與10A一致，同樣大陸日後的10C的外部介面也會和AL31F一致。WS10的技術性能參照F110-GE-129就可以了。

      前面講到CFM56的技術關鍵對於WS10的影響是很有可能，因為當年美國要和SNECMA合作輸出F101的核心技術時還引起國務院以及CIA的關切，後來的協議是法國不可以去碰觸任何和核心相關的資料，同時每一具發動機要付權利金20000美金。頭八年CFM56沒有一個客戶，一度要被砍掉，高壓段還得要重新設計。美國航空業還說該發動機的合作案是將美國的噴射發動機的技術拱手送出。因此從這一具發動機上面是可以學到不少新技術。

      但是最後一句就差遠了。F110是從F101來的沒錯，可是這兩者還是有差不少。再者，CFM56後來還改過，改變的設計和F101改為F110的走向並不相同。F110-GE-129還是從早期F110-GE-100的IPE之後的型號。要說WS10的性能可以參考F110-GE-100個人認為比較接近，129的話就不太可能了。WS10技術來源從CFM56/F101來不假。但是大陸相關科研人員並沒有照抄。對於CFM56/F101大陸僅是將其作為WS10的核心機，驗證機來看待。在當時大陸在大推力發動機上已有一些經驗來看：WS6/WS6G大陸相關人員已經解決了很多先進發動機製造工藝上的問題，而WS6的問題在於設計老舊，結構差，技術層次相對已經落後。

　　CFM56/F101給了大陸一個參考最先進發動機設計的機會。在發展自己的發動機的漫長過程時，以他們大陸科研人員研製的心態來看，他們在做出WS6/WS6G這種70年代早中期水平的發動機之後，沒有必要再用20年仿製一種性能差不多的發動機。他們必定要在一個好的基礎上加以改進，以求做出更好的產品。不說大陸，就在台灣，很多地方科研人員也有這樣的進取心。沒有必要小看大陸科研人員的進取心和做事能力。以大陸628所的信息收集能力來看，大陸當時必定對當時還沒正式公開的F110-GE-129有比較多的了解，他們的研製也必定是追求這種80年代末90年代初的技術水平，而不會滿足於F101。此外，就我目前所收集到的各種資料都顯示。WS10的技術層面確實相當高，主要技術指針都和F110-GE-129相當和略超。

WS10、運十……
舊事重提，只會
30年過去，就是量產也不算什麽了。
你說是不。
誤國殃民的……

原帖由 一鷗 於 2007-8-15 14:53 發表
WS10、運十……
舊事重提，只會
30年過去，就是量產也不算什麽了。
你說是不。
誤國殃民的……

真要量產，才是誤國殃民！

我們引進英國斯貝發動機是在什麼時候，完全搞定有是在什麼時候？沒有本事非要上Y-10，先不說1985年的時候Y-10問題重重不能定型，就拿上海自己制定的進度（一年製造一架，前提是進口發動機有保證，造價比進口707還貴）來說，換了那位領導會同意？而空軍當時急需用殲-7、殲-8換掉大批殲-6，國家哪有錢去往一個沒有迫切需要的無底洞Y-10裡面去填？
還有，毀掉Y-10的不是別人，恰恰是製造它的上飛！

[ 本帖最後由 gundamzaku 於 2007-8-15 16:52 編輯 ]

說到誤國殃民。就說十年出一架吧，三十年也出了三架。你現在幽默。滿天空飛的都是洋機，你乘坐洋機感覺舒服是不？反正錢都裝到一部分人口袋，他們是舒服了。沒啥好說的。
說到運十，我為上海感到驕傲。十年磨一機，絕不容易啊。是上海科技工作者及全國上萬單位職工大協作的光輝成果。砍掉運十是作孽，遲早要被釘上恥辱柱的。

[ 本帖最後由 一鷗 於 2007-8-16 19:18 編輯 ]

原帖由 一鷗 於 2007-8-16 16:37 發表
說到誤國殃民。就說十年出一架吧，三十年也出了三架。你現在幽默。滿天空飛的都是洋機，你乘坐洋機感覺舒服是不？反正錢都裝到一部分人口袋，他們是舒服了。沒啥好說的。
說到運十，我為上海感到驕傲。十年磨一 ...

老百姓不管你天上飛的是誰的飛機，他們關心的是飛機是否安全、是否舒適；航空公司不管你是誰的飛機，他們要的是放心的產品、便宜的價格、完善的售後服務、低廉的運營成本；國家關心的是是否有可以和國外同類產品抗衡的成品，而不是只有性能落後於50年代水平，價格昂貴，安全性沒有保證的試驗品！俄羅斯的民航工業如何，92年開工率在60%以上，現在不到10%，這還是靠我們的伊爾-76訂單、俄羅斯政府對於本國航空公司採在購進口機型時附加高額關稅使得各公司少量採購國產機型來免稅的政策得來的。
你為上海驕傲去吧，自己乾的噁心事還要推得一乾二淨裝好人——自己拆掉03號機還把屎盆子往上面扣！
CD、JC、FY上關於隕石的討論貼有很多，你先去翻翻再來當隕石神教的教徒。

我這裡有運十的研製試飛成功的視頻，大約28分鐘。你要的話，我可以拷給你。
先生，希望你能有分析能力，對科學對歷史，不要有偏見。
中國人要有中國人的志氣，不要洋氣和奴氣，要頂天立地做人。

原帖由 一鷗 於 2007-8-18 11:34 發表
我這裡有運十的研製試飛成功的視頻，大約28分鐘。你要的話，我可以拷給你。
先生，希望你能有分析能力，對科學對歷史，不要有偏見。
中國人要有中國人的志氣，不要洋氣和奴氣，要頂天立地做人。

那個紀錄片我都下了2年多了，不用你給。你要是真有分析能力，就去看看上海編寫的地方航空志，看看裡面揭露了多少問題，比如試飛前查出多少隱患（我記得是大約1萬3千處），到試飛的時候又解決多少？
或者你去看看上飛做的經驗總結，裡面又揭露多少問題？你要是找不到，就去這裡看我以前發表的http://www.fyjs.cn/bbs/read.php?tid=89660&keyword= 飛揚軍事 » 鷹擊長空 » 一次有意義的攀登——談運10飛機研製的經驗和教訓（給Y10神教潑盆涼水）
中國人真要有志氣，就不要在那裡自欺欺人把芝麻當西瓜，而且還是個爛芝麻！

[ 本帖最後由 gundamzaku 於 2007-8-18 16:39 編輯 ]

什麼是有分析能力？這才是！
http://soukouhou.blog.163.com/bl ... 0070168308851/edit/

騰飛之路－淺析中國大型飛機產業的發展方向
　　現代兵器２００６．１１
　　江雨

　　大型飛機一般是指起飛重量在１００－１５０噸級別（含以上）的機型。排除轟炸機這類完全意義上的軍用飛機，那麼大型飛機可以分為以軍用貨運為主的大型貨機和以幹線遠程人員運輸為主的大型客機。大型飛機是一個國家航空設計和製造技術水平的重要標誌。以大型客機和貨機為代表的大型飛機，無論在軍事上還足在經濟上都有著非常重要的作用。中國的航空工業要發展，中國軍隊的裝備技術水平和戰鬥力要提高都離不開大型飛機。對於具有很強的戰略和經濟價值的大型飛機來說，長期依靠國外引進足不明智的，同時也是非常危險的。國民經濟的發展和國防安全的需要，都要求中國必須發展自己的大型飛機。
　　中國發展自己大型飛機的道路必然要走的。如果在本世紀前１５年裡中國仍然沒有辦法突破航空工業在大型飛機設計和生產能力上的瓶頸，那麼與國外所存在的這個差距將很難彌補。中國航空工業對大型飛機的發展必須首先要選擇一個正確的發展方向，也就是說中國要發展大型飛機首先就要找准項目的切入點。如果在項目切入點的選擇上出現失誤，那將會給項目的後續發展和應用帶來根本性的影響。

◆現實的國際壟斷與競爭

　　西方國家在支線以上規格的民航飛機上已經基本實現了壟斷，其他國家已經很難在成本、可靠性、維護保障等方面與其競爭。即使是在民用飛機的設計和製造上具有相當高技術水平的俄羅斯，目前也基本上被擠出了國際民用航空領域，甚至連本國民用航空市場也陸續損失。現代經濟的發展決定了不能再採用閉關鎖國的封閉手段，既然要發展就必須要參與競爭，而用戶的選擇無疑會決定大型飛機在市場中的地位。如果中國的航空工業向民用航空市場投入一種大型民航客機，那麼不但要在技術性能上與波音、空客的產品競爭，而且還要面對其已經在國內民用航空系統內建立的一套完善的保障和維護系統。這樣就使中國自己生產的民航客機不但在生產成本上處於劣勢，而且在使用成本上同樣無法與之競爭。市場經濟環境下已經不能再依靠計劃來指導市場運行。＂天下熙熙、皆為利來；天下攘攘、皆為利往。＂如果我們自己的民航飛機無法在成本和效益上接近西方國家同類產品，那麼即使以愛國和發展民族工業等因素將飛機強行投入市場，也必然會迅速被市場所淘汰。
　　航空動力系統的技術水平是民用飛機能否具備競爭力的重點。中國的大型民用客機要在市場上與國外產品競爭，在動力系統技術標準上就必須首先使用戶獲得信心。現在的航空動力技術已經發展得非常成熟和標準化，缺乏技術先進性和高可靠性的民航動力系統很難被市場所接受。國產航空動力系統應用到民航機上必須拿出足夠說服力的數據作為依據，這就需要整個航空動力系統必須具備相當的實際使用數據。如果不能拿出一個可以完全令客戶滿意的數據進行支持，那麼客戶為了飛機的安全和可靠，必然將選擇國外的航空動力系統和與其配套的飛機，不能得到客戶接受的國產飛機將失去與國外飛機競爭的基礎。
　　目前經濟發展的全球化確實已經成為了一個不可改變的趨勢，但是必須要看到在全球經濟開放的同時還存在有明顯的壟斷和競爭。目前世界上可以為大客機提供發動機的生產廠家都集中在歐洲和美國，這些國家同樣也是大型民航客機的主要生產國。中國如果要通過引進發動機來滿足自己大型客機動力的需要，就必然會影響到這些國家向我國出口飛機，那麼這些國家的政府和工業界極有可能會採用各種手段限制我國獲得先進的航空動力系統，而且這樣的事情以前就發生過。蘇聯曾經準備引進＂協和＂超音速客機的發動機以改善圖－１４４超音速客機的經濟性和可靠性，卻被英國以存在軍事用途的可能而拒絕。當中國引進航空動力系統與輸出國的飛機製造業產生衝突的時候，國外發動機生產商絕對不可能冒著影響本國每年近千架飛機的需要量而向中國輸出發動機。
　　民航飛機的安全性在飛機各項性能指標中是佔有決定性地位的。一架戰鬥機的損失可能會失去一個飛行員，一架軍用運輸機上也只有幾個乘員，但是一架１００噸的民航機上將有上百個機組乘員和乘客。一架民航機的損失將給上百個家庭帶來災難，對航空公司和飛機生產企業形成極其沉重的打擊。如果不能夠保證民航機有一個讓人放心的安全標準和實際使用數據，那麼任何客戶都不可能冒著巨大損失的風險來接受一個沒有經過考驗的機型。曾經有過的教訓可以清楚的證明：一架飛機的失事甚至會將這一型號全部驅逐出市場。
　　歐洲和美國民用航空工業已經在市場上建立起了一個良好的信譽基礎，使其飛機製造公司敢於在設計完成之前就將方案投入市場。而歐洲和美國航空製造企業的信用和技術實力也使用戶敢於在飛機還沒有完成設計之前就進行定貨，這樣一個依靠信譽構成的互利關係是支持西方民用航空工業發展的重要支柱。航空生產企業在
得到足夠啟動定單后才開始全面設計和製造飛機，如果接不到計劃中的定單，甚至可以終止一個飛機項目的發展。因此，市場已經成為調節飛機製造企業產品發展的重要因素。如果將一個用戶所不接受的產品以行政手段強制推給用戶，那麼不但會給用戶造成抵觸情緒，而且在實際使用中也不可能獲得成功，甚至影響到後續項目的發展。
　　綜上所述，如果中國的大型飛機在沒有進行足夠實際使用時間積累和驗證之前就貿然投入市場，用戶很難對其產生足夠的信心。即使採用政策手段將產品強制投入市場，那麼一旦出現事故將會從根本上打擊用戶對中國民用航空工業的信心，其後果甚至會將中國航空工業直接從民用航空的產業範圍內清除出去，其代價和危險性都非常巨大。

◆中國大型飛機的發展道路

　　為了在民航飛機投入發展之前完成實際使用驗證的工作，採用一種具備軍民通用潛力的大型運輸機來進行早期發展和使用是非常有意義的。大型貨機在實際使用中所積累的飛行小時數可以為用戶增強對客機的信心，同時在大型貨機上驗證的動力、材料、結構和控制等方面的使用經驗還可以作為民航客機設計前的技術儲備。首先設計和投入使用大型貨機，在民航客機已經被國外基本壟斷的情況下，讓中國民用航空工業在市場夾縫中打開一個缺口，通過這個缺口再向其他方面進行輻射和發展，這樣就可以使中國大型民機工業有機會在市場中建立起一個立足點。俄羅斯在本國客機無法與西方國家客機競爭的情況下，將性能較好的伊爾－７６和安－１２４運輸機投入國際貨物運輸，在佔據了一定份額的前提下還有效保持了本國航空工業在大型飛機上的設計和生產能力，用以度過暫時的困難時期和為後續技術發展進行準備。中國航空工業在民用航空技術水平上遠遠落後於西方國家，甚至與俄羅斯相比也有很大差距。如果跳過大型貨機直接投入高競爭危險的大客機市場競爭中，將有可能給中國大型飛機產業帶來毀滅性的破壞。
　　軍用運輸機和民航客機在設計和使用上存在非常大的區別。實際上基本沒有可能使軍用運輸機和民航客機採用同樣的機體設計，而且世界上也沒有哪個國家將民航機當成主力軍用運輸機來使用。目前應用民航機較多的美國空軍，其ＫＣ－１３５和ＫＣ－１０加油機使用的是與民航客機基本相同的機體，但是這些飛機只是用來執行空中加油、特殊軍事任務和作為軍用運輸機的補充機種來裝載一些散貨和人員。美國空軍執行空運任務時最重要的運輸機仍然是Ｃ－１３０、Ｃ－１４１、Ｃ－５和Ｃ－１７軍用運輸機。歐洲在＂空中客車＂系列民航飛機已經成為世界兩強之一的時候，在軍用運輸機的發展上仍然需要從頭開始設計Ａ－４００Ｍ。
　　為了方便運輸車輛和重型裝備，軍用運輸機的機體貨艙大都為接近方形截面，而且大都開有全寬的后貨艙門，后貨艙門放下時還可以作為貨橋來使用。部分重型運輸機的機頭還可以上翻，在機身內部形成一個全通的通道以利大型貨物的裝載與固定。軍用運輸機矩形的機身截面可以設置大面積的貨物甲板，能夠使車輛和集裝箱直接開（裝）入機身內並且自行固定。
　　對於民航機來說，機體截面大都是圓形，機體寬度最大的位置一般在機身截面的中央位置，而且艙口離地面很高，基本上無法使車輛和大型裝備自己完成登機。按照同樣噸位軍用運輸機和民航貨機的裝載速度來看，在裝載車輛時，軍用運輸機的速度比民航機要快１０倍，而且可裝載車輛的噸位要高３倍。美國的Ｃ－１７運輸機可以裝載美國陸軍師接近９０％的裝備和車輛，而波音７４７貨機只能裝載不到４０％的小體積車輛、集裝箱以及人員和散貨。
　　對機場和地面設施的適應能力對於軍用飛機來說是個非常關鍵的問題。運輸機要將裝備和人員及時送到戰區，就必須使飛機的著陸場地盡量靠近前線以節約物資運輸的時間，而且在前線機場使用的飛機也不大可能擁有良好的地面保障設施和裝卸設備。這就要求軍用運輸機必須具備比較好的自我維護能力，以及盡量不依靠輔助地面設施裝卸機載貨物的能力。國內、外目前所發展的軍用運輸機大都採用上單翼和可以兼作貨橋的機艙門，就是為了保證運輸機可以在缺乏完善維護和保障設施的臨時機場上進行有效操作。
　　空投、空降是軍用運輸機的主要工作，也是軍用運輸機必備的功能，而目前的民航機根本無法滿足此項要求。軍用運輸機可以使用后貨橋進行人員、散貨的傘降或者由減速傘在低空將車輛（集裝箱）等裝載物直接拉出機艙；民航貨機則必須在機場卸貨。軍用運輸機可以依靠自己本身的設備將貨物卸下，民航貨機則需要專用的設施和傳送系統。所以說在運輸物資和飛機周轉速度方面，民航貨運機完全無法與軍用運輸機相比較。中國空軍作戰飛機的快速部署和地面部隊的空中機動都需要大量的運輸機。中國軍隊目前極其缺乏大型空中運輸平台，現役所裝備的Ｙ－８飛機載重量不足，從俄羅斯引進的伊爾－７６運輸機不但數量少，而且在貨艙的尺寸規格上也不能完全滿足國內新型軍事裝備空中機動運輸的要求。中國空軍面對著現有運輸機型存在小、舊、少的問題，要發展軍事空運力量，提高快速反應能力就需要大幅度提高軍用運輸機的規格和數量。因此，大型軍用運輸機的發展對於中國的國防安全有著非常重要的意義。
　　我國目前急需大型飛機平台來改裝成預警機、加油機、電子干擾機、空中指揮機等特種飛機，這些特種作戰飛機對安全性、舒適性、經濟性、先進性和維護性的要求必須依靠足夠噸位的大型平台來滿足。發展大型飛機不但是解決軍、民用運輸機的缺口，而且還可以為大型特種飛機提供改裝用的空中平台。
　　國外在大型特種飛機平台的選擇上是以轟炸機、軍用運輸機和民航飛機為主，其中對飛行性能和部署能力要求較高的機型以轟炸機和軍用運輸機為平台；而對於舒適性和工作環境要求比較高，工作環境又相對安全的則以民航客機為平台。美國空軍中只有主要執行和平時期遠程偵察任務，或者戰時在低危險地域和戰線後方執行任務的飛機才使用民航機作為平台；伴隨軍隊作戰的電子對抗機ＥＣ－１３０仍然採用軍用運輸機的機體為平台。蘇聯在冷戰期間所發展的偵察和電子對抗飛機主要都是用中、遠程轟炸機為平台進行改裝，而預警機和加油機則依靠運輸機作為基礎平台。根據國外改裝特種飛機所選擇的平台原則來分析，可以看出各種類型改裝平台的使用足依靠用途和需要來決定的，並沒有哪種類型的平台存在更大的優勢。
　　採用哪種類型的平台作為特種飛機的改裝基礎，必須要聯繫到實際需求情況和具體裝備條件。軍用運輸機作為改裝平台具有載重量大、結構堅固和後勤保障容易的優點，但是在使用舒適性和工作環境上略為不足；民航機對於起降場地和後勤維護要求高、機場適應能力不強，但是機上工作環境比軍用運輸機有明顯的優勢。無論足採用軍用運輸機還足民航客機作為改裝平台，都可以滿足最基本的載荷、空間和飛行性能要求，如何選擇的根本要點是哪種平台更加能夠適應中國空軍和海軍航空兵的裝備體系以及地面保障系統。

◆從軍機改裝設計民機的探討

　　採用軍用運輸機的機體改裝設計民用飛機是可以的。不但波音７０７客機是由Ｃ－１３５運輸機改進而成的，就連波音７４７大型客機實際上也是波音公司利用競爭美國空軍大型運輸機失敗后的方案改進完成的。因此，我國利用大型軍用運輸機的技術基礎，改進設計成民用貨機乃至民航客機都是有可能的。而且有需求穩定的軍用機型為基礎和保障，也可以使民用飛機在改進設計中迴避不必要的市場風險和降低投資。如果我國將大型飛機的發展基礎首先建立在軍用運輸機上，那麼在軍用運輸機投入使用之後，設計單位就可以依靠在軍用運輸機上獲得的設計和製造經驗，按照民航客機的規格開發一種以貨物運輸為主要功能的民用貨機。這種貨機的重量和尺寸規格最好控制在與Ａ３００客機類似的１５０－１６０噸標準上，客運型設計載客量約３００人，貨運型可以運輸４０－５０噸的散裝貨物和集裝箱，最大航程根據載重量控制在４５００－６５００公里，飛機採用寬機身和２台推力為２２－２４噸或４台推力１２－１５噸的大涵道比渦輪風扇發動機。先發展民用貨機能夠在實際應用檢驗中創造經濟效益，盡量提高投資利用率和項目發展的速度，並且為民用客機的發展打下技術和市場基礎。
　　按照我國現有的技術能力和資金保障水平，以及市場對民航機種的消化能力上來看，發展噸位在１００－１５０噸級別的大型幹線客機在設計和製造上難度較低，研製費用的投入也比較容易承受。所以，中國大型民航客機的發展以幹線客機為基礎是比較合適的。根據我國之前在Ｙ－１０和其他民航客機型號發展中的經驗教訓，以及國際同類型飛機市場的條件來分析，我國自行研製的飛機想直接投入航線運行可能十分困難。筆者以為，發展大民航幹線客機不能急於求成，而應該循序漸進，先打好基礎。
　　大型飛機是一個航空技術高度集中的大系統，將其推入市場就必須首先要讓用戶接受這個產品。國產新飛機因為很難在完成後馬上就被市場所接受，所以國家有必要利用國內銀行貸款投資成立一個專門的航空貨運公司。如果可以投資１００億貸款資金來採購８－１０架貨運型飛機，就可以使用這部分飛機來擔負國內航線的散貨和集裝箱運輸工作。這些飛機估計用２－３年的時間就可以積累１２０００－１５０００個飛行架次、約４００００－５００００個實際飛行小時，並且通過長期運行還可以發現設計中容易被忽略的技術和使用問題。使用貨機積累的足夠飛行小時和用事實證明了飛機平台的可靠性之後，就可以在貨機基礎上開發出真正的民航客機。國家可以在貨機滿足民航客機的可靠性和安全性要求之後，採用提供補貼和政策優惠的方式提高國產民航客機的使用經濟性，以吸引國內航空運輸企業採購和使用國產飛機，並在國內應用的基礎上進行國際適航取證與出口推廣工作，以盡量擴大中國民用飛機的設計水平和國際競爭能力。
　　首先投入主要力量發展國防安全所需要的大型貨運飛機，然後以軍用運輸機為基礎改裝民用貨機的同時，可以對民航客機採用先發展技術驗證機，然後在技術驗證機和民用貨機的技術實踐基礎上發展實用型飛機的方法來進行技術準備工作。發展民航客機之前應該先建立起符合型號性能要求標準的材料、動力技術基礎，集中先期預研的成果設計一種在技術上基本達到幹線客機要求的技術驗證機。這個技術驗證機不必要追求可以投入航線應用，而重點要在實際飛行實驗和應用中發現問題並且解決問題，同時根據試驗結果來進一步提高飛機的可靠性和使用壽命。完全作為技術驗證機發展的大型幹線客機因為沒有馬上投入應用的時限和使用壓力，所以在技術上可以做得儘可能完善和穩妥，尤其是航空動力系統和結構材料上的準備工作盡量紮實。在依靠技術驗證機將問題充分暴露並得到解決之後，再在這個驗證機基礎上設計實用化的民航飛機，在實際試驗和使用中獲得事半功倍的效果。在激烈的市場競爭條件下，中國大型民航客機發展已經不能再經歷過多的失敗。中國在大型飛機的研製上一次投入就必須獲得成功，否則，技術和信譽上的損失將會把中國大型民機工業徹底淘汰。
　　中國大型運輸機的發展必須要首先考慮到需求和市場的實際情況，只有利用集中起來的技術和經濟力量來攻克重點的技術難關，才能夠在完成技術和產品突破後進一步向其他方向輻射和擴展。按照中國航空工業目前的技術實力和市現實情況，中國的大型飛機設計和生產首先以軍用運輸級為起點是合適的，而且在能夠滿足中國軍隊和部分民用貨運要求的同時，還可以為未來中國大型民航客機的發展打下堅實技術基礎。
－Ｅｎｄ－

[ 本帖最後由 gundamzaku 於 2007-8-18 16:50 編輯 ]