出品：科普中國
策劃：白 璐
監製：光明網科普事業部
太行，是一個永恆的話題。這個號稱“天下之脊”的山脈，中國第一臺大推力渦扇發動機以此命名，其含義不言自明。航空工業被比作現代工業的“皇冠”，而在航空裝備中，最受關注的當屬航空發動機，因此更被稱為現代工業“皇冠上的明珠”。
長期以來，一直有人不理解，為什麼我們造得出“長征”火箭、“神舟”飛船，造得出“北斗”衛星、“梟龍”、“猛龍”，卻偏偏造不出先進的航空發動機。
如今，隨著國產改進型“太行”發動機的試驗成功，該型發動機已經經歷了無數次地面和空中考核，得到了試飛員“該型發動機性能優於國外同類發動機”的高度認可。航空發動機本就不是一日之功，“太行”如今已成我國航空工業自主創新的代名詞，這樣一顆澎湃有力的 “中國心”，對我國空軍和航空工業的建設發展具有里程碑式的重要意義。
將登太行雪滿山
航空發動機這一“工業之花”，是高度技術密集型產品，但長期以來，我國研製的航空發動機多為蘇制或歐美髮動機的仿製或逆向工程，那麼自主研發的發動機就真的沒有嗎？當然有，但其中有半途而廢的渦扇6，也有時至今日仍處於攻堅期的諸多型號。這並不是說我國的航空發動機工業不行，而是因為這是一個需要經驗和積累的行業，中國航空工業人從零開始白手起家，達到今天的水平已實屬不易。
2005年12月28日，我國自行設計研製、具有自主知識產權的第一臺大推力渦扇發動機——“太行”呱呱墜地。正如詩中所言，“將登太行雪滿山”，真的研製出“太行”發動機，其難度可謂超乎想象。我國航空工業人歷經數十年艱苦攻關，突破了數十項核心關鍵技術，攻克了200多個重大障礙和技術難題，才在世紀之初研製出這顆強健的“中國心”。“太行”發動機採用了帶進氣可變彎度導向葉片的三級風扇、多級靜子可調的壓氣機，帶有複合冷卻技術葉片的高壓渦輪、彎-扭組合氣動設計的低壓渦輪、平行進氣和分區分壓供油的加力燃燒室，設計性能已經達到較為先進水平。
我國的航空發動機事業，是從上個世紀70年代開始初步摸索，到上個世紀80年代才正式起步的。那時候，我國在航空動力方面與西方發達國家的差距已經拉到20年以上。上個世紀50、60年代，我國雖然從蘇聯引進了幾型發動機進行生產，但蘇聯只轉讓生產圖紙，且多為即將淘汰的落後型號，即使我們花再大的代價也買不來航空發動機的核心技術，自主創新是唯一出路。“太行”發動機也叫渦扇10系列，從1978年開始預研，1987年正式立項，2001年在一架蘇-27戰鬥機上完成首次試飛，直到2005年完成設計定型審查考核，2006年3月24日正式設計定型，前後歷時19年之久。“太行”發動機的研製成功，標誌著我國在自主研製航空發動機領域實現重大跨越，對加速我國航空發動機事業跨越式發展打下了堅實基礎，也對加強國防現代化建設具有十分重要的意義。
終究是一顆“中國心”
大推力發動機是戰機的“心臟”，在這方面我國長期依賴國外進口，突破技術瓶頸裝上“中國心”，是航空工業多年的夙願。目前，“太行”發動機改進型號已經完成了全權限數字電子控制系統的研製，可從發動機的傳感器中獲取數據，對發動機進行改變噴口面積、監控發動機狀態、診斷故障等一系列複雜控制，同時推力也增加到了14噸。改進型的“太行”發動機已經裝備於殲-10C戰機上，技戰術指標進一步增強。從此之後，包括殲-11、殲-16、殲-20等後續型號戰機都將獲得一顆智能的“中國心”，同時還有14噸級的澎湃動力。
從航空發動機發展來看，基本可分成三大類。推力在3噸以下的為小推力發動機，推力在6-9噸的為中推力發動機，大推力發動機的推力一般在11-15噸級，“太行”無疑是一款大推力級發動機。依據裝配對象的不同，“太行”系列包括渦扇10、渦扇10A、渦扇10B、渦扇10C、渦扇10D等諸多型號。其中，老版本的“太行”是一種採用三級風扇、九級整流、一級高壓、一級低壓也就是所謂的“3+9+1+1”結構的大推力高推重比低涵道比先進發動機，加力燃燒室採用V形加徑向混合型火焰穩定器，尾噴管是收斂-擴張可調噴管控制系統，下一步將進一步換裝國產全向推力矢量噴管。
當然，一提起“太行”，就有一個在中國軍迷口中流傳甚廣的“‘太行’行不行”的故事。確實，在誕生之初“太行”發動機質量上一直不穩定，對我國主力戰機的飛行安全帶來了一定隱患，這主要與當時中國航空工業所掌握的技術水平有關。現如今的航空發動機多工作在高溫、高壓、高轉速條件下，工作壽命要有數千小時，可靠性也要很高，這對設計、加工以及航空材料的要求非常高，即使渦輪盤上出現零點幾毫米的安裝誤差，發動機的性能也會降低10%。早期的“太行”發動機尚未使用國外第三代航空發動機廣泛採用的單晶渦輪葉片和整體粉末冶金渦輪盤，更加劇了航空發動機落後于飛機型號的局面。
目前，在此前“太行”發動機初始型號上未曾使用的單晶渦輪葉片和整體粉末冶金渦輪盤等關鍵技術，均已突破技術瓶頸開始規模化生產，將進一步提升中國航空發動機的整體制造水平。目前，改進後的“太行”發動機推重比已經得到顯著提升，同時還存在相當巨大的改進空間。航空發動機的研製本就是一個不斷改進的過程，從設計定型到成熟動輒二十年甚至更長。穩步前進的“太行”有實力成為國產新一代戰機的主要動力。
厚積只為瞬間爆發
2007年1月，配裝“太行”發動機的國產殲-11B重型戰鬥機順利完成定型審查，標誌著中國在自主研製航空發動機方面實現了從中等推力到大推力的跨越，從渦噴發動機到渦扇發動機的跨越，從第二代發動機到第三代發動機的跨越。可以說，經過長達數十年的補課，歷經數十年的辛酸，厚積的我國航空發動機工業只為這一刻的瞬間爆發。
殲-11B
航空發動機之所以被比作現代工業“皇冠上的明珠”，就是因為其在一定程度上集中了現代工業的頂尖技術和工業成果。航空發動機的研製，必須藉助大量的經驗數據，且這些數據只能靠自己試驗獲得。這其中，購買原材料、加工試驗件、研製試驗設備、研究試驗技術都需要消耗大量的物資和能源。這也難怪過去50年，美國投入航空發動機的預研經費就超過1000億美元，尤其是裝備美國F-22戰機的F119發動機，從最初的部件研究到具備完全作戰能力歷經32年，其中僅驗證機研製和原型機研製就投入了多達31億美元。當然，航空發動機研製雖然“燒”錢，但研製成果運用的時間也很長，國際上經常出現一些型號的航空發動機成型後三四十年還在使用，我們研製“太行”發動機也必須經歷這樣一段艱辛過程。
“太行”發動機的研製成功，絕不僅僅是一種型號的發動機這麼簡單。“太行”發動機不僅可作為戰鬥機的動力之源，其未來的大涵道比加力改型可用於轟炸機，大涵道比無加力型可用於大型運輸機，衍生而來的船用燃氣輪機可以作為驅逐艦等大型水面艦只的主動力。在研製過程中，我們充分吸取了“美軍標制”和俄製發動機的技術經驗，意味著國產海空主戰裝備的“心臟病”將得到全面解決。同時，“太行”的誕生過程也是鍛造中國研發航空動力頂尖人才的過程，我國從此開始擁有一支能夠獨立研製大推力航空發動機的人才隊伍和創新團隊，這對於我國航空動力事業來說是無比重要的起點。
如果一種戰機的零配件都需要大量依靠進口，就必然會影響生產效率。“太行”的問世為實現國產新型戰機動力裝置自給提供了保障，加速了人民空軍航空武器裝備的跨越式發展，同時也有助於提升我國在國際軍火市場的競爭實力。目前，我國已經開始研製第四代渦扇15高性能航空發動機，將優先滿足殲-20、殲-31、運-20及未來大型轟炸機的使用需求，為國產戰機追趕世界先進水平奠定堅實的基礎。（以上圖片來源於網絡）
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