印度“卡佛里”航空發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)帶來(lái)的啟示

張偉 周平

回顧和總結(jié)“卡佛里（Kaveri）”航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制發(fā)展歷程，進(jìn)而分析導(dǎo)致其發(fā)動(dòng)機(jī)研制受挫的原因和從中受到的啟示，對(duì)我國(guó)選擇航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制發(fā)展道路、形成以市場(chǎng)為導(dǎo)向的技術(shù)和制度創(chuàng)新具有一定的借鑒和參考價(jià)值。

“卡佛里”航空發(fā)動(dòng)機(jī)是印度專門(mén)為自行研制的“光輝”戰(zhàn)斗機(jī)（LCA）而配套研制的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。

“卡佛里”航空發(fā)動(dòng)機(jī)最大推力8051（da N），中間推力5100（da N），推重比7.47，空氣流量78（kg/s），涵道比為0.16，總增壓比22.75。同時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的風(fēng)扇為3級(jí)軸流式，采用跨聲速設(shè)計(jì)，增壓比3.5，高壓壓氣機(jī)為6級(jí)，進(jìn)口導(dǎo)流葉片和前2級(jí)靜葉可調(diào)，高壓渦輪為1級(jí)軸流式，氣冷高負(fù)荷定向凝固葉片，低壓渦輪為1級(jí)軸流式，氣冷渦輪，環(huán)形燃燒室，帶突擴(kuò)擴(kuò)壓器和氣動(dòng)霧化燃油噴嘴；加力燃燒室分區(qū)點(diǎn)火，尾噴管為可調(diào)收-擴(kuò)型，起動(dòng)系統(tǒng)采用噴氣燃料起動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)使用KADECU的FADEC控制系統(tǒng)。

印度國(guó)防研究與發(fā)展組織（DRDO）獲得印度國(guó)防部的授權(quán)，為L(zhǎng)CA戰(zhàn)斗機(jī)研制一款國(guó)產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)。1986年，印度啟動(dòng)國(guó)產(chǎn)“卡佛里”航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制項(xiàng)目（“GTX-35VS”項(xiàng)目），項(xiàng)目計(jì)劃總投資8970萬(wàn)美元。截止2014年12月，印度在“GTX-35VS”項(xiàng)目上研制總成本已高達(dá)33億美元。

從時(shí)間上看，“卡佛里”航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研制可分為兩個(gè)階段。

1.印度自行研制階段（1986-2006年）

1989年，已啟動(dòng)3年的“GTX-35VS”項(xiàng)目全面展開(kāi)，在研制階段計(jì)劃制造17架原型機(jī)用于地面和飛行測(cè)試，于1997年交付使用。然而項(xiàng)目在研制時(shí)卻一路受挫，直到1995年，第一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)原型機(jī)“Kabini”（實(shí)為核心機(jī)）首次運(yùn)轉(zhuǎn)成功，1996年第三臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)原型機(jī)（整機(jī)）地面試車成功，1998年底用于地面試驗(yàn)的5臺(tái)原型機(jī)制造完成。2002年印度國(guó)防部批準(zhǔn)LCA“光輝”MK-Ⅰ型戰(zhàn)斗機(jī)項(xiàng)目小批量生產(chǎn)，首批包括8架（空軍型）和2架（海軍型）戰(zhàn)斗機(jī)。

由于國(guó)產(chǎn)“卡佛里”航空發(fā)動(dòng)機(jī)存在的重大技術(shù)問(wèn)題短時(shí)間無(wú)法解決，2004年2月印度國(guó)防部與GE公司簽訂采購(gòu)17架總價(jià)值1.05億美元F404升級(jí)型航空發(fā)動(dòng)機(jī)。2004年6月“卡佛里”航空發(fā)動(dòng)機(jī)在俄羅斯進(jìn)行高空飛行測(cè)試失敗，之后，印度國(guó)防部不得不又從GE公司訂購(gòu)40臺(tái)F404發(fā)動(dòng)機(jī)，用作首批20架LCA戰(zhàn)斗機(jī)的配套。

2.印法合作研制階段（2006-2018年）

印度公開(kāi)邀請(qǐng)美國(guó)普惠、法國(guó)斯奈克瑪?shù)裙緟⑴c“GTX-35VS”項(xiàng)目，2007年，印度燃?xì)鉁u輪研究院（GTRE）改進(jìn)“卡佛里”的研制生產(chǎn)，將“GTX-35VS”項(xiàng)目分為前、后兩個(gè)階段。

前階段的主要任務(wù)是繼續(xù)完成自行研制階段的后續(xù)設(shè)計(jì)和各項(xiàng)試飛測(cè)試任務(wù)，繪制“卡佛里”性能測(cè)試包線，為發(fā)動(dòng)機(jī)批量生產(chǎn)做好技術(shù)準(zhǔn)備；而后階段則是與法國(guó)共同組建卡佛里―斯奈克瑪聯(lián)合發(fā)動(dòng)機(jī)制造合資公司，實(shí)現(xiàn)該航空發(fā)動(dòng)機(jī)批量生產(chǎn)，同時(shí)對(duì)“卡佛里”發(fā)動(dòng)機(jī)性能進(jìn)行適應(yīng)性改進(jìn)和提高。

截止2008年2月，該航空發(fā)動(dòng)機(jī)總計(jì)完成了1700多時(shí)數(shù)的測(cè)試任務(wù)，其中含兩次在俄羅斯進(jìn)行的高空試飛測(cè)試任務(wù)，但一直沒(méi)有解決發(fā)動(dòng)機(jī)嚴(yán)重超重和推力不足問(wèn)題。2008年9月印度國(guó)防部不得不為L(zhǎng)AC戰(zhàn)斗機(jī)再次購(gòu)買國(guó)外發(fā)動(dòng)機(jī)。

截止2010年6月，卡佛里―斯奈克瑪聯(lián)合公司共生產(chǎn)8臺(tái)原型機(jī)和4臺(tái)核心機(jī)，完成2000多時(shí)數(shù)的試飛測(cè)試任務(wù)。期間還將法國(guó)“陣風(fēng)”戰(zhàn)斗機(jī)安裝“卡佛里”航空發(fā)動(dòng)機(jī)（核心機(jī)）進(jìn)行試飛測(cè)試任務(wù)，該“卡佛里”航空發(fā)動(dòng)機(jī)（核心機(jī)）最大推力達(dá)到85千牛。

2010年，該發(fā)動(dòng)機(jī)在俄羅斯進(jìn)行不同海拔高度下的飛行性能測(cè)試任務(wù)，并成功完成在伊爾-76測(cè)試平臺(tái)上超音速飛行性能測(cè)試任務(wù)。2011年5月，該發(fā)動(dòng)機(jī)完成12000多米的高空飛行測(cè)試。截至2011年12月，總計(jì)生產(chǎn)9臺(tái)原型機(jī)整機(jī)和4臺(tái)核心機(jī)，共計(jì)完成20500多時(shí)數(shù)的各類飛行測(cè)試。

由于該項(xiàng)目已嚴(yán)重超支，且全部6個(gè)關(guān)鍵設(shè)計(jì)指標(biāo)中只有2個(gè)勉強(qiáng)達(dá)到，2013年1月印度GTRE終止與法國(guó)斯奈克瑪公司的合作，項(xiàng)目研制在失去法國(guó)技術(shù)援助后進(jìn)展變得更為緩慢。

2014年11月18日，由于發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)性能不達(dá)標(biāo)，研制進(jìn)度嚴(yán)重滯后，印度DRDO宣布終止“GTX-35VS”研制項(xiàng)目。

2016年因采購(gòu)法國(guó)陣風(fēng)戰(zhàn)斗機(jī)，印度決定再次借助法國(guó)的技術(shù)完成這款發(fā)動(dòng)機(jī)的后續(xù)研制工作，該項(xiàng)目在中斷2年后重新迎來(lái)生機(jī)，之后又因法國(guó)援助開(kāi)發(fā)成本過(guò)高再次使發(fā)動(dòng)機(jī)研制進(jìn)入無(wú)限期停擺狀態(tài)。

印度試圖在法國(guó)、俄羅斯等航空強(qiáng)國(guó)的技術(shù)援助下，通過(guò)“卡佛里”航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制，幻想在短時(shí)間內(nèi)從航空發(fā)動(dòng)機(jī)維修、維護(hù)和組裝階段“一步登天”，達(dá)到世界航空強(qiáng)國(guó)才具有的發(fā)動(dòng)機(jī)自主研制、創(chuàng)新能力的高度。從表面看，這似乎是條“捷徑”，但在其發(fā)動(dòng)機(jī)研制發(fā)展上出現(xiàn)的問(wèn)題也值得深思。

1.選擇航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制發(fā)展道路舉棋不定

印度航空發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)起步較晚， 航空技術(shù)基礎(chǔ)能力嚴(yán)重不足，航空工業(yè)幾十年來(lái)沒(méi)有形成自身完整的設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)體系。其研制發(fā)展道路在堅(jiān)持自主研制還是引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)時(shí)從一個(gè)極端走向另一個(gè)極端，并不斷反復(fù)，沒(méi)有堅(jiān)持獨(dú)立自主研制航空發(fā)動(dòng)機(jī)這一基本國(guó)策。引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)沒(méi)有立足國(guó)情， 甚至對(duì)引進(jìn)的國(guó)外技術(shù)也缺乏消化吸收的配套計(jì)劃和在引進(jìn)基礎(chǔ)上的發(fā)展戰(zhàn)略。

2.沒(méi)有形成以市場(chǎng)為導(dǎo)向的技術(shù)和制度創(chuàng)新

印度航空發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)尚未走入良性選擇航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制發(fā)展道路循環(huán)，航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)和管理制度落后，研制經(jīng)費(fèi)主要依靠政府撥付，以高度計(jì)劃管理和政府決策來(lái)代替企業(yè)決策和管理，沒(méi)有形成和實(shí)施以市場(chǎng)為導(dǎo)向的技術(shù)和制度創(chuàng)新，導(dǎo)致研制項(xiàng)目難以實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)意圖和滿足用戶要求，研制成本過(guò)高，進(jìn)度和產(chǎn)品質(zhì)量失控。

3. 追求高指標(biāo)導(dǎo)致關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求

印度“卡佛里”航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制被不符合國(guó)情、片面追求高指標(biāo)的政治需要所左右。在研制之初，印度燃?xì)鉁u輪研究院（GTRE）為獲取印度國(guó)防部認(rèn)可，為該航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)的技術(shù)指標(biāo)就過(guò)高，導(dǎo)致研制中發(fā)動(dòng)機(jī)多數(shù)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)不達(dá)標(biāo)。例如：按照GTRE設(shè)計(jì)要求發(fā)動(dòng)機(jī)最大推力100千牛，但后來(lái)LCA戰(zhàn)斗機(jī)配備的GE公司的F404發(fā)動(dòng)機(jī)，其最大推力也只有88千牛，設(shè)計(jì)的最大推力超出其近13%，過(guò)高的技術(shù)指標(biāo)加大項(xiàng)目研制的技術(shù)難度，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)多數(shù)關(guān)鍵指標(biāo)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。

4.采取型號(hào)牽引“直通車”欲速則不達(dá)

急于政治需求， 趕超世界航空發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)國(guó)的先進(jìn)水平，在型號(hào)研制中過(guò)于急功近利， 沒(méi)有有效控制技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)，造成欲速則不達(dá)的結(jié)局。在部件研制和系統(tǒng)匹配方面缺乏技術(shù)儲(chǔ)備， 對(duì)系統(tǒng)集成和發(fā)展的難度沒(méi)有足夠重視，研制中的部件和核心機(jī)都是以組成型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)為目標(biāo)， 注重綜合性能，忽視關(guān)鍵技術(shù)的充分驗(yàn)證、技術(shù)的通用性、設(shè)計(jì)技術(shù)的成套性和應(yīng)用性。

5.航空技術(shù)基礎(chǔ)薄弱帶來(lái)研制挑戰(zhàn)失敗

渦扇航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研制是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，其涉及產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、工藝、材料、試驗(yàn)驗(yàn)證等多個(gè)技術(shù)領(lǐng)域。印度一直沒(méi)有形成自身完整的航空工業(yè)體系，技術(shù)基礎(chǔ)能力嚴(yán)重不足，其航空技術(shù)基礎(chǔ)薄弱主要表現(xiàn)為：

一是作為主設(shè)計(jì)單位，印度燃?xì)鉁u輪研究院（GTRE）在研制渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)方面缺乏經(jīng)驗(yàn)，只完成過(guò)GTX37-14U型加力噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)研制，其后在該型發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)上改進(jìn)設(shè)計(jì)研制TX37-14UB渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)以失敗告終，所以GTRE并沒(méi)有走完研制渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的全流程，缺乏必要的技術(shù)儲(chǔ)備和經(jīng)驗(yàn)積累；

二是印度航空基礎(chǔ)材料和制造能力不足，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片、渦輪等關(guān)鍵零部件的設(shè)計(jì)和制造長(zhǎng)期不過(guò)關(guān)；

三是印度航空工業(yè)缺乏必需的測(cè)試設(shè)備和能力，導(dǎo)致該發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試依靠法國(guó)和俄羅斯，測(cè)試進(jìn)度緩慢，特別是空中測(cè)試斷斷續(xù)續(xù)，且測(cè)試中出現(xiàn)的問(wèn)題也不能及時(shí)得到解決。航空技術(shù)基礎(chǔ)薄弱直接導(dǎo)致其發(fā)動(dòng)機(jī)研制受挫。