將登太行雪滿山：談殲-20戰鬥機的國產發動機
【文/ 觀察者網專欄作者 席亞洲】
最近，殲-20戰鬥機換裝新型發動機的照片在網上曝光。從尾噴口特徵可以明顯看出，這是和國產殲-11B戰鬥機所用同一系列的渦扇-10發動機。這也驗證了去年珠海航展上筆者獲得的信息，即為了確保殲-20戰鬥機的後續生產，將可能使用渦扇-10改發動機作為殲-20的過渡動力。
其實殲-20的發動機，沒有那麼多可以爭議的內容。網上有些人拿着一些自以為是的數據在那裏試圖證實自己想象中的結論，比如從珠海航展上的拉起動作要推論殲-20已經裝上渦扇-15等等……
從圖中看，發動機和飛機的結合程度還不高，顯然這還只是比較初期的試驗狀態
今日將登太行雪滿山 來日直掛雲帆濟滄海
其實，中國航空發動機裏面，渦軸-9雖然很少被媒體關注，卻是國內完全自行開發的成功發動機的優秀代表，完全應該多“吹捧”一下它
而另一方面，國內文宣單位在新式武器裝備宣傳口徑上，又往往喜歡玩弄一些春秋筆法，這就引起了更多網上的傳聞。目前和殲-20有關的國產發動機其實有好幾款，國內翻新的AL-31F——作為驗證機動力、渦扇-10某型——目前傳出照片的試驗機動力，以及尚未定型的渦扇-10增推——作為未來殲-20過渡動力，再加上渦扇-15——殲-20的目標發動機，共4型。而這些發動機，多少都跟瀋陽黎明航空發動機公司有關係，説他們研製殲-20的國產發動機，自然毫無問題。
那麼殲-20用上了渦扇-10，對它未來的發展有何影響呢？
回顧歷史，技術跨度較大的戰鬥機在研製過程中往往會有多種發動機可供選擇的問題，在新飛機研製上是強調降低技術風險，還是追求高性能，往往是一對矛盾。
在這個問題上，我們看看美國第三代戰鬥機中代表型號F-15和F-14服役初期的發動機選擇套路，可以看出一些門道。
AL-31F series 42，這是方案概念階段展示的模型，還帶推力矢量，不過因為要損失一定的推力，中國空軍和俄軍都沒有選用帶矢量的方案
美國F-15戰鬥機服役之初，就是用成熟度不夠理想的F100-pw-100發動機開始試飛和初期服役的，並因此成就了這種戰鬥機“機庫女王”的名號。
稍後開展的F-16戰鬥機研製中，初期使用的發動機也是F100-PW-200，實際上它和PW-100相比，並沒有多大改進。因此在F-16C/D研製開始的時候，美國空軍已經要求這種飛機要具有通用發動機設計，可以在通用電氣F110發動機和普惠F100之間選擇發動機。
至於真正F100達到“能用”階段，其實是要到1986年F100-PW-220發動機出現以後了。
而這段時間期間，美國海軍在自己的艦載主力戰鬥機F-14A研製中，就選擇了更保守的方案，不使用與F100同期開發的F401發動機，而選用了保守傳統的TF30發動機。
這段故事在昨天《現代兵器》雜誌編輯黃國志先生的文章裏也有提到，當然，黃先生是想要表達的重點是F-14A戰鬥機在更換F110發動機，也就是F-14B之後性能更加強大。
論性能，上世紀70年代的F-15A那是“天下無敵”，但F100發動機的高故障率導致其出勤率一直難以提高，被稱為“機庫女王”
伊朗採購F-14A，和該機妥善率更好不無關係，這部分得益於該機發動機選擇的“保守”
但在筆者看來，F-14A選擇TF30，對於這種戰鬥機來説不是壞事，這個選擇確保了美國海軍在80年代初冷戰最高峯的時候，擁有比美國空軍高得多的三代機妥善率，而這對於戰鬥機數量遠少於美國空軍的美國海軍艦載戰鬥機部隊來説，是至關重要的。
而且，大家也都知道，伊朗是在1974年選中F-14A戰鬥機，而沒有選擇動力更強勁的F-15。當然，大家也都看過網上關於格魯曼公司精心安排F-14戰鬥機在F-15飛行表演的時候偷偷加大油門，把燃油幾乎耗盡，從而在空中取得最佳機動性，贏得當過飛行員的伊朗國王青睞的故事。
但事實恐怕並不是這麼簡單。伊朗空軍在70年代作為抗蘇前沿，面對蘇聯米格-25戰鬥機的威脅，需要的正是一種具備強大攔截性能的戰鬥機，F-14A戰鬥機所配備的射程100公里，可以“發射後不管”的“不死鳥”空空導彈在當時看起來遠比F-15上的半主動“麻雀”導彈給力的多。
另一方面，F-14A保守的發動機選擇讓它在當時的時間段擁有更好的出動率和保障條件也是非常重要的，伊朗空軍1975年訂購的80架F-14A和714發“不死鳥”導彈，再加上夠用10年的發動機和其他備件。
在殘酷的兩伊戰爭中，這些戰鬥機擊落了58架米格-23、33架幻影F1、23架米格-21、23架蘇-20/22、9架米格-25、5架圖-22、2架米格-27、1架米-24直升機、1架“超黃蜂”、1架幻影5、1架轟-6……自身僅付出12-16架的損失，其中空戰中被擊落的數量極少。
儘管發動機不給力，但F-14A在兩伊戰爭中，依靠領先對手一代以上的火控雷達、遠程導彈和優秀的機動性能，把空戰達成了單方面“屠殺”
在用現有俄製發動機的前提下，殲-20也具備超音速機動性能和跨音速巡航能力，再加上隱身性能和射程比對手翻一倍以上的霹靂-15導彈，在現代空戰中穩執牛耳毫無問題
這令人咋舌的輝煌戰績背後，F-14在伊朗空軍中幾乎就是“孤軍奮戰”，沒有預警機支援、沒有空中指揮機、也沒有地面自動化截擊指揮系統。
而且，更重要的是，在整個戰爭期間，伊朗也只能從美國獲得少量的走私零備件。
這些具有傳奇色彩的“雄貓”戰鬥機，甚至到了21世紀的今天，依然活躍在伊朗的天空中，甚至在2015年，2架伊朗F-14戰鬥機還參加了為空襲IS組織的俄羅斯圖-95轟炸機的護航行動。
如果説當年伊朗選擇的是發動機十分不成熟的F-15，這樣的故事根本不可能發生。
如果説伊朗沒有未雨綢繆，向美國提前購買大量TF30發動機相關的零備件，這樣的故事 一樣根本不可能發生。
如果説伊朗等着F100發動機成熟起來再買——那就沒有後來了……
生逢其時是一種戰鬥機的最大優勢，如果在關鍵領域佔據了絕對優勢，那發動機性能稍有短板之類的問題就不能阻止一種劃時代的戰鬥機主宰天空
航空動力行業知名的蠢事之一，印度為米格-27戰鬥轟炸機改裝AL-31F發動機，結果飛機性能反而下降了
F-14可以説是一個極為經典的案例：一種技術狀態穩定、存量多，但性能一般的發動機，成就了一種偉大的戰鬥機。
與伊朗那些最初期版F-14A相比，美國海軍的F-14A服役生涯就平淡得多，畢竟美國海軍沒有迎來想象中的與蘇聯空軍和海軍航空兵的最終對決。美軍的F-14A在1981年和1989年兩次錫德拉灣空中對抗事件中，擊落了利比亞的2架蘇-22攻擊機和2架米格-23戰鬥機。
而在1991年海灣戰爭中，經過了現代化改裝，終於用上了F110-GE-400發動機的F-14A+戰鬥機卻遇到了一件尷尬的事情，當他們期待着用AWG-9雷達和AIM-54導彈痛揍伊拉克人的時候，卻發現伊拉克人面對這種在兩伊戰爭期間就已經非常熟悉的老冤家，選擇了只要一發現AWG-9雷達開機，立刻遠遠逃跑的“戰術”……結果姍姍來遲F110發動機反而並沒有幫助這些F-14A+取得更好的戰績，整個海灣戰爭中，F-14A+（稍後改名F-14B）僅僅擊落了一架逃避不及的米-8“河馬”直升機，反而有一架被伊拉克人的S-75防空導彈擊落。
至於後來進行深度現代化改進的F-14D，在後來幾年的反恐戰爭中卻被用來執行各種轟炸任務，根本沒撈着空戰。
90年代，F-14D終於換上了推力強大的F110發動機，並全面更新航電，但終其一生，只執行了一些對塔利班和伊拉克的轟炸任務
從伊朗和美國“雄貓”的空戰歷史，我們可以看出另一個問題：一種及時到位的，不完美，但是具有跨時代意義的“現在完成時”的戰鬥機的意義，可能遠超過需要漫長等待，才能完善起來的“將來完成時”。
對於中國空軍來説，主要對手已經擁有一百多架強大的F-22戰鬥機，後續還將以每年數十架的速度生產F-35戰鬥機。更重要的是，許多不友好的國家和地區，也在努力加強自己的空軍，F-15K、F-15J升級型、F-16V、蘇-30MKV、蘇-30MKI、陣風、F-16 BLOCK 70或鷹獅……
隨着2011年718工程原型機初試啼聲，中國周邊瞬間進入了“軍備競賽”模式。
如果殲-20嚴重跳票，就像1969年首飛的殲-8那樣，花上11年功夫才定型，又難以大批量生產，而且技術性能也遠不能達到最初設想水平……
等到殲-8的完美版，殲-8F出現的時候，當初為了對付殲-8緊急引進F-4的日本已經換上了F-15J好多年，美國海軍的F-14都已經要退役了。
時代的眼淚
如果這種事發生在殲-20身上……後果簡直不堪設想。
可以説，從立項的那天起，殲-20就已經註定要突破中國航空工業所有的慣例和現成經驗。其項目領導體制級別之高，甚至不亞於當年的兩彈一星。
正是因為等不起，一些行業痼疾，在這種決心面前，統統需要讓路。
只要能確保殲-20發揮戰鬥力，一切都要讓位於性能和進度，不能顧忌面子和固有的利益，這或許也是殲-20總設計師楊偉在這種飛機的研製過程中受到巨大壓力的原因。
飛起來的第一道關，用國內翻新的AL-31F發動機過去了。
試生產和小批量生產，用我方出資，俄“禮炮”廠生產的99M1改進型發動機過去了。
接下來，殲-20站在了大批量生產的門檻前。
今年中國空軍的宣傳大片《空天獵》中，殲-20將以高清無碼大圖方式和全國人民見面
其實早在去年珠海航展，99M1改進型發動機質量問題的消息已經傳出來了。
畢竟“禮炮”是俄羅斯的廠，即使我們從一開始就出資（這你就可以理解為什麼禮炮廠給SU-27SM3戰鬥機安裝的99M1發動機被俄國防部長紹伊古稱讚為“不花國家一分錢研製經費”……），並從一開始就深度介入了這種發動機的研製（通過種種方式，此處可以發揮想象力），但終究我們控制不了俄羅斯政府，也不能直接指揮“禮炮”廠。
經過一年左右時間，俄羅斯發動機的質量能否如他們的承諾一樣，大有好轉，尚待驗證。
目前，俄羅斯正在推動其國內發動機行業的進一步整合，在這個過程中，“禮炮”廠必須穩住中國用户，才有可能給自己爭取一個比較有利的位置，不然光靠俄軍訂購蘇-34戰鬥機的發動機的訂單，該廠遲早會和“烏法”一樣，成為“土星”旗下的生產中心。這也就讓他們有壓力去提高99M1改進型的生產質量。
此外，中國國內早就有AL-31F發動機的大修線，能夠自行生產製造AL-31F的大多數主要零件。如果實在不行，可以在國內對不符合要求的發動機進行調整，只不過這涉及的成本頗大，而且上來就對全新發動機進行“大修”，也頗為荒謬。但還是那句話，為了確保殲-20儘快形成初期戰鬥力，沒有什麼不可能。
至於這次大家看到的殲-20裝渦扇-10發動機的照片，從圖片上可以看到，發動機和發動機艙之間的配合都還不完整，表明這是一架進行殲-20和“太行”結合試驗的飛機，兩者間的結合還處在比較初期的狀態。
雖然我們能從尾噴口細節明顯看出這是渦扇-10發動機，但究竟是不是傳説中的渦扇-10B，只能説真的不清楚，這不是肉眼能看出來的。
我們只能從理論上分析一下，如果給殲-20裝渦扇-10發動機，會怎麼樣。
首先，要強調，即使殲-20裝上渦扇-10B，不會比F-14A裝TF-30更“差”。其實，現代戰鬥機即使在發動機不怎麼給力的情況下也可以眼花繚亂，你看《壯志凌雲》裏那些F-14A上下翻飛是不是很爽啊？那可是用的性能相當不咋地的TF30哦。
殲-20由於採用隱身設計，所有武器在機身內，始終保持乾淨構型，實際阻力比同樣用兩台渦扇-10的殲-11B大幅度減小。再加上，殲-20的氣動外形設計也高度強調超音速性能，其實際減阻效果應該比蘇-27系列有較大的提高，尤其是超音速條件下。
但同時，由於機內燃油較多、參考美國F-22戰鬥機和F-15的對比，殲-20可能也會比殲-11系列增加一些重量，即使考慮結構和材料上的進步，最終殲-20的正常起飛重量恐怕依然會比蘇-27系列增加。
那麼我們參考美國空軍提供的數據，F-22戰鬥機的正常起飛重量29.4噸，兩台F119發動機最大軍用推力（不用加力），總推力約23.6噸力，加力推力，軍推推重比0.8，最大加力時推重比1.07。
從YF-22到F-22，空重增加數噸，燃油和其他載荷相應減少，但正常起飛重量是基本相似的
F-15C戰鬥機正常起飛重量20.2噸，兩台F100PW-220發動機最大軍推下總推力約為13.2噸力，最大加力推力總計21.4噸。軍推時推重比0.65，最大加力時推重比1.06。
相比之下，蘇-27SK正常起飛重量23.4噸，兩台AL-31F發動機最大軍推15.34噸力，加力推力24.4噸力。軍推時推重比0.65，最大加力推重比1.04。
殲-20戰鬥機的正常起飛重量，我們且按照接近F-22的29噸來算——即使比F-22晚了幾十年研製，但考慮到全機尺寸比F-22大，我們很難想象殲-20的重量反而能比F-22輕太多。
如果使用99M1改發動機，按照禮炮廠當初研製99M2時提出的數據，加力推力有14.5噸，軍推可能是9.4噸。那麼算下來殲-20的推重比在軍推時為0.64，最大推力時推比為1左右。
而我們現在已經知道，使用99M1改發動機的殲-20在試飛中用最大軍推可以達到1馬赫左右的飛行速度。也就是説，殲-20的氣動佈局設計非常成功，在跨音速和超音速段的減阻效果比三代機革命性的進步。
用99M1改發動機的殲-20能用接近F-15C的推重比數據，實現跨音速巡航、長時間維持超音速飛行狀態。並且，憑着較好的升阻比特型，在超音速飛行的時候還能進行機動而不大幅度掉速度（當然肯定得開加力了），這就是“沙場閲兵”時飛行員所説的“超音速性能就是殲-20的天下”的原因。
而如果殲-20換渦扇-10B會如何呢？該發動機的最大加力推力有13.5和13.2噸的説法，這裏我們悲觀一點，採用13 .2噸説，而其軍用推力，可能是8噸左右。那麼算下來，軍推下推比0.55，加力推力下推比為0.91。這個推重比，即使是在第三代戰鬥機當中，也不算很優秀。
當年美國和蘇聯，為了爭奪“天下第一戰鬥機”的“話語制高點”，拿F-15和SU-27搞創紀錄飛行，到最後蘇聯弄出了幾乎拆掉飛機上所有對維持飛行無用的零部件的P-42創紀錄飛機， 這架飛機比普通蘇-27SK減輕接近4噸重量，在創紀錄飛行時僅帶1噸燃油，結果該機在垂直爬升中超過了聲速，其推重比高達2。
如果殲-20能夠大幅度減重，例如正常起飛重量降低到25-26噸，那麼即使是用渦扇-10B發動機，也一樣會具有驚人的性能。反過來，如果殲-20真是這個空重，裝上99M2發動機，其推力性能就和F-22旗鼓相當了。
用於創紀錄的P-42試驗機，該機連油漆都被刮掉，以減輕重量，減重4噸，才勉強超過F-15的爬升率數據，事實上，蘇-27本身也不是動力充沛的戰鬥機
但這個減重幅度，對於第四代戰鬥機而言，恐怕不現實。
美國的F-22從原型機YF-22的15噸空重，到實際服役的時候空重變成了19噸。殲-20在現有基礎上進一步大幅度減重，必然帶來成本大幅度增加，除了機動性外的其他性能也會有所損失……最後恐怕就得不償失了。所以換上渦扇-10的殲-20，飛行性能將會有所降低，再所避免。
這裏筆者還是要強調，即使採用渦扇-10B發動機的殲-20，只要有先進的雷達、先進的導彈、先進的航電，先進的飛控、先進的信息化能力……至少靠更好的隱身性能，強吃亞音速飛機F-35，毫無問題。更不用提壓制各種三代機了。
只是對於部隊來説，用俄發版殲-20摸索的超音速機動和隱身相結合的戰術戰法，就等於被廢掉了大半武功，或者至少是受到很大限制，這樣空軍恐怕很難接受。
因此，筆者認為未來殲-20不大可能直接用推力過於勉強的渦扇-10B發動機。從目前裝機的狀態來看，殲-20要開始為使用渦扇-10系列發動機做準備倒是可以肯定的。
從目前換上“太行”的殲-20後機身看，從開始使用“太行”試飛，到真正完成“太行版”殲-20，恐怕起碼還需要幾年時間。
因為渦扇-10系列的直徑和AL-31系列直徑有區別，因此“太行版殲-20”肯定是需要局部修改設計的。有了尺寸合適的“太行版”機體，接下來才能考慮“太行版殲-20“究竟用哪一款太行。
從黎明公司珠海航展上公佈的相關發展計劃來看，渦扇-10IPE或許是殲-20可用的選擇，該發動機推力據稱可以達到和99M1改紙面數據相當的水平。
如果渦扇-10 IPE在推力性能和99M1改相當，那麼它將很有可能成為殲-20的過渡性發動機。當然，目前渦扇-10 IPE發動機本身的研製究竟到了什麼階段，我們也還沒有消息。
那麼，渦扇-10發動機的產能能夠滿足殲-20大批量生產的需要嗎？
大家都知道，黎明廠的生產速度在過去的幾年裏也只是差強人意，要想短時間大幅度提升生產速度，恐怕也還是很有難度的。
據瀋陽地方政府公示信息，黎明廠新建的廠房在2011年批准規劃，經過幾年建設，現在看起來應該已經竣工，該廠生產能力未來幾年內可能有較大幅度提高
目前已經知道選用渦扇-10系列的國產戰鬥機已經有：殲-16、殲-11B、殲-11BS……再加上未來可能上殲-20和殲-10C——黎明廠的現有產能肯定填不滿坑了。如果要大幅度提高產能，不僅僅是黎明廠要擴建，為渦扇-10生產配套零部件的全國許多企業都要面臨擴建的問題。
事實上，從去年開始中央電視台的報道也好，網上許多財經網站披露的黎明廠盈利大幅度提高也好，其實都是渦扇-10大幅度提高生產規模的跡象。近年來在瀋陽當地的政務公示信息中，也可以看到黎明廠大規模擴建廠房的信息。
當然，從擴建到產能大幅度上升，還有一段時間，或許起碼幾年。這倒也是和前面提到的“太行版”殲-20飛機需要的研製時間基本匹配。
至於殲-20戰鬥機形成初期戰鬥力的問題，從現在空軍已經開始列裝殲-20，並且正在加快形成戰鬥力來看，不大可能臨時換髮動機。
目前殲-10C和殲-20都需要使用99M1改發動機，對於在未來相當一段時間內該型發動機將成為解放軍空軍重要裝備
另一方面，中國已經和他們簽署了採購大量99M1改發動機（俄方交付的正式名稱叫做“AL-31FN series 3”，或“運用series 42批次技術改造的AL-31FN”，雖然這些發動機其實用了99M2的相關技術改進，但沒有另行向俄主管機構申請新的型號名稱)的合同，這些發動機目前只有殲-20和殲-10C用，俄羅斯自己並沒有使用該發動機的飛機。所以從發動機數量上來説，俄發是可以滿足殲-20初期批量生產需要的。至於生產質量問題，禮炮廠也在進行整改，改善99M1改發動機交付質量的工作據説已經落實——當然實際效果還是得靠產品説話，中國方面也等着看效果。
綜合上述，對於中國空軍來説，殲-20現階段，儘快完成技戰術摸索，形成戰鬥力最重要。正如我們前面説的，這是硬性要求，不可能動搖，任何利益、榮辱都要服從這個要求。那麼，繼續沿用俄製發動機就沒什麼可説的了。
而未來幾年，我們將可以看見“太行版殲-20”的更多細節。如果殲-20選擇保守的方案，用渦扇-10B的話，短期內可以滿足空軍儘快裝備四代機，縮小與對手技術差距的要求。就像美國海軍1986年前使用F-14A的狀態。
如果用渦扇-10IPE，那麼“太行版”實際裝備部隊的時間，或許還要再推遲一些，而飛機的部分性能，和“俄發版”殲-20相比，可能還稍有提高。
但不論哪一個，當“太行版”戰鬥機批量製造出來的時候，“俄發版”的生產應該也就會告一段落。這和殲-11B戰鬥機換髮渦扇-10A以後就不再生產使用AL-31F的型號是一樣的。
至於未來的渦扇-15發動機，我們現在只能説，前途是光明的，道路是曲折的，任何科研工作不可能一帆風順，遇到一些挫折也是難免的。在有性能尚可的過渡方案的前提下，進度推遲一些，並不是災難。
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以下為網友評論：
網友“舞者35”：這個社會還有像以前那種不要錢的人嗎？
網友“sh平民愛國者”：只有不斷提高科技人員地位，徹底取消官本位，壓低藝人地位，中國才有希望。
網友“xpgba”：俄出口中國的117S發動機準備幹什麼用？
網友“小崇76958860”：這種文章我都不信！
網友“爸v爸”：俗話説得好，假話多説幾遍，就變成真話
網友“九色璃魂”：算是不錯的文章了，不過j20早期一直使用99m2，就是作者説的99m1改型，確確實實是國內直接對99m2新機大改，更換了不少核心組件提升性能和壽命，才用來裝機j20
網友“BuffaloBills”：最初要保證基本飛行性能，太低了也不行，這是常識。以後穩步提高，也是常識。
網友“毛富利”：好文，簡直不是頭條的水準[靈光一閃]
網友“濤哥36168296”：好文
網友“熊style”：技術升級不能靠吹！兔子腳踏實地幹航空事業，這才有了暴兵的基礎。