小推渦扇為何比大推還難？隻有英美俄烏能造，中法都不能獨立研制
前言
航空發動機向來是我國軍工最薄弱的環節，限于國力，以往隻能集中力量搞一兩個重點型号，這就導緻與世界先進水平總體上的差距不減反增。好在如今我國的經濟技術實力有了極大提高，航空發動機的研制已經從集中力量搞主力戰機的動力系統過渡到了幾乎所有型号攜頭并進的階段，如今我國大中小型的渦扇、渦軸、渦槳發動機都有立項，一派百花齊放的景象。但在渦扇發動機領域，在大推力的渦扇10和中等推力的“天山”、“泰山”發動機都有重大突破的情況下，小推力渦扇發動機卻進展緩慢，着實令人費解。
我國各類航空發動機的研制已經開始攜頭并進
小推力渦扇發動機的自研型号“岷山”
我國小推力渦扇發動機的自研型号是“岷山”，編号渦扇17，是中航工業渦輪院在其10公斤流量核心機的基礎上設計的一款雙轉子加力式渦扇發動機，應用了前掠寬弦風扇葉片，可調收斂擴散噴管等較先進的技術。結構為2級風扇+7級高壓壓氣機+單級高低壓渦輪的“2711”布局，渦輪前溫度達1600~1650K，加力推力可達4700公斤。
航展上亮相的岷山發動機
岷山發動機主要用作教練10高級教練機和無偵7等大型無人機的動力系統。但中國自研航空發動機的進度一貫落後于裝機對象，岷山發動機也不例外，教練10隻好先期采用了烏克蘭的AI-222-25發動機。AI-222-25是由烏克蘭紮波羅熱飛機發動機聯合體旗下的伊夫琴科-進步設計局設計，俄羅斯禮炮生産綜合體與烏克蘭馬達西奇公司合作生産的一款小推力渦扇發動機。
烏克蘭與俄羅斯的AI-222-25發動機
AI222-25在AI-25TL的基礎上去掉了1級高壓壓氣機和1級低壓渦輪，重新設計了燃燒室和高低壓渦輪，采用2級風扇、8級高壓壓氣機、高低壓渦輪各1級的結構。AI222-25的長度為1.96米，直徑0.64米，基本型重440千克，最大推力由AI-25TL的1.6噸猛增到2.5噸。AI222-25F又多了一具加力燃燒室，重量也增加到560公斤，最大加力推力達4200公斤。AI-222-25F的推重比為5.68(無加力)/7.5(加力)，耗油率0.64公斤/公斤力-小時，比俄式主力戰鬥機的AL31F系列發動機要小得多。
AI-222-25發動機
作為一種研制時間較晚的航空發動機，AI-222-25采用了單元體設計、全權限數字發動機控制系統、定向結晶渦輪葉片、高負荷整體葉盤等一系列新技術。結果就是與以前的俄制發動機相比，AI-222-25具備服役壽命長和操作成本低的優點，其冷熱端部件的壽命分别達到6000和4000小時，翻修周期達2000小時。另外，由于采用了模塊化設計，維修時隻需更換損壞的模塊即可，大大節約了時間和人力。另外，AI-222-25的全權限數字發動機控制系統(FADEC)不僅能通過微調各項參數發揮出發動機的最大性能，還具備系統自檢功能，這些對一款教練機的動力系統來說是非常重要的。
AI322發動機的尾噴管
在俄烏雙方的合作中，由禮炮生産綜合體完成發動機的冷端部件，再運至烏克蘭在紮波羅熱的工廠，由後者完成裝配測試。AI-222-25的原型機在2003年6月首次試車，2012年投入批量生産。但天有不測風雲，2014年克裡米亞事件發生後，俄烏關系破裂，雙方的合作也宣告終止。好在AI-222-25已經進入量産，馬達西奇公司與俄羅斯禮炮生産綜合體開始了各自的國産化進程。為了與俄羅斯生産的AI-222-25相區别，馬達西奇公司将自己生産的發動機重新命名為AI-322和AI-322F(加力型)。
我國對AI-222-25發動機的引進出現波折
2021年初，我國耗資8億美元向烏克蘭購買了400台AI322發動機，而此前已經從烏克蘭進口了超過100台該款發動機。但此後的形勢卻急轉直下，2021年澤連斯基頒布法令将馬達西奇收歸國有，并拒絕歸還中企收購的資金，接着俄烏戰争于2022年2月24日爆發，最後到5月間，俄軍導彈重創了馬達西奇公司的辦公樓、工裝車間和庫房。俄羅斯采取“特别軍事行動”的目的之一是将烏克蘭去軍事化，襲擊馬達西奇公司正是為了實現這一目标。此時距我國下訂單僅僅過了一年多的時間，馬達西奇的産能本來就不高，2019年和2020年僅生産了80多台AI-322，加上國有化和戰争帶來的影響，我國所定購400台AI322發動機至今的完成量也就是100多台，能夠交付的更是少數。
總之，我國從烏克蘭進口AI322的渠道已經處于接近中斷的狀态了，這就使得空軍大批量生産和裝備教練10的計劃陷入被動。當然，還可以從俄羅斯進口，俄烏關系破裂後，為了不影響雅克130教練機的生産，俄羅斯禮炮生産綜合體在2015年實現了AI-222-25發動機熱端部件的國産化。但烏克蘭的進口渠道中斷後，俄羅斯就成了我國小推力渦扇發動機的唯一進口來源，這價格、品質、供貨時間就不那麼好商量了。
“岷山”發動機進度滞後的原因
岷山發動機于2012年11月在珠海航展上首次亮相，但此後一直沒有可靠的官方消息流出，再加上接連向烏克蘭抛出的小推力發動機采購大單，岷山進度的嚴重滞後是大概率事件，至于原因，主要有以下兩點：
一，小推力渦扇發動機的研制難度極大，從某種意義上說，甚至比中推乃至大推還難。别看它的推力小，該有的都得有，可謂“麻雀雖小，五髒俱全”，且渦輪前溫度、壓比之類指标還不能降，例如岷山發動機的渦輪前溫度就達到了1600~1650K，渦扇10才1700-1750K，難度實際上是加大了，冷卻系統尤其如此。直徑640毫米、重650公斤的AI-222-25F冷卻系統的研發難度顯然比直徑889毫米、重1036公斤的F404中等推力渦扇發動機大得多。且小推力渦扇發動機因一般用于教練機，對大修間隔和壽命的要求更高，這使得難度進一步增大。
可以想象一下這樣的渦輪葉片體積減半時難度會增加多少
正因為如此，全世界真正能研制并量産小推力渦扇發動機的國家隻有4個，即美國(代表作F124)、英國(代表作AE3007)、俄羅斯(代表作AI-222-25)和烏克蘭(代表作AI322)。法國與英國合作才研制出了“阿杜爾”發動機，但核心的熱端部件由英國負責。也就是說，能夠獨立研制小推力渦扇發動機的國家少了兩個，那就是中法兩國，足見其難度之大。
二，我國對小推力渦扇發動機的研制不夠重視或是無力兼顧。我國軍工科研的重點放在了下一代先進大中推力渦扇發動機的研制上，像“岷山”這樣的小推力渦扇發動機并非主力戰鬥機的動力系統，自然優先級别不高，這本無可厚非。很難想象，在殲16、殲20、殲35這些主力戰鬥機的動力系統都沒有保障的情況下，去照顧教練機用的小推力渦扇發動機。因此，大批量進口現成的AI-322發動機滿足急需，為“岷山”的成熟赢得時間就成了必然選擇。
教練10動力系統的優先級遠不及殲35
仿制AI-25TL的渦扇11為“岷山”發動機的研制打下了一定基礎
事實上，我國曾仿制過AI-222-25的發展原型AI-25TL發動機，成果就是渦扇11。渦扇11于1992 年 8 月 開始研制，1995 年點火試車，1998 年 10 月 26 日首次裝備基教-8教練機進行首飛，2001年10月定型試飛結束，随即開始小批量交付，經過一段曲折的使用、試驗曆程後，渦扇11于2002年 3月正式定型。但渦扇-11與AI-25TL相比在整體質量和可靠性方面仍有一定差距，不僅大修間隔和總壽命較短，推力也大幅下降。後來渦扇11經過長期改進完善，與AI-25TL的差距越來越小，這也從側面反映了我國對AI-25TL發動機吃透程度。
裝備渦扇11的教練11
AI-222-25就是在AI-25TL基礎上去掉1級高壓壓氣機和1級低壓渦輪，重新設計燃燒室和高低壓渦輪而來的。我國通過渦扇11掌握的AI-25TL相關成熟技術也可以在岷山發動機後研制過程中得到應用。況且渦扇11在風扇、壓氣機、燃燒室、渦輪等部件的尺寸上與岷山發動機相當，通過對渦扇11生産線的改進可以滿足岷山發動機的試制需要。
結語
綜上所述，在我國從烏克蘭進口小推力渦扇發動機的渠道很難保證的情況下，改從俄羅斯進口行将成為唯一的選擇，但在我軍四代、四代半、五代機總量已超過1400架的背景下，對教練10高級教練機的需求量非常大，單靠從俄羅斯進口是很難滿足的。在這種情況下，給予岷山發動機的研制以充分的重視，集中足夠的資源力求取得突破，盡快做到實用化就非常必要了，我國長期的技術積累也提供了這種可能性。畢竟1400多架規模的四五代機群都建立起來了，又怎能在訓練飛行員的環節上拖了後腿呢？
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