真正“中国心”！涡轴9核心机派生AES100、AEF100、AEP100发动机

前言

建国以来，在仿制国外先进战斗机、直升机、运输机的同时，我国航空发动机也走上了仿制之路，如涡喷7是仿制的前苏联Р11Ф-300，涡轴6仿制的是法国透博梅卡Turmo III C，涡桨5仿制的前苏联AИ-24，这些发动机的仿制虽然使我国实现了主要作战平台动力系统的国产化，减小了对外依赖，但仿制也意味着落后，因为你只能仿制人家已经开发出来的发动机型号，而一款先进航空发动机的研制周期至少需要20年，我国再将其样品和技术资料买到手，再仿制出来则至少需要25年。

涡喷7发动机

那为什么仿制所需时间更长呢？因为既然你要仿制别人的型号，那么这种型号所涉及的技术对仿制一方来说当然没有继承性了，说白了就是一切都要从头开始，不但要消化吸收仿制原型的设计，还要对涉及的关键技术进行攻关，连材料、工艺甚至实验设备都要自己搞，因为仿制就是奔着国产化，奔着摆脱对外依赖去的，否则还不如直接进口算了。

也就是说，仿制航空发动机的代价是落后45年，我国仿制英国斯贝MK202的涡扇9发动机就是一个很好的例子，涡扇9的仿制工作早在1975年就开始了，计划装备歼轰7战斗轰炸机，但直至2003年才彻底实现国产化，历时长达28年之久。而斯贝MK202是英国60年代研制的，中国这一仿制就落后了40多年，还好最后成功了。但由于仿制时间过长，致使涡扇9所起到的作用比较有限，因为其国产化后，仅仅过了3年，具备可靠超视距空战能力，且机动性更强的歼10A就服役了，致使歼轰7的作用大打折扣。但最令人扼腕叹息的是，因衍生燃气轮机失败，历时28才仿制成功的涡扇9，仅装备了歼轰7一种作战平台。

工作人员正在检修涡扇9的尾喷管

正因为如此，我国在开发下一代涡扇发动机时，就坚决不再仿制AL31F了，而是始终坚持自行研制涡扇10，中国航空发动机也随之走上了以自研为主，仿制为辅的时代，经过几十年的努力，中国已经走出了一条航空发动机通用核心机派生的发展之路，最具代表性成功例子，就是“玉龙”发动机的通用核心机派生发展而来的多类多型航空动力系统。

自研“玉龙”涡轴发动机成功

1月24日，中国航空发动机集团有限公司（简称“中国航发”）在北京举行座谈会，隆重纪念“玉龙”涡轴航空发动机自主创新研发、使用、发展40周年。会上，中国工程院院士、“玉龙”发动机总设计师尹泽勇介绍了我国航空发动机研制的最新进展情况。

“玉龙”，即涡轴9是中国自主研发的第一款大功率涡轴发动机，也是匹配武直10的目标发动机，于1984年正式启动预研，2012年，随武直10武装直升机正式列装陆军航空兵，至今年已整整40年，“玉龙”发动机的研制过程可谓就是中国自研航空发动机从无到有的写照。“玉龙”采用3级轴流式压缩机加1级离心压缩机的设计，结构紧凑，功率达到957千瓦，功重比5.5，油耗为0.311kg/kw.h，涡轮前温度1100℃，基本上达到了当时的世界先进水平。

涡轴9基本型的技术指标与当时欧洲最先进的涡轴发动机MTR390接近，虽然与代表国际领先水平的T700-GE-701D相比，涡轴9在功重比、涡轮前温度、耗油率等关键性能指标上要落后不少，但作为我国第一种完全自主研发的涡轴发动机，已经是难能可贵了。尤其值得称道的是，涡轴9是当时所有国产航空发动机中率先采用FADEC（全权限数字控制系统）的型号，而太行发动机直到涡扇10B才开始使用FADEC，这从侧面证明了涡轴9的成熟可靠，因为FADEC的相关软件需要在长期的实际使用过程才能得到完善。

本来涡轴9的装机对象武直10与欧洲“虎”式都是起飞重量6吨级别的中型武装直升机，涡轴9的性能又与“虎”式的MTR390发动机接近，理论上是可以满足武直10需要的。但“虎”式机身的80%都由复合材料制成的（主要是碳纤维材料和凯夫拉材料），这使得其空重仅有3.06吨，武直10虽然也大量采用了复合材料，但空重却达4-5吨，这可能是设计问题导致的，又或许是材料本身引起的，但不管怎么说，涡轴9基本型957千瓦的功率不够用了，再加上武直10还有在平均每拔4000米高原上的使用需求，功率不足的问题就更加严重了。

欧洲“虎”式直升机

因此，像我国多数大型空中作战平台一样，武直10先行装备了加拿大普惠公司的PT6C-67C发动机，但随后加拿大在美国施压之下进行了禁运，武直10只好又回过头来装备涡轴9基本型，直至其改进型涡轴9C的功率达到1200千瓦才算达到武直10的要求，如此来来回回的折腾，致使武直10长期达不到既定的性能指标。

涡轴9C版武直10（下）性能全面提升

但好在其发动机足够给力，涡轴9的核心机在研发之初就考虑了通用性和衍生性的需求，特别注重零部件标准化，且其基本设计也成熟可靠，经受住了时间的考验，这就为派生同一核心机的多种航空发动机打下了坚实基础。

尹泽勇表示，依靠“玉龙”发动机自主创新研制形成的产品研发能力、体系保障能力、关键技术验证能力和人才支撑能力，采用通用核心机的派生发展方法，已经发展了多类多型航空动力系统，且研发周期明显缩短，成本大幅降低。

“玉龙”派生的三种机型

随即，尹总师举了AES100、AEF100、AEP100三个例子，三者都是由“玉龙”通用核心机发展而来的衍生型号，以下就来逐一分析。

AES100、AEF100、AEP100三种发动机集中展示

首先是AES100涡轴发动机。AES100是在“玉龙”发动机基础上开发的民用涡轴发动机，因为“玉龙”是武直10的动力系统，是军用发动机，而我国对同一功率级别的民用涡轴发动机也有很大需求，那么派生发展就成了最科学的选择。最终，AES100的综合性能达到同级别涡轴发动机的国际先进水平，也是我国第一种具备完全自主知识产权的1000KW级民用涡轴发动机。

这里特别要强调的是，AES100之所以能“军转民”成功，与其低油耗密不可分，因为民用发动机对经济性非常敏感，AES100的耗油率低至0.285KG/KW.H，大大低于涡轴9的0.311KG/KW.H，这个指标已经可以与美国和欧洲第四代涡轴发动机相媲美，美国T-800耗油率大约为0.283KG/KW.H，而欧洲MTR390则为0.284KG/KW.H。AES100可装配5-6吨级双发和3-4吨级单发民用直升机，已于2021年7月27日首飞成功。

其次是AEF100涡扇发动机。AEF100是在“玉龙”的通用核心机基础上派生而来的一种小型双转子中等涵道比涡扇发动机，推力9.8千牛，也就是1吨，可满足5吨级公务机、3-5吨级高空无人机的动力需求，技术水平达到当代国际先进民用涡扇发动机的水平。像WJ700那样最大起飞重量3.5吨的高速无人机，就可以用AEF100发动机了。

值得一提的是，AEF100的压气机转子采用了国内首个整体设计、加工的小尺寸钛合金叶盘，填补了国内同类零组件设计、加工的空白。这意味着什么呢？既然AEF100这么小的压气机整体叶盘都能做出来，“岷山”发动机尺寸更大的压气机整体叶盘岂不是更不在话下。

最后是AEP100涡桨发动机。AEP100的起飞功率也在1000KW左右，经过改进可以达到1200KW，综合性能达到该级别涡桨发动机国际先进水平，可满足3-10吨无人机和6吨公务机的动力需求，AEP100能装备的机型就比较多了，起飞重量3.3吨的彩虹5，起飞重量6.2吨的翼龙3，起飞重量达10.8吨的W5000货运无人机都可以采用。

总而言之，AES100、AEF100、AEP100三种航空发动机都是在涡轴9通用核心机的基础上派生发展而来的，且三者还分别达到了同级别民用涡轴、涡扇、涡桨发动机的世界先进水平。

这与仿制型号形成了天壤之别，我国穷28年之力仿制的涡扇9发动机，别说是派生涡轴涡桨发动机了，连衍生尺寸重量限制较小的燃气轮机都失败了，更是只装备了歼轰7一个平台。而自主研发的涡轴9一下子就至少派生了3种不同的航空发动机，且以涡轴9从1984年正式启动预研到2012年列装，所需时间同样是28年，但涡轴9却已经派生了3种型号，相当于7年就能开发出一个型号，是涡扇9无法相比的，这充分证明了我国走通用核心机派生之路的正确性。

结语

虽然涡轴9核心机已经派生了三种型号，但其潜力仍然很大，还可以衍生功率1000KW级别的燃气轮机，装备战车或快艇，且涡轴9的核心机等比例放大后，还可以发展出功率更大的航空发动机，前景非常广阔。不仅一个涡轴9，太行发动机在研制过程中也惯彻了核心机通用原则，目前不但有了涡扇10A、涡扇10B、涡扇10C、涡扇10TVC版等多种改型，还衍生出了大涵道比涡扇发动机和燃气轮机。希望通用核心机派生的研制模式进一步发扬光大，彻底解决我军各类作战平台的“心脏病”问题，铸就一颗颗达到世界领先水平的“中国心”。