难产数十年，印度自主航发走错了哪些路？

最近，印度航空制造业的发展情况因为“光辉”战机在迪拜航展上的坠机事故而颇为引人瞩目。印度政府对相关产业配套的建设情况，例如加速推动印度航空发动机项目的动作，也被多家媒体报道。

事实上，印度航空发动机项目起步并不晚，但如今依然成果寥寥，原因是多方面的。

印度的航空发动机自主研制主要由印度国防研究与发展组织（DRDO）下属的燃气轮机研究机构（GTRE）负责。1959年，GTRE成立；1959至1961年，GTRE研制成功了首台10kN推力的小型离心式喷气发动机，这是其第一件具备历史象征意义的重要作品。但是该产品没有批量生产装备，其型号名称和具体结构原理、实际性能水平在公开信息中也已不可考。

从后续历史发展看，该发动机对后续的技术路线开拓，或者研发和组织能力的锻炼没有起到显著作用。

HF-24

在GTRE成立后的早期阶段，其较有实际价值的研究工作主要是以英国奥菲斯703小型单转子涡喷发动机为基础，通过改进部件设计以实现性能指标的大幅强化。

该发动机被装配在印度自主设计的第一种喷气式战斗机HF-24“风神”（梵语为“Marut”）上。HF-24战斗机最初计划是一种超声速飞机，但由于预算和政治条约制约，印度早期只获得了无加力版本的奥菲斯703发动机，最大推力仅21.57kN，因此该型飞机实际只能以亚声速飞行。

在20世纪70年代中期以前，GTRE最主要的工作就是对奥菲斯703发动机进行设计和性能摸底研究，实施改进测试，使其成为一款适合于超声速战机的动力。这一系列工作也成为了GTRE自主研制航空发动机的主要能力基础。

GTRE对奥菲斯703发动机的改进主要包括两个方面：一是为其添加加力燃烧室，提升18%的推力。二是改进了该型发动机压气机中的首级叶片，提升了发动机的整体跨超声速推力。

加力版奥菲斯-703R发动机

不过，搭载加力版奥菲斯-703R发动机的HF-24 MK1R原型机（编号HF-032）在试飞中坠毁。

事故对该项目形成了严重的冲击和延误，到20世纪70年代后期，由于该发动机基本设计已严重过时，自主研发的加力燃烧室也严重超重，印度政府决定终止发展奥菲斯-703R和HF-24项目。

从改进结果和涉及范围来看，GTRE的工作存在很大局限性。GTRE改进的都是核心机范围以外的外围部件，并没有真正掌握以“高压压气机+燃烧室+高压涡轮”为主的核心机研发能力。

1974年在印度进行了波卡兰-I核试验后，印度从国外引进先进航发的政治阻力进一步增大。因此印度政府决定自行研制性能较高的新型发动机，这就是后来卡佛里（Kaveri）发动机的前身GTX37-14U/UB。

1977年，印度政府首次公开了GTX37-14U/UB系列的规划情况。从规划来看，印度政府对于发动机的真实性能认识清晰，但也存在几个严重问题——从印度航发产业的后续发展情况来看，可以说目前印度航发产业的整体困顿局面就是从这个型号开始的。

GTX37-14U发动机

GTX37-14U是一型双转子涡喷发动机，推力为64.3kN，压气机包括3级低压压气机和7级高压压气机，高低压涡轮均为单级。后来，在该机的基础上又衍生了带有0.215涵道比的GTX37-14UB涡扇发动机，该机加大了内涵道流量，使推力达到89kN。

这两款发动机在设计时没有明确的装机对象，定位以科研样机为主。UB涡扇型曾被提议应用在LCA“光辉”战斗机上，但因为前段尺寸过大、无法匹配机身而被否决。

卡佛里发动机，是针对LCA的装机需求，在GTX37-14UB基础上紧凑化、轻量化（减重约250千克），且大量应用先进技术的大改版本。它的压气机级数减少了1至2级，涡轮前温度提高300k，并将发动机控制系统从传统的液压机械控制升级为数字化电子控制。

无加力卡佛里发动机模型，注意压气机级数。

GTX37-14U/UB这两款发动机上，印度实现了两大概念上的重要观念突破。首先，印度政府在规划中体现了明确的“核心机体系”概念。卡佛里发动机就继承了GTX37-14的卡比尼（Kabini）核心机。其次，印度政府的相关规划中提到了“恒定额定推力”体制，这说明其认识到发动机的真实性能与使用环境密切相关。GTX37-14系列的推力指标采用了“恒定额定推力”体制，无论是在标准大气环境下，还是在印度本土的高温潮湿环境下，都能维持同等推力性能。而大多数美苏发动机，其推力指标在印度环境下均存在一定程度的衰减。

但无法忽视的是，由于印度工业基础能力较差，资源投入不足，同时又拒绝了多家西方航发企业的深入合作邀请，GTX37-14系列的设计中存在大量缺陷，一直未能排除。这也是后来卡佛里发动机一直未能实用化的关键原因。

举例来说，由于经验匮乏，GTRE在规划、研究GTX37-14系列时，在没有对核心机进行充分试验的情况下，就轻率地将卡佛里的高压压气机缩减为5级，导致级间负荷增大到不合理的程度，埋下了严重隐患。后来，在美国通用电气公司前首席设计师彼得·齐普如（Peter A. Chipouras）访问并提出建议后才调整到6级。

齐普如给出的一些建议令GTRE意识到此前未重视的另一方面问题：发动机的设计尺寸需要与运行条件实现对应性的匹配，制造尺寸的确定必须要考虑受热和离心运动共同影响下形成的变形膨胀效应。从这些细节来看，直到卡佛里发动机项目的初期，GTRE设计工作中存在的试验不充分、设计依据缺乏等情况依然普遍存在。

在俄罗斯进行飞行测试的卡佛里发动机

卡佛里发动机项目发展已经数十年，一直未能实用化，在印度国内也饱受批评，被指责浪费了国家大量资金。但公正地说，卡佛里发动机长期延误的原因，除了脱离本国能力基础，过度追求先进技术运用和高性能指标外，资源投入不足也是关键因素之一。

除了对项目本身的直接投资外，在风洞和高空台、飞行台等基础研发测试设施建设上也存在投入不足的问题。这导致卡佛里发动机的测试工作必须高度依赖俄罗斯和欧洲多国，不仅研发效率低下，还耗时多、花钱多、扯皮多、延误多。最终，由于发动机长期无法进入成熟阶段，印度政府不得不长期追加额外投资，形成了严重的财政浪费。

在对外合作方面，尽管印度政府在GTX37-14U/UB和卡佛里等航空发动机的基本设计层面大量引入了来自西方的前沿概念，但在与西方进行深入合作研发上，印度决策层长期秉持保守甚至抵触心态。在卡佛里项目启动初期，美国通用电气、英国罗罗、法国斯奈克玛都曾向印度政府表达了合作意向，均被拒绝。

从2010年左右印度官方披露的信息来看，卡佛里发动机从核心机到加力燃烧室等外围结构，存在普遍的性能不达标准情况，设计缺陷比比皆是，整体设计完善程度很低。

卡佛里发动机曾被计划作为LCA“光辉”战斗机的动力系统

直至2000年后，由于卡佛里发动机项目持续停滞，项目方承受了巨大的政治压力，GTRE与国外厂商深度合作的工作才被提上日程。GTRE在2008年宣布，将与斯奈克玛合作改进卡佛里发动机。但此时，卡佛里基础设计已定，斯奈克玛要指导其全面改进必然将事倍功半，因此法方希望说服印度放弃原有的卡弗里核心设计，以M88核心机为基础重新发展中推项目。

该提议对印度政府来说不仅经济上难以接受，而且被普遍看作违背了“印度自主研发”的初衷。2013年，印法合作破裂，印度转而寻找其他发动机巨头合作，但并无成果。2016年，印法一度宣布重新启动合作，但由于核心矛盾依然无法解决，几年后合作再次以失败告终。

目前，印度政府依然在推进卡佛里发动机的研发工作。根据公开信息，印度政府计划在完成该发动机的完善之后，推出无加力燃烧室版本作为无人攻击机的动力系统。

此外，还有新闻提到，GTRE在卡佛里发动机的基础上推出了舰载燃气轮机的衍生版本。但截至目前，并未有关于这两个型号实现实用化的报道出现。

近期，印度与俄罗斯开展合作，要开展AL-31FP发动机的国产化工作，GTRE还要求征用两架印度空军的苏-30MKI战斗机，计划将其改造作为飞行试验台。据此推测，印度有较大可能不会选择一步到位自研大推力军用发动机的路线，更可能会基于卡佛里发动机的教训，以现有成熟航空发动机为框架，通过国产化部分升级替代，渐进式地完善本国的航发研制能力，其未来的首款国产大推力发动机，可能会与AL31-FP存在明显的血缘继承关系。 （候知健）