使用新原理发动机攒个巡航导弹能达到什么性能？（发在观察员的文章部分内容）

之前根据中科院工热所“新原理发动机”样机组装完成的信息，咱们跑了一列畅想我国第六代军用航空发动机基本原理方面的突破的火车。

文章发出后，有从事相关专业的朋友也提出了意见，表示这个车速有点过高。

其实呢，列车长也注意了一下车速的，毕竟这个“新原理发动机”目前也仅仅是装配了原理验证样机，连对其进行试车的消息都还没有出现，至于其性能是否能够达到设计指标，都还不清楚，就更甭提后续更多的可靠性试验了。而即使新原理发动机的设计经过了验证，确认了性能指标，这也顶多是红军长征刚刚突破了乌江，别说爬雪山过草地，连遵义都还在后面呢。

更何况中科院工热所作为我国航空发动机基础理论和技术的单位，也并不负责实用型号的研制，更何况生产了。其中有一些甚至匪夷所思，比如一位经验丰富的高级技工误将不适配的零件强行安装到位，险些导致国产先进战机坠毁的严重事故。

航空发动机的制造难题啊，我们还有相当的路要走啊……

这其实本身也是中国发动机整个科研生产体系所面对问题的一个方面，根本上来说，就是整个行业缺乏积累。我们的老师傅可能在前半生都只接触过一种型号发动机，而普惠、通用、劳斯莱斯之类公司的技术工人可能干过很多种不同型号——前段时间有个关于医生的真实“笑话”，一次国际脑科大会上，西方脑外科专家们在发生学术争端的时候想要用资历压人，故意问一位中国年轻医生你开过几个脑壳？我开过几十个！这位30出头的中国医生淡然一笑，大概开过3000个，什么样的脑花我没见过？在发动机的问题上，这个故事可能真的是要倒过来，毕竟我们成功的项目还就那么一两个，而西方那些老家伙们做过的何止十几种型号。

当然了这番议论是列车长作为一个外行旁观者的理解，并不是我这位朋友的话，也不针对任何个人和单位。我国目前在“两机专项”方面（也就是咱们上次文章里提到的，我国在航空发动机和燃气轮机方面的“争气机”项目的总体项目），也是多面开花，工热所呢，也只是其中一个项目的主导方，还有很多大家耳熟能详的企业和研究机构正在不同的方向上推进。考虑到在这方面国家投入的力量，与这个项目的深远影响，未来的人们肯定会反复提到这个事情。

这里呢，也再说说相关专业的朋友提出的，工热所这个新原理发动机可能面临的主要难题。

首先就是发动机的受力问题，我们看航空发动机它的这么多复杂的叶盘、叶片，它们在高速转动的时候，要产生推动发动机向前的力，但这个力如何传导出去，什么样的结构和材料能够既承受这么巨大的力，同时高速转动，还要保持润滑，寿命长，结构重量还要尽可能轻，简单……这都是极为复杂的问题。有兴趣的朋友可以去看一下网上公开的关于AL-31F发动机结构分析的PPT，里面简单提了一下，用外行的语言来解释就是——太难了。

在运用了大量极尽巧妙的技术手段之后，人们才终于制造出了我们现在所见结构的发动机，而现在“新原理”发动机要实现涡轮和压气机的对转，也就意味着中间这根轴承的转速翻倍，而且受的力也更大……这难度就不止是翻倍了，而是翻了好几倍。

航发轴承是我国目前的短板之一，亟待突破

航空发动机轴承目前恰恰是我国航空发动机方面的短板之一。更何况对转还带来一系列更大的难题，比如轴承的挠度……以及，很关键的，散热问题怎么解决……在这种高速对转，推力又如此巨大的情况下， 润滑油液如何进入轴承都成了难题，散热的问题也更难以解决。

当然，工热所的相关论文里对于上述这些难题也都有提出新的解决方案，比如散热方面就提出了全新的设计方法。只是这些设计的方案，多大程度上能够缓解这些难题，是否能够满足可靠性需求，会付出多大性能代价——这些尚属未知数。

不过综合而言，如果发动机造的小一些，那么这些难题就会多少简单一些，也只是“一些”而已，实际上还是非常难的……关于这种发动机的发展前景，我们还是要等着看工热所方面对原理样机的实际测试结果的消息。

但既然都说了要跑火车，我们还是要往乐观的方向去想——假如使用新原理技术制造的新型发动机能够实现设计目标，并且能够按照中科院之前的论文，用于一种超音速巡航导弹，会如何呢？

俄罗斯Kh-90巡航导弹模型

上次晨枫老师在点评新原理发动机相关信息的文章推测，新原理发动机设计上的最大特点可能是为超音速飞行而生，它的压气机可以直接进超音速气流，燃烧室可能也是超音速燃烧。按照上次查到的关于工热所研制压气机试车台的情况，它的压气机接收的来流速度最大可到2.5马赫。假如这就是它的压气机可以直接面对的来流速度（十分不可思议），那么它只需要结构比较简单的进气道对来流进行一些预处理即可。

而这个2.5马赫也涉及到另一个问题，就是冲压发动机的燃料效率问题，我们知道冲压发动机的效率在3马赫左右的时候就会超过涡轮发动机，因为此时空气冲压效应产生的超压够大，再用压气机和涡轮来压缩空气也没有太大的意义了。所以在3马赫以上一般来说都是冲压发动机的天下，如果速度更高，则需要让燃烧室能够实现超声速甚至高超声速燃烧，这需要的技术就更高了，也就是现在大家都说的超燃冲压发动机。而超燃冲压发动机某种意义上也是新原理发动机的超音速燃烧室的基础。

对于新原理发动机而言，就上面提到的这些数据来看，它是为适应超音速巡航飞行而设计的。使用这种发动机的飞行器应该可以在2.5-3马赫左右的飞行速度下进行长时间的巡航飞行。

但如果要作为战斗机发动机，那么它就需要拓宽速度适应范围，不能光适应高速飞行，还得考虑从速度0到亚音速飞行这一段，你总不能说未来战斗机搞成三个发动机，一个超音速巡航用的新原理发动机，两个亚音速发动机吧？

相比之下，现在的第四代、第五代战斗机发动机只能支持战斗机进行1.5马赫左右的巡航，那么如果未来使用新原理发动机能够做到2.5-3马赫巡航，那就非常了不起了，而且由于这种发动机的推重比非常高，飞机不必做成像SR-71那样沉重而结构脆弱的构型。

我们知道SR-71飞机之所以要做的那么巨大，很大程度上就是因为它的发动机系统过于庞大，而且推重比也不够高（才0.3，它的那种变循环方式实际上相当于在涡轮喷气式发动机外面套一个冲压发动机，在高速和低速段都等于带着不能正常工作的两个发动机），再加上机内必须装入尽可能多的燃料，所以最后才成了现在这样在地面上要漏油的样子。当然这和上世纪70年代的材料技术也还达不到今天的水平有关。

另一方面，与冲压发动机相比，涡喷发动机如果能适应长时间超声速巡航需求，除了适应的速域宽，还有一点优势就是对机动飞行时气流的变化没有冲压发动机那么敏感。

珠海航展上被遗忘的角落里，中科院工热所的野望熊熊燃烧

之前扬基老师在他的文章里提到过，我国早年仿制苏联SA-6导弹研制红旗-8导弹的时候就得出一个结论，冲压发动机在高机动飞行，当时的那种带进气锥的进气道会出现比较严重的气流干扰，严重时甚至导致熄火。这对于打击远距离目标，发动机已经熄灭，导弹靠惯性飞行的影响不大，但是如果希望导弹在动力段进行高机动跟上高机动目标，那就不太理想。而当时（老）红旗-8恰恰是作为野战部队的机动防空导弹，并不要求打很远的目标……所以最后我们没有选用这种导弹，而是继续研制红旗-61了。

相比之下，工热所的相关文章里多次提到适应各种工况和来流环境的试验，表明该发动机在研制阶段就是以提高对较宽速域适应能力，高机动能力的飞行器使用为设计重点的。

当然了，以该发动机的最初可能能够实用的情况下， 它在于亚音速飞行时，至少可能效率会低一些，要到超声速段，才能实现较高的巡航效率。

说到这儿，笔者翻了一下上届珠海航展时拍摄的展台照片资料，中科院工热所说来也可怜，在珠海航展上他们的展台缩在了展馆的一角，和中科院其他院所的展台挤在一起——但是我跟你讲啊，这里有大量看起来“土了吧唧”其实非常“黑科技”的东西。比如说跟踪航母的卫星啊什么的——不过这以后有机会再说。

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