【军事文摘】俄罗斯航空发动机制造业现状及未来发展前景
俄罗斯航空发动机制造业现状及未来发展前景
近几年，俄罗斯航空发动机制造业一直保持着整体向上的发展趋势。据官方数据显示，俄罗斯联合发动机制造集团公司2013年共生产发动机1193台，总销售额1589亿卢布，其中出口额490亿卢布。2014年计划生产发动机1503台，销售额将达到1807亿卢布，同时还将承修发动机700余台。但是受目前俄乌政治局势的影响，长久以来一直与乌克兰相关企业紧密合作的俄罗斯航空发动机制造业，其未来发展也存在诸多障碍和不确定因素。
发动机制造企业的整合
2007年11月，俄罗斯成立联合发动机制造集团公司，整合了航空发动机制造领域绝大部分企业。该集团是俄罗斯技术国有集团下属的国防工业集团公司的全资子公司，目前已控制了俄航空发动机制造业85%以上的行业资产。该集团公司于2010年最终完成企业整合与重组，奠定了现今俄罗斯航空发动机制造业的新格局：
在民航客机及运输机发动机制造方面，占据主导地位的是位于雷宾斯克市的土星科学生产联合公司，它同时还开展战斗机和无人机发动机的研制与生产工作。此外，还有位于彼尔姆市的航空发动机开放式股份公司和彼尔姆发动机制造厂开放式股份公司等相关单位。
在战斗机发动机制造方面，龙头企业是乌法发动机生产联合公司，该公司还同时拥有留里卡设计局、车尔尼雪夫莫斯科机械制造企业以及位于乌法市的发动机科学生产企业3个分支机构。礼炮燃气涡轮制造科学生产中心及其位于奥姆斯克市的分厂也是生产战斗机发动机的主力军，尽管它尚未完成股份制改造并正式加入到联合发动机制造集团公司，但已在该集团公司的统筹计划下开展生产业务。
在直升机发动机制造方面，主要企业是位于圣彼得堡市的克里莫夫开放式股份公司，它同时还开展研制涡喷发动机和涡桨发动机方面的业务。
民航客机及运输机配套发动机领域
俄罗斯批量生产民航客机及运输机发动机的企业有2家——“土星”科学生产联合公司和彼尔姆发动机制造厂。
2013年，土星公司为苏霍伊民用航空公司生产了约50台配装SSJ100客机的SaM146发动机，并对外出口了5台D-30KP-2发动机（配装“伊尔-76”）。2014年2月，“土星”向该公司交付了第100台SaM146发动机。按计划，2014年还至少应向其提供80台。如飞机订单够多的话，预计2016年前SaM146发动机的年产量将达到150台。
值得一提的是，土星科学生产联合公司40年来一直在生产配装“伊尔-76”运输机的D-30KP发动机（1982年改进为D-30KP-2型，在外界气温较高时仍能保持推力）。该型发动机虽已研制多年，但目前仍在批量生产，这首先应归功于国外客户的需求。根据该公司信息，2009~2011年间，该企业共对外出口55台D-30KP-2发动机，并在2011年末又与国外客户签署了提供184台该型发动机的订单，其中2012~2013年已交付46台。据此分析，土星科学生产联合公司还将延续生产D-30KP-2发动机。此外，该企业每年承修该型发动机的业务量也很大，订单主要来自俄罗斯国防部，配装该型发动机的“伊尔-76MD”、“伊尔-78”、“伊尔-76MD-M”和“伊尔-78(M)2”还将继续在俄罗斯空军长期服役。当然，俄罗斯国内能够承修D-30KP（D-30KP-2）型发动机的企业并非独此一家，其中首推位于诺夫哥罗德州旧鲁萨市的第123航空修理厂。
2013年，彼尔姆发动机制造厂生产了11台PS-90A发动机，用于配装“伊尔-96-300PU(M1)”、“图-214”和“伊尔-76”飞机，还与国防部签署了2020年前向其交付156台PS-90A-76发动机（配装39架“伊尔-76MD-90A”）的合同。据该厂总经理谢尔盖·波波夫介绍，2013年底已开始供货，2014年计划生产29台PS-90A型和PS-90A-76型发动机。与D-30KP-2发动机相比，加装PS-90A-76发动机后，运输机燃油消耗可降低17%-19%，航程可增大25%，有效载重可增加15%（达60吨）。同时，该厂还承担该型发动机的修理业务，2012~2013年共承修了117台PS-90A发动机和78台D-30发动机。
战斗机配套发动机领域
目前，战斗机发动机的生产企业主要有乌法发动机生产联合公司、礼炮燃气涡轮制造科学生产中心和车尔尼雪夫莫斯科机械制造企业。
礼炮燃气涡轮制造科学生产中心和乌法发动机生产联合公司的主要产品是带加力燃烧室的AL-31F系列双涵道涡轮喷气发动机。该发动机由留里卡设计局研制，用于装配“苏-27SM”、“苏-30MK2”、“苏-30MKI”和“苏-34”飞机。同时，这2家企业还生产AL-41F-1S型（又称117S型）发动机，用于配装“苏-35S”飞机。
117S发动机为AL-31F（AL-31FP）发动机的深度改进型，推力更大，间修寿命更长，油耗更低并且带有矢量喷口，发动机自动控制系统采用全权数字控制系统（FADEC）技术，可保证飞机在非加力状态下超声速飞行，技术性能能够满足第五代战斗机配套发动机的要求。
通常战斗机发动机生产企业详细的生产信息都不对外公布。但据《武器出口》杂志公布的相关数据，礼炮燃气涡轮制造科学生产中心在2011年与国外客户签署了123台AL-31FN和150台AL-31F发动机的供货合同，基本已全部交付。
礼炮燃气涡轮制造科学生产中心在AL-31F发动机上改进而成的AL-31F-M1型（又称AL-31F型42批）发动机已于2006年成功通过国家试验，并从2007年开始收到国防部订单，用于配装空军现役“苏-27SM”和已订购的“苏-34”战斗机。与AL-31F基本型不同，这款改进型发动机上加装了直径924毫米风扇，自动控制系统带有综合数字调节器，其推力提高至13500千克力，寿命指标也有明显提升。该发动机下一阶段将朝着AL-31F-M2型的方向改进，其特殊状态下的推力将达到14500千克力，寿命将达到3000小时或者更多。
乌法发动机生产联合公司于2009年被指定为国防部32架“苏-34”飞机（2009~2013年交付）和48架“苏-35S”飞机（2011~2015年交付）配套发动机的唯一供货商，共需生产64台AL-31F和96台117S发动机；2012年又被指定为空军60架“苏-30SM”飞机（2012~2015年交付）生产120台AL-31FP发动机。在出口方面，近年来最大的一笔订单是2012年与印度签署的在2013~2030年期间提供920台AL-31FP发动机的供货合同。同时，该企业还参与了PAK FA(T-50)战斗机发动机第一阶段产品（即117产品）的研制，其中约80%的发动机配套部附件由其负责研发。俄罗斯未来还将继续推进第二阶段研制项目，即研制用于配装T-50的标准发动机——代号为“30产品”，参与此项任务的有乌法发动机生产联合公司、礼炮燃气涡轮制造科学生产中心、发动机科学生产企业和土星科学生产联合公司，目前即将完成设计文件，计划2015年制成首台样品发动机。
乌法发动机生产联合公司发布的2012年年度报告称，当年该企业共交付141台AL-31F（AL-31FP）、12台117S发动机，同时还承修发动机94台。从来自国防部和国防出口公司2个方向的订单量分析，该企业2013年的生产量有增无减，2013年2月交付俄国防部的12架“苏-35S”飞机配装的均是该企业生产的117S型发动机。另据发动机联合制造集团公司官网公布的数据，乌法发动机生产联合公司、礼炮燃气涡轮制造科学生产中心和车尔尼雪夫莫斯科机械制造企业3家企业2013年销售总额为450亿卢布，比2012年提高38%，其中乌法发动机生产联合公司销售额为377亿卢布，比2012年提高48%。此外，该企业2013年出口额为6.31亿美元，约占其当年销售额的58.9%，第8次摘得俄罗斯工业和贸易部组织的“国防工业优秀出口商”评比桂冠。
值得一提的是，2014年3月乌法发动机生产联合公司购买了土星科学生产联合公司的全部研制专利，涵盖了AL系列涡喷发动机的全部型号，其中也包括配装“苏-35S”战斗机的117S型发动机。此外，该企业还大力加强与科研院所的合作，推进科技创新，2013年与乌法航空技术大学联合研制出了耐高温铝合金叶片，可将发动机重量减少200千克，并增加推力。
车尔尼雪夫莫斯科机械制造企业主要生产RD-33型第3批次发动机（配装“米格-29”）、RD-33MK型发动机（配装“米格-29K/KUB”）和RD-93型发动机。最初，位于奥姆斯克市的巴拉诺夫奥姆斯克生产联合体也生产RD-33型第2批次发动机，但由于目前客户只需前2型产品，因此该企业现在只剩下老发动机的修理业务。如今，RD-33和RD-33MK发动机已全部由车尔尼雪夫生产，其现有订单是为印度采购的第2批“米格-29K/KUB”飞机生产配套发动机（首批16架配装架机已于2009~2011年交付印度），同时还为国防部采购的24架“米格”飞机（计划2013~2015年装备海军航空兵）生产配套发动机。此外，该企业还为国内外客户生产RD-33型3批发动机，同时参与该型发动机在印度的许可证生产，并对外出口RD-93型发动机。
圣彼得堡市的克里莫夫开放式股份公司正在开展RD-33MK和RD-93发动机的后续改进工作。正如该公司年度报告中所述，克里莫夫未来在喷气发动机领域的优先发展方向是提高RD-33MK型发动机的寿命指标，为国外客户研制推力增加到9300千克力的RD-93MA改进型发动机，以及为米格公司研制推力为9500千克力的RD-33MKM改进型发动机。
俄空军装备并部分出口的“雅克-130”教练/战斗机，配装的是AI-222-25双涵道涡扇发动机，其起飞推力为2500千克。该发动机由礼炮燃气涡轮制造科学生产中心与乌克兰西奇发动机公司联合生产，前者从后者处购入燃气发生器，在本厂制造发动机冷端部件，并完成最终组装。2011年交付阿尔及利亚的16架以及2011~2013年分3批交付俄罗斯空军的45架“雅克-130”都装配了礼炮燃气涡轮制造科学生产中心生产的AI-222-25发动机。同时，这2家企业还在共同开展该型发动机的后续改进工作。
根据2005年俄印双方签署的合同，土星科学生产联合公司和乌法发动机生产联合公司正在为印度HJT-36教练机研制推力为1760千克的AL-55I双涵道涡扇发动机。据土星网站公布的信息，2012年前已生产27台试验发动机，其中18台已交付印度。2013年“土星”成功完成了AL-55I发动机的改进试验，将其初始给定寿命提高到合同规定的300小时。该型发动机由土星负责燃气发生器的生产，由乌法负责发动机冷端部件、喷口和附件机匣的生产。此外，乌法还负责AL-55I发动机在印度的许可证生产，此项工作已经展开。
俄罗斯重型轰炸机发动机的研制与生产，原由库兹涅佐夫科学技术综合体、发动机制造者开放式股份公司和萨马拉机器制造设计局开放式股份公司等3家企业承担，2011年上述3家企业合并为库兹涅佐夫开放式股份公司。目前该企业除承修以往生产的发动机外，还恢复了上世纪90年代停产的NK-32型带加力状态的双涵道涡喷发动机的批量生产，用于配装“图-160”远程战略轰炸机。为俄罗斯下一代重型轰炸机研制配套发动机是库兹涅佐夫公司目前面临的主要任务。为此，该企业已投入巨资，彻底进行了设备改造和升级换代。2014年11月，该公司在NK-32发动机基础上改进而成的新型发动机成功完成了首次台架试验，计划自2016年开始配装现役“图-160”以及下一代战略轰炸机。俄罗斯联合航空制造集团总裁波戈相2014年11月在珠海航展期间称，俄罗斯远程航空兵未来战略轰炸机仍由图波列夫设计局主导研制，该集团下属所有企业都将全力配合，计划2019年首飞，2021年进行国家试验和批量生产，2023年开始列装。
直升机配套发动机领域
克里莫夫开放式股份公司是俄罗斯直升机发动机研制与生产领域的领头羊。众所周知，俄罗斯“米”系列和“卡”系列直升机配装的TV3-117涡轴发动机，绝大部分都是由乌克兰西奇发动机公司提供。克里莫夫公司虽有小批量生产，但也是使用乌克兰生产的成套组件，通过加装自己的控制系统及其它悬挂附件组装而成。据西奇发动机公司公布的数据，2011年该厂与俄罗斯直升机开放式股份公司签署了1份2012~2016年间提供总计1300台TV3-117与VK-2500发动机的供货合同。由此可见，随着直升机生产量的逐年增加，克里莫夫产品的需求量也会猛增。
当前，克里莫夫公司研制工作的优先方向是：
（1）完成研制TV7-117V型发动机，用于配装“米-38”，起飞功率2800马力，应急状态功率3750马力；
（2）研制VK-2500P型发动机，用于配装“米-24”、“米-35”、“米-28N/NE”及“卡-52”直升机；
（3）研制VK-2500PS型防喘振发动机，配装“米-171A2”；
（4）研制VK-800V型发动机，用于配装“米-54”、“安萨特”和“卡-226”等轻型直升机）。
2013年11月，配装TV7-117V发动机的“米-38-2”直升机开始试飞，此前所有“米-38”试验直升机配装的均是加拿大普-惠公司的PW127TS发动机。TV7-117V发动机的研制开始于1989年12月，后因苏联解体而一度受挫。此后为保证“米-38”直升机研制进度，俄罗斯于上世纪90年代从加拿大引进了发动机，但俄罗斯国防部却始终坚持“米-38”直升机应配装国产发动机。2008年加拿大中止向俄罗斯提供发动机后，TV7-117V发动机的研制工作被迫重启。新研制的TV7-117V发动机是俄罗斯直升机发动机制造业的一次飞越，该型发动机使用了轴向式和离心式混合压气机（5级轴向式和单级离心式），取代TV3-117和VK-2500发动机上的12级轴向式压气机。这使得发动机长度缩短近0.5米，压气机增压比提高70%~80%，涡轮前燃气温度提高200~250K，发动机起飞功率达到2800马力。此外，该型发动机还设有3种应急状态，其在3750马力可持续30秒，在3500马力可持续2.5分钟，在3000马力可持续30分钟，足以保证1台发动机故障时仍能安全飞行。
VK-2500及VK-2500P发动机是TV3-117系列发动机的改进型，除加装FADEC数字自动控制系统和防喘振系统外，其最大的改进之处在于采用了新的压气机涡轮结构，叶片由单晶定向凝固高温合金制成，可将涡轮前燃气温度提高30K，发动机最大功率明显提高，寿命也增加到9000小时。VK-2500发动机有3个基本型号，区别在于自动控制系统不同： VK-2500-01型发动机起飞功率为2400马力，用于配装“卡-52”直升机；VK-2500-02型起飞功率为2200马力，用于配装“米-28N”和“米-35M”）；VK-2500-03型发动机起飞功率为2000马力（配装“米-17”和“米-171”）。VK-2500系列发动机在应急状态下的功率均可达到2700马力。 克里莫夫公司通过与俄罗斯联合发动机制造集团公司下属的其它企业合作，已完全掌握了VK-2500发动机的生产工艺，2012年12月成功试制出首台该型发动机，2013年独立生产了50台，后续将逐步过渡到年产量500台。
VK-800V发动机实际上是俄罗斯在苏联解体后研制的第一型直升机发动机，其结构独特并使用了大量的新技术和新工艺，装有单级离心式压气机、低排放燃烧室、单级非冷却轴向式涡轮和单级自由涡轮，起飞推力为800马力，应急状态下为1000马力。此外，为配合“俄罗斯直升机”公司未来中型高速直升机的研发项目，“克里莫夫”公司还在开展未来直升机发动机的研制工作。
提到直升机配套发动机，就不得不提乌克兰西奇发动机公司。西奇发动机公司在直升机发动机生产领域占有重要地位。该厂是“米-26”和“米-26T”重型直升机配套D-136型涡轴发动机（起飞功率11400马力）的唯一生产厂家。2011年俄罗斯国防部恢复了“米-26”重型直升机的订货，2014年前至少已装备了14架，它们均配装了乌克兰生产的D-136发动机。为生产“米-26T2”改进型直升机以及对原产的“米-26T”直升机进行换发，乌克兰“西奇”发动机公司研制了装有FADEC数字自动控制系统的D-136-2型发动机，可在热带气候和高原条件下保证更高的性能。D-136-2型发动机的最大起飞功率提高到了11650马力，并且增加了应急状态。在应急状态下，发动机在环境温度＋30℃时可在短时间内将功率提高到12500马力。
此外， 西奇发动机公司还在积极对TV3-117VMA型发动机进行优化改进。该型发动机装有新式压气机涡轮和改进的涡轮盘冷却系统，适合在空气密度及温度变化较大的高原使用，其总寿命提高到了12000小时。为配装不同的直升机，TV3-117VMA-SBM1V型发动机可安装不同的自动控制系统，起飞功率分别为2000、2200、2400和2500马力。2011年该发动机在俄罗斯通过了国家台架试验，确认其符合俄罗斯国防部的技术要求。从综合性能来看，该型发动机优于VK-2500型发动机，市场竞争优势明显。
为给“米-8T”运输直升机换装新的发动机，西奇公司研制了TV3-117VMA-SBM1V型第4批次发动机（装有空气启动系统）和TV3-117VMA-SBM1V型4E批次发动机（装有电动启动系统），起飞功率为1500马力，可在＋55℃的高温下使用，并且增加了功率可达1700马力的应急工作状态。2010年，该型发动机开始在“米-8T”直升机上装机试飞，次年获得了国家间航空委员会的认证。
在轻型直升机配套发动机方面，西奇公司正在生产AI-450M型和MS-500V型发动机。AI-450M型涡轴发动机由夫琴科-前进国有企业研制，起飞功率为400马力，应急状态功率为465马力，用于换装“米-2”直升机。2010年西奇公司生产了2台该型发动机用于在“米-2M”直升机上进行飞行试验，2012年9月在俄罗斯罗斯托夫直升机公司完成首飞。MS-500V型发动机起飞功率为630马力，应急状态功率为710马力，用于换装 “安萨特”直升机，也可配装其它起飞重量为3500~6000千克的直升机。
未来发展前景
毋庸讳言，俄乌交恶已给俄罗斯航空发动机制造业造成了巨大影响。2014年6月16日，乌克兰总统波罗申科签署命令，终止与俄罗斯的一切军事技术合作。据保守估计，859家俄罗斯国防工业企业将受到影响，而乌克兰只有79家。在军事技术合作方面，俄罗斯约占乌克兰军品年贸易额的80%，而乌克兰只占俄罗斯的3.5%。但乌克兰向俄罗斯提供的产品却至关重要，尤其是大型舰船燃气轮机和直升机发动机。在这一领域，可以说乌克兰紧扼着俄罗斯直升机发动机制造业的咽喉。西奇厂年组装发动机约1000台，其中近400台用于提供给俄罗斯。
为摆脱受制于人的局面，俄罗斯正在抓紧实施“替代进口”计划，加速本国航空发动机制造业的发展。2014年7月28日，俄罗斯总统普京召开会议，专题研究落实国防工业“替代进口”计划的相关问题。普京在会议上强调，“替代进口”是事关俄罗斯军事安全、经济安全以及保证技术和生产独立的战略问题，俄罗斯有能力在完成国家装备采购计划的同时，保证国防工业“替代进口”计划的实施，在2~3年内摆脱对乌克兰部分军工产品的进口依赖。
所谓“福祸相依”，辩证地看，敌对的外部环境将迫使俄罗斯立足于建立独立的强大的国防工业，这或将为俄罗斯航空发动机制造业开创新的前景。俄乌军事技术合作的破裂，很可能带给克里莫夫公司一个莫大的机遇。
早在2004年乌克兰“橙色”革命爆发之后，俄罗斯就决定在圣彼得堡郊外的舒瓦洛沃工业园区为克里莫夫公司建造新的生产基地。2013年底一期工程全部竣工，占地15公顷，新建厂房50000平方米，共计投资65亿卢布，配套设施和先进设备一应俱全，可集研制、试验和生产于一体。2014年10月20日，在克里莫夫公司建厂100周年之际，隆重举行了新厂区开工剪彩仪式，一期工程正式投入使用。2014年底前还将开始二期工程建设，再投资50~60亿卢布。未来俄罗斯各型直升机的配套发动机都将在此生产，新一代发动机的研制工作也将在此进行。2013年11月，普京总统考察克里莫夫公司，并开会研究了航空发动机制造业未来发展问题。俄罗斯技术国有集团总经理切梅佐夫在向普京汇报时称：“2014年，克里莫夫公司将独立生产50~60台发动机，2015年增加至120台。但目前俄罗斯每年需要300~350台。我认为，2016年就可以达到这一生产能力，足以保证完成国防订货以及部分出口。”
此外，俄罗斯在落实“替代进口”计划的同时，也在着力推动技术创新和产品升级换代。俄罗斯主管军工领域的副总理罗戈津2014年5月曾强调说：“所有乌克兰生产的都不是新研制的装备，我们要取代它，做重复工作没有意义。”
对于俄罗斯政府高层提出的2~3年内完成“替代进口”计划，一些航空领域的专家对此并不乐观，他们认为“替代进口”计划最少需要8~10年才能完成。就连俄罗斯工业和贸易部部长曼图罗夫也表达了相同看法，他在2014年6月研究“替代进口”计划准备情况时称，“想尽快取代乌克兰军工产品的供应将遇到现实问题，大型舰船燃气轮机和直升机发动机的生产在3年内无法恢复。”还有些专家认为，俄罗斯在实施航空发动机“替代进口”过程中将冒很大风险：
一是发动机技术比飞机复杂得多，正如设计师开玩笑所说那样，“飞机不过是发动机用来飞行的简单工具，如果为发动机研制下赌注，几乎不会有胜算”。
二是“替代进口”计划需要投入巨资，粗略估计，俄罗斯整个生产领域需要150亿美元投资，其中为替代乌克兰160家军工企业生产的在200余型武器装备上使用的3000种配套部附件及原材料至少需要500亿卢布，而目前俄罗斯正在遭受西方制裁，国际油价持续低迷，经济增长停滞不前，政府财政能否支撑尚不得知。
三是俄罗斯国内航空发动机市场不大，个别型号的航空发动机需求很少，这将造成研制成本大幅增加，不推向国际市场根本不行。
四是俄罗斯人力资源储备不足，虽然联合发动机制造集团公司已开展培养计划并从乌克兰重金招揽技术人才，但在扩大生产规模时还有缺口。
目前来看，近2~3年俄罗斯航空发动机制造业注定将受到冲击，但随着“替代进口”计划的逐步落实，其后续发展究竟如何，让我们继续关注。
（来源：现代军事，作者：张华刚 陈伟红）
请关注后【战略前沿技术】后，点击历史信息查看。
日期
标题
20150102
2015 年度国家自然科学基金申请政策有重大调整
20150110
2014年度国家科学技术奖获奖名单
20150109
中国科研经费分配新办法出炉 "863""973"退出历史舞台
20150114
“透明计算”，凭啥摘得自然科学一等奖？
20150115
科技改变未来：预言300年后的人类
20150131
科研：新常态下的新规则
20150131
国外高效毁伤技术发展及趋势
20150116
全球百强创新机构排行榜出炉 大陆仅华为上榜
20150104
高校病了：教学之殇
20150104
科学研究方面的一些问题