5山姆大叔的礼物.美利坚人是高傲的，他们的发动机在世界上也是数一数二的，
从引进英国发动机开始起步，凭借在工业上的雄厚实力，新英格兰人就一直执世
界航空发动机制造之牛耳。新中国建立伊始，中国空军的战斗机就和美国战斗机
角逐在朝鲜的天空，一母同胞的美苏发动机也因此兄弟阋墙。不打不相识，随后
的越南战争中，中国也开始了对美系发动机的研究，从鬼怪F4所用的J79到当时最
先进的F111所用的TF30，中国或多或少的都得到了，并将其技术用在了自研发动
机上，譬如WS6， WP13和昆仑，但当F100出世时，中国明显落后。无论是在研还
是现役的发动机都无法对抗F100。越南战争后，美国在世界上步履维艰，苏联的
实力越来越强，而此时的中国也在寻找出路。伴随着乒乓外交，尼克松访华，美
国和中国这两个伟大的国家终于站到了一起。随着中美关系的解冻，中国也开始
寻求美系发动机装备飞机的可能。F404和F100、F110都列上了引进目录。事实上
美国也想借助中国的力量来压制苏联,但他只想有限度的提高中国发动机的实力,
如用老迈的J79装备F16来敷衍中国,为歼八2换装F404等。而在超7战斗机的发动机
选型中美国向中国提供了三种发动机的方案PW1120、F404和PW1216。其中PW1120
是普惠公司在F100发动机的基础上改型设计的连续放气式双转子加力涡喷发动机
，并被用于以色列“狮”战斗机的动力，瑞典的JAS39初期也想应用PW1120,另外
美国鬼怪F4战斗机当初也想把PW1120作为换代发动机。
PW1120技术数据
起飞推力
中间推力6,060公斤
最大推力（海平面，N＝0.9）11,430公斤(加力(
巡航推力(海平面中间推力)6,120公斤
耗油率(海平面中间推力)0.78公斤/公斤/小时
推重比 7.26
总增压比
涡轮前温度
最大直径
总长度
重量
从数据上看，PW1120可以说是一种十分先进的涡喷发动机，如果超7能装上PW1120
，那其性能肯定是相当棒的。至于F404，报道已经很多了，美国通用电气（GE）
的产品。作为F/A-18大黄蜂的动力,其性能也是有目共睹的,美国的F5的单发改型
F20虎鲨和瑞典的JAS39以及韩国的T50金鹰都应用了该发动机,可靠,推力强劲是世
界各国对F404公认的评价,其基本型加力推力在7.3,不加力推力4.9吨推比7.24,重
量接近1吨,加力耗油率1.65。从重量上看，可以说该发动机也是十分轻的，精致
和轻巧是人们对F404的第一印象,从油耗看该发动机的加力耗油率是涡扇发动机中
少见的。至于 PW1216，该发动机最早起源于美国普惠发动机公司于50年代为A4攻
击机研制的不加力涡喷发动机，PW1216是其加力改型，主要改进有新型封严件，
新型油泵、新型加力燃烧室和新材料。普惠发动机的主要计划是在该发动机的基
础上采用中国WP7B或WP13涡喷发动机的加力筒体和相应系统构成其中国改型,该发
动机的加力推力7.425吨,最大推力5.4吨,推比6.6.普惠公司还讨论了该发动机在
中国联合生产以及与成飞协调了PW1216发动机加装超 7战斗机的技术方案.从三种
发动机方案看,PW1120和F404都是不错的选择,而PW1216则采用了60年代发动机的
方案,更接近于后来的WP13B和昆仑,而且当时中国已经开始了昆仑发动机的发展,
昆仑要好于PW1216,所以中国倾向于选择前两者,但事实上美国更愿意把PW1216推
销给中国,虽然此时正处于中美蜜月,但对中国,美国是有戒心的.毕竟美国在战后
的两次大规模地面战争都和中国有关,美国当时更倾向于利用中国牵制苏联,而不
是真正与中国结盟。况且先进发动机技术是任何一个国家都不愿意轻易转让的，
美国当然也深谙此道。89年64动乱之后，随着东欧巨变，苏联解体，美国开始了
对中国的武器禁运，此事也就不了了之。天上没有掉下的馅饼，事实也证明只有
自主创新，才能创造出中国发动机的新局面……没有得到美系发动机,但美系发动
机军用标准和研制方法却被我们所了解，其中美国通过核心机研制发动机的方法
引起了我们的关注。要谈核心机首先得从美国的核心机发展之路说起，美国是率
先搞发动机核心机的国家,美国最大的发动机研制单位是两家。即P&W和GE，他们
在60年代初首先发展出了各自的第一代核心机GE1和STF200，随后又发展出了各自
的第二代核心发动机GE9和JTF22，JTF22经过发展就是世界上第一台推比八的大推
力小涵道比军用加力涡扇发动机F100，而GE9则发展出美国第一种轰炸机用大涵道
比军用加力涡扇发动机F101。F101的缩小版就是 GE15核心机，GE15经改进就是
YJ101放气式涡喷发动机，YJ101的低压压气机经放大改进成为风扇后就是F404。
F404的风扇经放大后装上 F101的小涵道比改型就是F110。美利坚在核心机发展上
体现出的是游刃有余与高效性,一批又一批的发动机通过核心机发展诞生,其中既
有军用的也有民用的。从美国的核心机发展之路来看由核心机发展是一种切实有
效的发动机发展之路,而且事实上也是这样,几乎所有的发动机强国最后都选择了
核心机发展的道路。随着与美国的接近,我们也选择了这样一条道路……
5山姆大叔的礼物.美利坚人是高傲的，他们的发动机在世界上也是数一数二的，
从引进英国发动机开始起步，凭借在工业上的雄厚实力，新英格兰人就一直执世
界航空发动机制造之牛耳。新中国建立伊始，中国空军的战斗机就和美国战斗机
角逐在朝鲜的天空，一母同胞的美苏发动机也因此兄弟阋墙。不打不相识，随后
的越南战争中，中国也开始了对美系发动机的研究，从鬼怪F4所用的J79到当时最
先进的F111所用的TF30，中国或多或少的都得到了，并将其技术用在了自研发动
机上，譬如WS6， WP13和昆仑，但当F100出世时，中国明显落后。无论是在研还
是现役的发动机都无法对抗F100。越南战争后，美国在世界上步履维艰，苏联的
实力越来越强，而此时的中国也在寻找出路。伴随着乒乓外交，尼克松访华，美
国和中国这两个伟大的国家终于站到了一起。随着中美关系的解冻，中国也开始
寻求美系发动机装备飞机的可能。F404和F100、F110都列上了引进目录。事实上
美国也想借助中国的力量来压制苏联,但他只想有限度的提高中国发动机的实力,
如用老迈的J79装备F16来敷衍中国,为歼八2换装F404等。而在超7战斗机的发动机
选型中美国向中国提供了三种发动机的方案PW1120、F404和PW1216。其中PW1120
是普惠公司在F100发动机的基础上改型设计的连续放气式双转子加力涡喷发动机
，并被用于以色列“狮”战斗机的动力，瑞典的JAS39初期也想应用PW1120,另外
美国鬼怪F4战斗机当初也想把PW1120作为换代发动机。
PW1120技术数据
起飞推力
中间推力6,060公斤
最大推力（海平面，N＝0.9）11,430公斤(加力(
巡航推力(海平面中间推力)6,120公斤
耗油率(海平面中间推力)0.78公斤/公斤/小时
推重比 7.26
总增压比
涡轮前温度
最大直径
总长度
重量
从数据上看，PW1120可以说是一种十分先进的涡喷发动机，如果超7能装上PW1120
，那其性能肯定是相当棒的。至于F404，报道已经很多了，美国通用电气（GE）
的产品。作为F/A-18大黄蜂的动力,其性能也是有目共睹的,美国的F5的单发改型
F20虎鲨和瑞典的JAS39以及韩国的T50金鹰都应用了该发动机,可靠,推力强劲是世
界各国对F404公认的评价,其基本型加力推力在7.3,不加力推力4.9吨推比7.24,重
量接近1吨,加力耗油率1.65。从重量上看，可以说该发动机也是十分轻的，精致
和轻巧是人们对F404的第一印象,从油耗看该发动机的加力耗油率是涡扇发动机中
少见的。至于 PW1216，该发动机最早起源于美国普惠发动机公司于50年代为A4攻
击机研制的不加力涡喷发动机，PW1216是其加力改型，主要改进有新型封严件，
新型油泵、新型加力燃烧室和新材料。普惠发动机的主要计划是在该发动机的基
础上采用中国WP7B或WP13涡喷发动机的加力筒体和相应系统构成其中国改型,该发
动机的加力推力7.425吨,最大推力5.4吨,推比6.6.普惠公司还讨论了该发动机在
中国联合生产以及与成飞协调了PW1216发动机加装超 7战斗机的技术方案.从三种
发动机方案看,PW1120和F404都是不错的选择,而PW1216则采用了60年代发动机的
方案,更接近于后来的WP13B和昆仑,而且当时中国已经开始了昆仑发动机的发展,
昆仑要好于PW1216,所以中国倾向于选择前两者,但事实上美国更愿意把PW1216推
销给中国,虽然此时正处于中美蜜月,但对中国,美国是有戒心的.毕竟美国在战后
的两次大规模地面战争都和中国有关,美国当时更倾向于利用中国牵制苏联,而不
是真正与中国结盟。况且先进发动机技术是任何一个国家都不愿意轻易转让的，
美国当然也深谙此道。89年64动乱之后，随着东欧巨变，苏联解体，美国开始了
对中国的武器禁运，此事也就不了了之。天上没有掉下的馅饼，事实也证明只有
自主创新，才能创造出中国发动机的新局面……没有得到美系发动机,但美系发动
机军用标准和研制方法却被我们所了解，其中美国通过核心机研制发动机的方法
引起了我们的关注。要谈核心机首先得从美国的核心机发展之路说起，美国是率
先搞发动机核心机的国家,美国最大的发动机研制单位是两家。即P&W和GE，他们
在60年代初首先发展出了各自的第一代核心机GE1和STF200，随后又发展出了各自
的第二代核心发动机GE9和JTF22，JTF22经过发展就是世界上第一台推比八的大推
力小涵道比军用加力涡扇发动机F100，而GE9则发展出美国第一种轰炸机用大涵道
比军用加力涡扇发动机F101。F101的缩小版就是 GE15核心机，GE15经改进就是
YJ101放气式涡喷发动机，YJ101的低压压气机经放大改进成为风扇后就是F404。
F404的风扇经放大后装上 F101的小涵道比改型就是F110。美利坚在核心机发展上
体现出的是游刃有余与高效性,一批又一批的发动机通过核心机发展诞生,其中既
有军用的也有民用的。从美国的核心机发展之路来看由核心机发展是一种切实有
效的发动机发展之路,而且事实上也是这样,几乎所有的发动机强国最后都选择了
核心机发展的道路。随着与美国的接近,我们也选择了这样一条道路……
国产中推核心机
我国于1980年起开始实施高性能推进系统工程预研计划（即高推预研），进行发
动机先进部件的基础预研工作。耗时10年最终完成了预研课题。期间，我国从某
国引进某型中推核心机之后将其作为参照机发展自己的中推核心机，1989年我国
决定在10年预研的基础上全力以赴进行“七级高压压气机攻关、并同时开展与七
级高压压气机相匹配的带气动雾化喷嘴的短环形燃烧室和全尺寸带气冷叶片的高
压涡轮部件的研制”。考虑到将来发展为推比8一级小涵道比中等推力涡扇机的背
景型号，因此这台核心机也就被称为中等推力涡扇发动机预研核心机（中推核心
机）。1991年1月正式决定开展中推核心机的研制和中推验证机的方案论证工作。
并将中推预研分为三个阶段实施：即三大高压性能部件研制、中推核心机研制和
中推验证机的研制。至此中推核心机正式立项研制，这是我国首次遵循“基础研
究-关键技术突破-先进部件-核心机-验证机-型号研制”这一发展模式所开展的涡
扇发动机研制工作。中推核心机的研制工作是以624所为总设计师单位，江和甫
任中推预研总设计师。从1991年2月起正式开始方案设计，中推核心机的试制工
作由430厂为主承制单位，参加研制的单位有420、460、170、100、606、621、
625、西工大、德阳二重等全国21家厂所院校。首台中推核心机的加工和装配仅用
了9个月的时间，至1992年11月18日完成加工总装、19日出厂，并于21日运抵624
所。核心机到达后于11月24日安装到地面试车台架上，并通过了质量评审。11月
28日进行了启封运转和冷运转，起动机将核心机带转到21。5%转速。 12月3日23
点20分，核心机首次点火、一次成功！（相对转速达到35%）之后又成功进行了多
次点火起动试验，在突破了冷悬挂、一阶临界转速等难关后，经发动机总公司与
624所分析决定将发动机推至最大换算转速。12月12日在核心机第11次点火试车中
，转速推到地面最高转速（换算转速达 101.3%），核心机运转良好，振动小，排
气温度等参数均正常！由于核心机的工作环境是处于发动机的风扇（低压压气机
）出口处，当发动机在地面台架运行时，核心机进口压力一般为0.35~0.45MPa，
进口温度为430~470K。而在空中飞行时（如中低空、大速度），核心机进口压力
可达约0.56MPa，进口温度约600K。中推核心机在设计时是以地面台状态，背景发
动机在标准大气下工作时风扇出口气流条件为设计点。为节约试验经费和减少试
验风险，第一台中推核心机的初步试验考核是在地面台架上进行，在取得有关性
能数据及考核各部件匹配关系的情况下，再安排第二台核心机进行高空台模拟风
扇出口温度、压力等工况下的进气加温加压试验。由于我国尚无专用的核心机试
验设备，而新建一套试验设备不仅耗资巨大且建设周期也无法赶上核心机的研制
进度，因此只有利用我国唯一的大型直接连接式高空试验设备—SB101高空台。
第二台中推预研核心机用来进行高空台试验，主要目的就是前述提到的模拟风扇
出口条件下考核核心机性能和结构强度。430等承制单位克服了进度紧、难度大、
经费不足的不利因素，于1993年12月19日完成了加工组装，并于12月22日运抵624
所。核心机抵达后， 29日下午首次点火成功，在31日晚，中推核心机达到了100%
换算转速，状况正常。至此，核心机高空台第一阶段的试验提前胜利结束！此阶
段共起动58次，累计运行282min，其中最长一次连续运转85min。1994年1月3日下
午核心机按预定计划下台分解，检查，除发现压气机转子不平衡量过大外，其余
一切正常。经重新平衡、装配之后上台，1月14日开始进行第二阶段试验。1月15
日，向最高设计目标冲刺。经过一夜奋战，于16日晨7时24分顺利达到最大设计状
态，进气温度、进气压力和物理转速都达到设计值！各项试验结果表明中推核心
机高空台试验性能已达到设计指标，三大部件匹配良好，结构强度也得到了初步
考核。比原计划提前了11个月性能达标。之后中推于1997年获准开展整机验证机
研制，于1999年因经费原因被迫中止。
中推核心机的主要性能指标、制造技术、设计技术已与F404（YJ101）、CFM56
（F101）、РД-33等涡扇机的核心机水平相当。中推核心机的总体结构和系统核
心机由进气机匣、前机匣、七级高压压气机、带突扩式进口扩压器及气动雾化喷
嘴的短环形燃烧室、单级高压涡轮、后机匣、排气装置、附件传动装置、滑油系
统、空气系统、燃油调节系统、喷口控制系统和叶片调节等系统组成。其中三大
核心部件的结构尽力满足背景型号要求进行设计，其余各系统则以保证核心机正
常工作和满足调试需要为主。核心机采用了两支点、两主承力机匣、两滑油腔的
结构，高压转子支承方案为1-0-1，前支点为滚珠轴承后支点为滚棒轴承。三大部
件：1、
（试验值达7。38），平均级压比1.333，绝热效率0.84，喘振裕度17%~20%，转速
13643r/min。电子束焊压气机鼓筒，材料为GH4169（相近牌号美Inconel 718）
镍基高温合金。2、燃 烧 室短环形。燃烧室选用带前置扩压器的突扩式扩压
器（有70片压气机出口
整流叶片），双油路气动雾化喷嘴和带有双涡流器的火焰筒。选用材料有GH22、
GH4169、GH903等高温合金3、高压涡轮
设计，由涡轮转子、导向器、涡轮机匣、涡轮后机匣和轴承机匣等五个组件组成
。导向器有36个叶片，涡轮工作叶片共有58片，均为对流-冲击-气膜复合式气冷
叶片。导向叶片材料为DZ4定向凝固单晶高温合金，涡轮叶片材料为DZ22（相近牌
号 美PWA1422）定向凝固合金，无余量精铸。
核心机的主要参数①
进口压力
进口总温
进口空气流量 52.16kg/s
高压压气机压比 7.02
高压涡轮前温度 1600K
名词解释
核心机：又称燃气发生器，是产生高温高压燃气的核心部件。是航空发动机中工
作条件最恶劣（高温、高压、高转速）、技术问题最复杂、对发动机性能、可靠
性影响最大的关键部件。其核心是三大高压部件即高压压气机、主燃烧室、高压
涡轮，另外为了核心机运行试验的需要，与之匹配进排气系统、起动系统、燃油
与控制系统、传动与滑油系统、电气系统、测量系统等，相当于一台单转子涡轮
喷气发动机。依照核心机的用途分类，可分为技术核心机和型号核心机两类。前
者是在三大部件做完部件试验后组合起来进行核心机试验，用以解决部件之间匹
配问题，初步验证部件性能及相容性，根据需求考核相关材料、结构强度、工艺
特性等。其特点是不针对某一具体的发动机型号，而是具有特定的技术要求，为
型号核心机的研制提供技术储备。比如美军实施的ATEGG计划中（先进涡轮发动机
燃气发生器计划），GE公司研制的GE-1、GE-14等等。型号核心机顾名思义，这是
为专型号研制服务的。型号核心机是在预研成果的基础上，选取符合型号设计性
能、结构要求的三大部件，组装成一台核心机进行试验验证，再配以低压部分就
可派生出一台完整的发动机或型号验证机。当然各国的传统、技术条件、经费条
件各不相同，不一定严格按照上述过程发展。传统上我国许多预研项目的型号背
景比较强，两类核心机也并非泾渭分明，比如中推核心机就是一个具有较强型号
背景的技术预研核心机。在某国某型中推的引进同时，我国也引进了F101发动机
的大涵道比民用改型CFM56-3，我们研究了CFM56-3并参照他的核心机研制出了太
行发动机，对于太行发动机和F110在后面还将有所谈及。6欧洲恋情除了与美利坚
合作外，欧洲人也开始向中国介绍他的核心机技术欧洲的核心机发展之路是在美
国之后开始的,最早开始的是XG20和X15计划,主要是改进RB199,超7发动机选型时
也考虑过RB199。而始于 1982年的XG40计划的核心是为验证罗罗公司的技术，使
其满足90年代中期使用的先进战斗机发动机的要求而进行的。这项计划由英国国
防部和罗罗公司联合出资。XG40核心机最后被发展为EJ200发动机。随着中美关系
的解冻,从80年代开始,这些技术也随着欧洲对中国的态度转变而通过技术交流进
入中国.与此同时我们也接触了法国的M88的技术。M88的研制始于70年代,有人认
为M88的最初型号借鉴了CFM56的技术,而CFM56的核心机就是F101的核心机,法国于
1983年开始核心机试验.现已投入使用,并已衍生至推比9的M88-3,其推力已经达到
9吨.90年代初期,随着苏联的解体,中俄关系开始正常化.中国从俄罗斯引进了苏27
战斗机,俄罗斯的侧卫成为了中国的蓝鲨.发动机技术的引进也随着侧卫的到来而
开始了,从推比7的AL31F到推比10的AL41F都引起了我们的注意,而其中推比12~15
的P2000核心机引起了我们强烈的兴趣.P2000是俄罗斯继AL41F之后的新一代发动
机计划,它是俄罗斯按照美国的核心机发展思路而开展的核心机计划,通过邀请俄
罗斯专家讲课,以及技术引进,我们对俄罗斯的P2000计划有了一定的了解,并交换
到一些技术.以此为基础，从90年代初起，我们开始了我们的新的高推计划.我国
于1993年开始规划的新一代高性能燃气涡轮动力技术预研计划，其整体技术目标
是使发动机单位推力达到120daN"S/kg，推重比提高(涡轴、桨发动机的功重比提
高)。该计划包括百余项关键技术，开设了百多个研究课题。该计划目前进展顺利
，所获得的技术成果将应用于在役、在研发动机的改进和新一代飞机用发动机的
研制。
高推预研共完成上百项关键技术研究课题，开发了几百个计算机程序，取得很大
的成绩。虽然这些研究成果的验证并不充分，但大部分已被应用于型号研制和改
进改型。通过二个大型预研计划的实践，使我们对预先研究工作的特点及规律有
了进一步的认识。通过高推计划，我们也开始了推比10发动机的发展。
推比10核心机的进度
1． 84年开始推重比10发动机预研的技术论证，88年4月召开了预研选题论证会，
90年正式立项开题。
2．94年完成了6个总体方案的顶层设计，完成了项目指南和综合论证，93～96年
开展对俄合作，并获得俄罗斯P2000的部分技术。
3．基本确定了推重比10发动机总体方案。有些课题，如平均级压比达1.62的三级
压气机研究已经取得了良好进展。
4.九五期间我们搞出了推比十发动机的三大高压部件，并于十五期间进入验证型
核心机阶段。2005年的春天，激动人心的消息传来，624所历经15年研制的推比10
核心机CJ2000点火成功，这为我国的推比10一级的发动机发展打下了坚实的基础
，同时根据CJ2000核心机放大或缩小就可以发展出不同推力量级的高性能发动机
来。我相信，在不久的将来，我们将会看到装配推比10发动机的新型国产飞机翱
翔在祖国的蓝天。
名词解释:预研的作用和目的，预先研究是基础研究和工程应用的中介，其主要目
的是为发动机型号研制和改进提供经过验证的技术，从而减少型号研制中的技术
风险。预先研究工作相对于型号研制要有足够的提前量。在规划和开展预研时往
往还不能明确未来发动机的具体装机对象和战技指标，即使拟定了，在以后较长
的预研过程中，用户的需求也可能发生变化。因此，牵引预研的需求应该是方向
性的和远景性的，这是预先研究与型号研制的重要区别。不应该强求有明确的装
机对象后才能开展预研工作，也不应该把预研仅仅作为型号研制的前期工作。应
该说明，在型号研制和使用发展过程中，也常常需要做一些预先研究。其主要目
的是正确评估和减少方案的技术风险，如果作较细的划分，这种预先研究应称为
方案支持性研究，是型号研制的前期工作。
7材料上的突破
材料是工业的基础,发动机也不例外.而且发动机对材料的要求更苛刻。以下简单
介绍一下两种正在应用的先进材料高温合金是铁基、镍基和钴基高温合金的总称
，又称超合金。铁基合金使用温度一般比镍基合金低，可做中温使用的零部件，
如700℃以下使用的涡轮盘。镍基合金用来制造受力苛刻的热端部件，如涡轮叶片
、导向叶片、燃烧室等，在先进的发动机中，镍基合金占总重量的一半。钴基合
金因其具有良好的抗热腐蚀性能和抗冷热疲劳性能广泛用作导向叶片。国外铸造
合金随定向凝固、单晶、超纯熔炼技术的发展，从定向正发展至单晶。单晶合金
也已先后研制出三代产品。单晶合金是提高涡轮前温度、高推比的必须。国外现
役发动机叶片材料主要采用第二代和第三代单晶合金，目前发展低成本（少Re）
三代单晶合金，发展多孔单晶发散叶片。开发出第四代单晶。
国外单晶合金的发展
第一代：
PWA1480
ReneN4
SRR99
AM3
ЖС32
第二代：
PWA1484
ReneN5
CMSX-4
ЖС36
加入稀土元素。
第三代：
ReneN6
CMSX-10
（两种牌号铼的含量最高分别达5.6%、7%，难熔元素的总含量(Re、Ta、W、Mo)高
达20%）
TMS-75
第四代：
RR3010
TMS-138
MC-NG
第五代：
TMS-162
: 军事
