作者：鄭擊波

先從一個(gè)游戲開始

先做個(gè)小游戲，而且這個(gè)小游戲不白做，后面可是會(huì)排上大用場(chǎng)的。下面這四張圖中，請(qǐng)各位先選出來(lái)一個(gè)“看著最不舒服”的圖片，或者給這幾張圖片的“舒適程度”排個(gè)序，不要太在意“為什么”，只要憑自己的感覺(jué)就行了——然后千萬(wàn)要記好了自己的答案。

↑憑感覺(jué)選出看著最不舒服的那張圖片↑

然后，怕各位瞄到答案，我們這里說(shuō)一些別的事情：

首先，分析XF9的所有資料的來(lái)源主要是來(lái)自日本防衛(wèi)裝備省公布的相關(guān)文件中的圖片和視頻中的截圖。由于資料眾多，且時(shí)間先后順序不能完全確定，所以部分分析只是基于本人的假設(shè)，不能完全保證正確。

其次，要強(qiáng)調(diào)一下：我對(duì)日本航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究工作沒(méi)有惡意，只是本著“談?wù)勛约嚎吹竭@臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)后的想法”的目的隨便聊聊，切勿隨意揣測(cè)意圖。

揭曉答案前的準(zhǔn)備

我們先說(shuō)游戲中的四張圖是什么。這些圖都是航空發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)轉(zhuǎn)子的“承力結(jié)構(gòu)”。而所謂的承力結(jié)構(gòu)，你可以理解為房屋的框架。一棟房子，可以裝潢的面目全非，但是承力結(jié)構(gòu)幾乎是不可能變的，而房屋承受外力是不是會(huì)變形，就是要看其中的承力結(jié)構(gòu)，承力結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的好，房屋才不容易變形、壽命也會(huì)更久。

↑房屋和其中的承力結(jié)構(gòu)↑

而我們只要解剖開一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)部也是有所謂的承力結(jié)構(gòu)的，比如說(shuō)下圖中的前軸頸和鼓筒軸，他們就負(fù)責(zé)連接軸承、壓氣機(jī)和渦輪，只有這些結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理，發(fā)動(dòng)機(jī)才能夠用最輕的重量達(dá)到既定的設(shè)計(jì)目標(biāo)。

↑航空發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)轉(zhuǎn)子↑

下面這張圖中的紅線就是承力部分，我們看到它，就好像看到了房屋的大梁、承重墻，發(fā)動(dòng)機(jī)受力之后，會(huì)沿著這條路線傳遞載荷。而游戲中的四張圖，就是我們刪繁就簡(jiǎn)之后，把幾臺(tái)航空發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子中最本質(zhì)的那部分承力結(jié)構(gòu)給抽離了出來(lái)，把他們的剖面圖畫了出來(lái)。

↑航空發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)轉(zhuǎn)子的承力結(jié)構(gòu)↑

然后答案揭曉，各個(gè)圖分別對(duì)應(yīng)了哪個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)。各位再對(duì)一下自己剛剛的“舒適度”順序吧。而且估計(jì)各位已經(jīng)注意到了，這些發(fā)動(dòng)機(jī)都是推重比10一級(jí)的發(fā)動(dòng)機(jī)。

↑不同發(fā)動(dòng)機(jī)的承力結(jié)構(gòu)形狀↑

我給曾經(jīng)做過(guò)相對(duì)比較廣泛的調(diào)查，讓一些沒(méi)有學(xué)過(guò)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的朋友做了這個(gè)游戲，絕大部分似乎都認(rèn)為，圖片B是最讓人不舒服的那一張。當(dāng)然，學(xué)過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)的朋友就是100%都認(rèn)為B不行了。

↑XF9發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖↑

其實(shí)就大部分沒(méi)有學(xué)過(guò)航空發(fā)動(dòng)機(jī)，一開始也不知道這些曲線意味著什么、也不知道好不好的標(biāo)準(zhǔn)是什么，但是就是自然覺(jué)得，好像B看著有點(diǎn)兒別扭，原因就在于：別的曲線都是像曲線，有著相對(duì)比較平滑的過(guò)度，而圖片B中的曲線則是直上直下，生硬的很。

而且，估計(jì)大家也發(fā)現(xiàn)了，似乎A、C、D都是拱形，或者類似于拱形，而XF9的承力結(jié)構(gòu)形狀卻是一個(gè)“門”字形——而這個(gè)，就是為什么B中的曲線讓人覺(jué)得不舒服的原因。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)中優(yōu)美的拱形

這種“拱形”結(jié)構(gòu)，在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中實(shí)際上是屢見不鮮的。那么為什么航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)師都會(huì)不約而同地想到這種結(jié)構(gòu)呢？難道僅僅是因?yàn)楹每矗?/p>

其中的原因很簡(jiǎn)單，就是因?yàn)檫@種結(jié)構(gòu)是抵抗變形能力最好的。包括大家在生活中看到的拱頂、拱橋，都是利用了這種構(gòu)型特別能夠抗變形的特點(diǎn)。

↑拱橋可以承受很大的力↑

我們只要看一下，當(dāng)拱形結(jié)構(gòu)受力的時(shí)候，力在結(jié)構(gòu)內(nèi)部傳遞的過(guò)程就可以知道為什么拱形結(jié)構(gòu)會(huì)有這種特點(diǎn)了：簡(jiǎn)單說(shuō)，拱形結(jié)構(gòu)可以把所受剪切力變成材料受擠壓的力，然后通過(guò)這種方式傳遞出去。這種力學(xué)上“化剪為壓”的方式，非常奏效，使得結(jié)構(gòu)可以設(shè)計(jì)的更加結(jié)實(shí)耐用。

↑拱形結(jié)構(gòu)有很高的剛度，不易變形↑

而航空發(fā)動(dòng)機(jī)別看是由金屬組成的，但是因?yàn)樗艿降妮d荷太大了，又處于高速旋轉(zhuǎn)中，所以還是會(huì)發(fā)生變形、引起發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)，尤其是現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)要求推重比越來(lái)越高，所以發(fā)動(dòng)機(jī)逐漸由“大鐵坨塊子”變成了“薄鐵皮盒子”，這就讓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)更加重要。

↑核心機(jī)轉(zhuǎn)子在工作狀態(tài)下也是會(huì)發(fā)生變形↑

還記得達(dá)索公司曾經(jīng)的豪言嗎？

“好看的飛機(jī)一定是好飛機(jī)?！?/blockquote>

同樣的。

“人看著不舒服的結(jié)構(gòu)，一定不是好結(jié)構(gòu)?！?/blockquote>

而顯然，XF9并沒(méi)有做到這一點(diǎn)，這也是為什么它的結(jié)構(gòu)會(huì)如此突兀的原因。而且XF9不僅僅與我們提到的另外三臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)不同，跟中國(guó)、俄羅斯的推比10一級(jí)的發(fā)動(dòng)機(jī)也有一樣的差別，所以大家可以這么理解：這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，跟美英俄中，在結(jié)構(gòu)上有著肉眼可見的區(qū)別。

↑XF9結(jié)構(gòu)讓人不舒服的本質(zhì)原因↑

而說(shuō)的稍微學(xué)術(shù)一點(diǎn)兒，這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)與其他發(fā)動(dòng)機(jī)最大的不同在于：似乎這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的前軸頸錐角太小了，以至于近乎是拐了一個(gè)直角。

我估計(jì)不少人應(yīng)該都會(huì)表示：就這么一個(gè)區(qū)別，能說(shuō)明什么？是不是你故意在吹毛求疵？

為了解答這個(gè)疑問(wèn)，我們不妨看看，其他國(guó)家的發(fā)動(dòng)機(jī)是怎么面對(duì)“拱形構(gòu)型”的，他們是沒(méi)有想過(guò)可以不用嗎？或許可以從蛛絲馬跡之中，了解日本自己的航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)人員是怎么看待這個(gè)構(gòu)型的。

我認(rèn)為，是他們學(xué)經(jīng)典結(jié)構(gòu)沒(méi)學(xué)像

實(shí)際上，我認(rèn)為XF9是想用一種很經(jīng)典的結(jié)構(gòu)構(gòu)型，這就是蘇聯(lián)/俄羅斯發(fā)動(dòng)機(jī)中經(jīng)常使用的“縮頭式”構(gòu)型。

所謂的“縮頭式”構(gòu)型，就是在壓氣機(jī)的下方“挖個(gè)洞”，把發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)轉(zhuǎn)子的前軸承盡可能地往這個(gè)洞里面放，這樣的好處就是讓核心機(jī)前后兩個(gè)軸承之間的距離盡可能小，旨在增加轉(zhuǎn)子的剛性，我們比較熟悉的RD33和AL31F發(fā)動(dòng)機(jī)的核心機(jī)都采用了類似的設(shè)計(jì)。

而且不僅僅是蘇聯(lián)/俄羅斯，不少發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)公司都采用了類似的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，比如說(shuō)RB211、F110等經(jīng)典發(fā)動(dòng)機(jī)的核心機(jī)，都是從三級(jí)壓氣機(jī)盤引出錐殼來(lái)安裝軸承的，所以我們才說(shuō)，這是一種相當(dāng)經(jīng)典的結(jié)構(gòu)。

而比較RD33和XF9發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)轉(zhuǎn)子的前部結(jié)構(gòu)，你會(huì)發(fā)現(xiàn)兩者結(jié)構(gòu)上確實(shí)有一些相似：都是前軸頸直接與第三級(jí)壓氣機(jī)盤的盤心連接，幾乎成直角連接。

↑RD33和XF9發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)比較↑

但是：蘇聯(lián)的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)師非常清楚這種方法的缺陷在哪兒，然后非常貼心地做了“補(bǔ)償”，也就是軸頸局部加強(qiáng)和環(huán)腔結(jié)構(gòu)。

簡(jiǎn)單說(shuō)，雖然前軸頸看起來(lái)是跟三級(jí)壓氣機(jī)盤的盤心連接的，但是實(shí)際上卻有從四級(jí)壓氣機(jī)盤緣伸過(guò)來(lái)的錐殼結(jié)構(gòu)幫助傳力，另外，RD33在前軸頸位置也做的異常厚重，為的就是防止局部變形影響轉(zhuǎn)子整體的剛度，所以RD33真實(shí)的傳力路線實(shí)際上跟XF9很不一樣，依舊是“拱形結(jié)構(gòu)”。

↑RD33對(duì)縮頭式結(jié)構(gòu)的補(bǔ)救措施↑

根據(jù)計(jì)算分析，RD33的環(huán)腔結(jié)構(gòu)和局部加強(qiáng)確實(shí)都是非常必要的措施，對(duì)于整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)剛性的增加是巨大的。而XF9跟RD33之間，僅僅是形似而已，可以說(shuō)，RD33結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)，XF9不一定占到，但是缺點(diǎn)，XF9卻一點(diǎn)兒沒(méi)有想過(guò)要彌補(bǔ)。

其他一些蛛絲馬跡

一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)，如果是專業(yè)人士去看他的結(jié)構(gòu)，只要下一定的功夫，就不難猜到其中的設(shè)計(jì)思路是什么，這也是為什么發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)人員要多看好發(fā)動(dòng)機(jī)，然后細(xì)細(xì)琢磨其中的“韻味”，看看一些優(yōu)點(diǎn)是怎么“交相呼應(yīng)”的，又看看一些缺點(diǎn)是怎么“亡羊補(bǔ)牢”的。

而對(duì)于XF9而言，可以很明顯地注意到一件事情：這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)于其他推比在10一級(jí)的發(fā)動(dòng)機(jī)，實(shí)在是太“粗”了，特別是鼓筒軸部分。如下圖所示，通過(guò)與F119發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)轉(zhuǎn)子的比較，其他不說(shuō)，好像XF9發(fā)動(dòng)機(jī)核心機(jī)轉(zhuǎn)子的鼓筒軸直徑太大了。

↑F110與XF9的對(duì)比↑

事實(shí)上，隨著先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室溫度的提高，核心機(jī)轉(zhuǎn)子都是盡可能離燃燒室遠(yuǎn)一點(diǎn)兒，好有充分的“緩沖區(qū)域”，這也是為什么F119、EJ200、F136等發(fā)動(dòng)機(jī)都在縮小鼓筒軸直徑。而XF9則反其道而行之，故意吧鼓筒軸的直徑做的很大，以至于XF9中，鼓筒軸幾乎與燃燒室是臉貼臉。

↑F119發(fā)動(dòng)機(jī)鼓筒軸和燃燒室之間的間隔很大↑

其實(shí)配合前軸頸的問(wèn)題我們就可以猜測(cè)：也許在設(shè)計(jì)的時(shí)候，設(shè)計(jì)人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)整個(gè)轉(zhuǎn)子的剛度不太夠，所以只好提高鼓筒軸的直徑，這才搞出來(lái)一個(gè)“鼓筒軸直徑天下第一”的情況出來(lái)。當(dāng)然，不管是因?yàn)槭裁?，如果這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)鼓筒軸如此之粗，日后肯定會(huì)有各種各樣的問(wèn)題：包括螺栓連接的穩(wěn)定、渦輪盤壽命、發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻等等，一系列的問(wèn)題。

他們已經(jīng)知道結(jié)構(gòu)有問(wèn)題嗎？

這么容易就能夠看出來(lái)，難道日本的航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究人員就看不出來(lái)嗎？而這個(gè)問(wèn)題也是我經(jīng)常問(wèn)自己的：他們已經(jīng)知道結(jié)構(gòu)有問(wèn)題嗎？或者他們壓根不覺(jué)得這是個(gè)問(wèn)題嗎？

日本對(duì)于XF9的宣傳一直都采用的是如下圖所示的結(jié)構(gòu)圖，并且他們?cè)赬F9發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵技術(shù)中的“輕量化壓氣機(jī)技術(shù)”中，也確實(shí)認(rèn)為這種從沒(méi)有人用過(guò)的結(jié)構(gòu)是他們的“創(chuàng)新”。這些研究已經(jīng)在2010-2015年就完成了、通過(guò)了驗(yàn)收。

↑宣傳中使用的XF9結(jié)構(gòu)圖↑

↑宣傳材料中的壓氣機(jī)輕量化技術(shù)↑

所以我們基本上可以相信，在部件研究階段，日本航發(fā)技術(shù)人員確實(shí)是篤定，這個(gè)結(jié)構(gòu)就是他們?cè)谖磥?lái)的XF9中要使用的，除非出現(xiàn)了不可回避的問(wèn)題，否則不會(huì)大幅度改動(dòng)現(xiàn)有結(jié)構(gòu)。

但是，到了2017年，XF9做核心機(jī)轉(zhuǎn)子試驗(yàn)的時(shí)候，宣傳材料中的核心機(jī)結(jié)構(gòu)卻變成了另外一個(gè)樣子：雖然普通人看不出明顯的區(qū)別，但是專業(yè)人士還是可以一眼看到變動(dòng)，甚至于同為航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)人員，對(duì)于每個(gè)變化背后的動(dòng)機(jī)，都可以猜的七七八八。

↑XF9核心機(jī)試驗(yàn)宣傳材料↑

↑核心機(jī)試驗(yàn)中的“改進(jìn)結(jié)構(gòu)”↑

也就是說(shuō)，如果核心機(jī)結(jié)構(gòu)確實(shí)如他們的宣傳圖所示，那么我們可以管中窺豹，去揣測(cè)一下，他們的研究人員自己是怎么看待這些結(jié)構(gòu)問(wèn)題的。甚至于經(jīng)過(guò)分析之后我們也能夠發(fā)現(xiàn)：他們大概知道自己錯(cuò)了。

處處都是妥協(xié)的修改

現(xiàn)在我們已經(jīng)根據(jù)資料假設(shè)了，在核心機(jī)試驗(yàn)階段XF9的結(jié)構(gòu)和部件研制階段的結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大的不同，從這些不同里，我們可以大概了解設(shè)計(jì)人員遇到了什么問(wèn)題。

我們先來(lái)看看前文說(shuō)到最核心的問(wèn)題：壓氣機(jī)前軸頸錐角太小。然后再看看修改之后的結(jié)構(gòu)，對(duì)比一下就可以發(fā)現(xiàn)：他們果然改了。

↑修改前后核心機(jī)壓氣機(jī)前軸頸錐角的變化↑

事實(shí)上，在2017年我第一次知道還有XF9這樣一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)、并且模模糊糊地在一塊高模糊展板上看到這個(gè)結(jié)構(gòu)的時(shí)候，我當(dāng)時(shí)就很確定，這個(gè)錐角的設(shè)計(jì)太奇葩了，會(huì)對(duì)整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)都有影響，要么這個(gè)展板要么是假的，要么他們要吃大虧?，F(xiàn)在果不其然，改掉了——以非常別扭的方式。

↑剛看到展板上的結(jié)構(gòu)時(shí)的想法（注意時(shí)間）↑

另外，相信各位一定注意到了，原先的結(jié)構(gòu)是直挺挺的錐角，現(xiàn)在居然變成了“三段式”，歪歪扭扭的實(shí)在是看著不舒服。而之所以變成這么別扭的結(jié)構(gòu)，就是被第二級(jí)壓氣機(jī)盤的盤心擋住了，必須要采取這么一個(gè)折中的方案。于是我們都仿佛可以看到設(shè)計(jì)人員在吼叫：

今天就是天皇老子來(lái)了，這錐角我也得給它掰上去！

而作為轉(zhuǎn)子剛度不夠而要力挽狂瀾的另一個(gè)“背鍋俠”——鼓筒軸，修改就更加勉強(qiáng)了。我們先看一下下圖中鼓筒軸修改前后的直徑變化——確實(shí)變得更粗了，并且我們又注意到一處不合常理之處：平滑的鼓筒軸居然有一個(gè)“小褶皺”，凹陷進(jìn)去一塊，這又是為什么呢？

↑修改前后鼓筒軸的直徑變化↑

↑鼓筒軸的彎曲對(duì)應(yīng)了燃燒室的輪廓↑

之前說(shuō)了，XF9的鼓筒軸因?yàn)橹睆教螅呀?jīng)離燃燒室太近了，現(xiàn)在還要接著擴(kuò)大，那怎么辦呢？還記得剛剛的“三段式”迂回的前軸頸嗎？鼓筒軸這里也“順利”地迂回了一把。于是我們又可以仿佛聽到設(shè)計(jì)人員的吼叫：

今天就是天照大神來(lái)了，這鼓筒直徑我也得給它加上去！

而且我們還能夠看到一些林林總總的變化，比如說(shuō)下圖中第一級(jí)壓氣機(jī)盤幾乎厚到幾乎需要用曠古絕今來(lái)形容（圖中的A），比如說(shuō)三級(jí)壓氣機(jī)盤的厚度也是極度不協(xié)調(diào)的，這也是對(duì)前軸頸錐角變化而不得不采取的補(bǔ)強(qiáng)措施。

↑核心機(jī)試驗(yàn)器相比原結(jié)構(gòu)的兩處變化↑

總之，發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)人員已經(jīng)意識(shí)到了情況好像有點(diǎn)兒不對(duì)，并且也在盡可能地修補(bǔ)，但是最后的結(jié)果就是處處都是妥協(xié)，處處都是處于頭疼醫(yī)頭、腳疼醫(yī)腳的尷尬之中。而且，問(wèn)題還不僅僅是這些，有大量一眼能夠看出來(lái)的不合理之處，我只能說(shuō)：但愿是我多想了吧。

聊聊日本航空發(fā)動(dòng)機(jī)的局限之處

事實(shí)上，日本航空發(fā)動(dòng)機(jī)的制造能力是非常強(qiáng)的，比如說(shuō)IHI一直都是GE最核心的幾個(gè)供應(yīng)商之一，其他包括沃爾沃、MTU、Avio等等，在行業(yè)內(nèi)絕對(duì)是如雷貫耳，所以幾乎世界上所有的先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)都有日本的參與。說(shuō)實(shí)話，如果有一天中國(guó)可以有一家跟IHI一樣的公司，那中國(guó)航發(fā)怕不是要笑醒過(guò)來(lái)。

但是，從這臺(tái)名為XF9的航空發(fā)動(dòng)機(jī)中，我們也可以看到日本航空發(fā)動(dòng)機(jī)在設(shè)計(jì)能力上的局限之處。

首先是部件設(shè)計(jì)強(qiáng)，但總體設(shè)計(jì)卻經(jīng)驗(yàn)不足。

按照日本防務(wù)省的材料，高壓壓氣機(jī)結(jié)構(gòu)早就已經(jīng)通過(guò)了驗(yàn)收，并且被冠之以“結(jié)構(gòu)輕量化”而作為一種新技術(shù)來(lái)驗(yàn)收的。我一點(diǎn)兒都不懷疑高壓壓氣機(jī)驗(yàn)收時(shí)候的嚴(yán)格程度，也絕對(duì)相信單單是高壓壓氣機(jī)一個(gè)部件運(yùn)轉(zhuǎn)的時(shí)候，它一定是非常正常的。

但是，高壓壓氣機(jī)和高壓渦輪運(yùn)轉(zhuǎn)起來(lái)都正常，那么拼起來(lái)之后就一定也運(yùn)轉(zhuǎn)正常嗎？這才是問(wèn)題所在。

實(shí)際上GE、普惠和羅羅之類的航空發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)商，他們的各種供應(yīng)商都有非常先進(jìn)的部件生產(chǎn)乃至設(shè)計(jì)技術(shù)，但是整機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)都是掌握在生產(chǎn)商手中，而這些恰恰是那些供應(yīng)商所欠缺的。

↑GE公司和供應(yīng)商↑

并且，我真的要非常認(rèn)真地說(shuō)一句：是先有厲害的發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)商，再有厲害的供應(yīng)商，這個(gè)順序不會(huì)反。

而在整機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)上，日本實(shí)在是差的太遠(yuǎn)了，整機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)給我的感覺(jué)就是毫無(wú)章法，跟其他所有同級(jí)別的發(fā)動(dòng)機(jī)在結(jié)構(gòu)上有著肉眼可見的區(qū)別，而且從我已有的知識(shí)上看，這區(qū)別不是什么好區(qū)別。

其次，是不信邪。

按理來(lái)說(shuō)，世界上優(yōu)秀發(fā)動(dòng)機(jī)那么多，只要認(rèn)真看一看，至少會(huì)發(fā)現(xiàn)，在絕大部分發(fā)動(dòng)機(jī)的研制過(guò)程中，幾乎從來(lái)沒(méi)有出現(xiàn)類似XF9的結(jié)構(gòu)形式，難道他們的研發(fā)人員就不知道想一想，為什么別人不這么設(shè)計(jì)嗎？

但是就這么一個(gè)誰(shuí)都沒(méi)有用過(guò)的結(jié)構(gòu)、跟幾乎所有的先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)都有肉眼可見的區(qū)別，就這么非常華麗地使用了，這得是有多大的自信？

創(chuàng)新不是走那些別人走過(guò)的、但是發(fā)現(xiàn)走不了的路，而是知道走什么路有什么下場(chǎng)之后再去結(jié)合自己的需要走一條新的或者哪怕是舊的路。你得信邪，各種大哥們沒(méi)做的事情，不是大哥們?nèi)?，是真不行?/p>

而且妥協(xié)不是不可以，比如說(shuō)就是在前軸頸位置，有不少發(fā)動(dòng)機(jī)都出現(xiàn)過(guò)為了增加錐角而采用彎折結(jié)構(gòu)和切削輪盤的妥協(xié)，比如下圖中的AI222發(fā)動(dòng)機(jī)，其實(shí)在錐角位置的妥協(xié)比XF9還要大。但是AI222之所以要這么干，是因?yàn)樗麄儾捎昧碎L(zhǎng)螺栓壓緊壓氣機(jī)盤的設(shè)計(jì)，這種方式極大地降低了研發(fā)成本以及生產(chǎn)/裝配/維修難度，付出的代價(jià)就是長(zhǎng)螺栓所在直徑位置不能太大，所以自然要靠“縮頭式”結(jié)構(gòu)提高轉(zhuǎn)子剛度，甚至于要從4級(jí)盤位置引出前軸頸，才不得不做前軸頸的妥協(xié)的。而且，鼓筒軸直徑還可以維持的很小，說(shuō)明在整個(gè)轉(zhuǎn)子的剛度控制上，設(shè)計(jì)師是心里有數(shù)的。

↑AI222發(fā)動(dòng)機(jī)的高壓壓氣機(jī)設(shè)計(jì)↑

所以問(wèn)題永遠(yuǎn)是：妥協(xié)是否有整體的規(guī)劃？是否帶來(lái)了更大的好處？這是“戰(zhàn)略規(guī)劃”和“戰(zhàn)術(shù)應(yīng)激”的區(qū)別，最后的結(jié)果簡(jiǎn)直相差了十萬(wàn)八千里。

而如果永遠(yuǎn)抱著一種“頭疼醫(yī)頭腳疼醫(yī)腳”的想法，覺(jué)得“這個(gè)問(wèn)題我只要稍微改一下就一定會(huì)好的！”，“我覺(jué)得這個(gè)問(wèn)題就是一個(gè)局部問(wèn)題，怎么可能會(huì)影響到整體呢？”，“改一下，能轉(zhuǎn)起來(lái)就行了，后面再說(shuō)”，在現(xiàn)代先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)這種高度一體化的機(jī)械結(jié)構(gòu)里，是行不通的。

最后，是玩不起。

在設(shè)計(jì)階段，發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)可以有很大的改進(jìn)余地，只要有決心，慢一兩年也是可以接受的，比如說(shuō)EJ200的發(fā)動(dòng)機(jī)，即便是在驗(yàn)證機(jī)已經(jīng)通過(guò)驗(yàn)收之后，依然在進(jìn)一步的設(shè)計(jì)過(guò)程中將前軸頸從二級(jí)盤移動(dòng)到一級(jí)盤上（當(dāng)然，不一定是因?yàn)閯偠葐?wèn)題），變化很大，一定是付出了相當(dāng)?shù)拇鷥r(jià)的。但是，一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)真的在設(shè)計(jì)階段發(fā)現(xiàn)存在問(wèn)題，那就一定要早發(fā)現(xiàn)早解決，而不是四處修修補(bǔ)補(bǔ)、到處都是那種兵臨城下時(shí)候的妥協(xié)。

↑EJ200發(fā)動(dòng)機(jī)在設(shè)計(jì)過(guò)程中的變化↑

不過(guò)，我需要說(shuō)一點(diǎn)，這個(gè)時(shí)候我們不能說(shuō)這就是設(shè)計(jì)人員心態(tài)或者能力的問(wèn)題，而是說(shuō)，如果一個(gè)國(guó)家沒(méi)有真正要搞好航空發(fā)動(dòng)機(jī)的決心，或者沒(méi)有足夠的經(jīng)濟(jì)硬實(shí)力，這塊骨頭是很難啃的。一套結(jié)構(gòu)方案作廢，光一件試驗(yàn)器本身的加工成本就已經(jīng)接近半個(gè)億了，更加不用說(shuō)新的試驗(yàn)、人工成本和時(shí)間成本，所以說(shuō)到底，還是國(guó)力。

到處妥協(xié)，甚至于不顧后果地妥協(xié)（前軸頸的三段式和鼓筒軸的大凹坑），最終只會(huì)有一個(gè)半吊子的成果——這在各種高科技產(chǎn)業(yè)的設(shè)計(jì)研發(fā)過(guò)程中，被驗(yàn)證了一萬(wàn)遍。

這個(gè)教訓(xùn)，不僅僅是對(duì)日本，對(duì)我們也是一樣適用。

那么，我會(huì)被打臉嗎？

估計(jì)有朋友會(huì)擔(dān)心，我在這兒言之鑿鑿地說(shuō)，XF9這不行那不行，萬(wàn)一有一天被打臉了怎么辦？ 這個(gè)我還真的不擔(dān)心，因?yàn)槲摇靶判?，而且玩得起”?/p>

其實(shí)所有的科學(xué)發(fā)現(xiàn)或者工程經(jīng)驗(yàn)都會(huì)面臨這樣的挑戰(zhàn)：以前以為的一個(gè)真理，時(shí)候被證明并非如此，而我今天會(huì)如此判斷，是基于現(xiàn)有的材料和已有的經(jīng)驗(yàn)所做的一家之言，難免會(huì)有紕漏。

比如說(shuō)XF9其實(shí)并不是這樣的結(jié)構(gòu)，或者核心機(jī)試驗(yàn)器并不是圖中所示的，或者兩種結(jié)構(gòu)出現(xiàn)的順序其實(shí)剛好相反，等等，又或者結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)其實(shí)沒(méi)有我想象中的那么重要，只要部件設(shè)計(jì)得好，就可以設(shè)計(jì)出最優(yōu)秀的發(fā)動(dòng)機(jī)等等，這些都會(huì)讓今天的這篇文章中間的某些結(jié)論產(chǎn)生偏差而“被打臉”。

比如，我曾經(jīng)在2017年的時(shí)候說(shuō)，如果沒(méi)有高空臺(tái)，日本這臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)很難做驗(yàn)證，所以這一點(diǎn)就卡著XF9。但是后來(lái)證實(shí)，當(dāng)時(shí)適用于XF9的高空臺(tái)已經(jīng)改造完成了，所以這件事情是我“預(yù)測(cè)失誤”。我當(dāng)然會(huì)承認(rèn)這件事情。

所以，如果XF9真的證明是一款無(wú)比成功的航空發(fā)動(dòng)機(jī)（當(dāng)然，不是說(shuō)給某個(gè)驗(yàn)證機(jī)裝上之后飛幾個(gè)小時(shí)就束之高閣的那種），那么我一定會(huì)好好研究自己哪里出錯(cuò)了，因?yàn)槲倚判?、并且玩得起，最終這就當(dāng)做學(xué)費(fèi)好了。

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