難產數十年，印度自主航發走錯了哪些路？

最近，印度航空制造業的發展情況因為“光輝”戰機在迪拜航展上的墜機事故而頗為引人矚目。印度政府對相關產業配套的建設情況，例如加速推動印度航空發動機項目的動作，也被多家媒體報道。

事實上，印度航空發動機項目起步并不晚，但如今依然成果寥寥，原因是多方面的。

印度的航空發動機自主研制主要由印度國防研究與發展組織（DRDO）下屬的燃氣輪機研究機構（GTRE）負責。1959年，GTRE成立；1959至1961年，GTRE研制成功了首臺10kN推力的小型離心式噴氣發動機，這是其第一件具備歷史象征意義的重要作品。但是該產品沒有批量生產裝備，其型號名稱和具體結構原理、實際性能水平在公開信息中也已不可考。

從后續歷史發展看，該發動機對后續的技術路線開拓，或者研發和組織能力的鍛煉沒有起到顯著作用。

HF-24

在GTRE成立后的早期階段，其較有實際價值的研究工作主要是以英國奧菲斯703小型單轉子渦噴發動機為基礎，通過改進部件設計以實現性能指標的大幅強化。

該發動機被裝配在印度自主設計的第一種噴氣式戰斗機HF-24“風神”（梵語為“Marut”）上。HF-24戰斗機最初計劃是一種超聲速飛機，但由于預算和政治條約制約，印度早期只獲得了無加力版本的奧菲斯703發動機，最大推力僅21.57kN，因此該型飛機實際只能以亞聲速飛行。

在20世紀70年代中期以前，GTRE最主要的工作就是對奧菲斯703發動機進行設計和性能摸底研究，實施改進測試，使其成為一款適合于超聲速戰機的動力。這一系列工作也成為了GTRE自主研制航空發動機的主要能力基礎。

GTRE對奧菲斯703發動機的改進主要包括兩個方面：一是為其添加加力燃燒室，提升18%的推力。二是改進了該型發動機壓氣機中的首級葉片，提升了發動機的整體跨超聲速推力。

加力版奧菲斯-703R發動機

不過，搭載加力版奧菲斯-703R發動機的HF-24 MK1R原型機（編號HF-032）在試飛中墜毀。

事故對該項目形成了嚴重的沖擊和延誤，到20世紀70年代后期，由于該發動機基本設計已嚴重過時，自主研發的加力燃燒室也嚴重超重，印度政府決定終止發展奧菲斯-703R和HF-24項目。

從改進結果和涉及范圍來看，GTRE的工作存在很大局限性。GTRE改進的都是核心機范圍以外的外圍部件，并沒有真正掌握以“高壓壓氣機+燃燒室+高壓渦輪”為主的核心機研發能力。

1974年在印度進行了波卡蘭-I核試驗后，印度從國外引進先進航發的政治阻力進一步增大。因此印度政府決定自行研制性能較高的新型發動機，這就是后來卡佛里（Kaveri）發動機的前身GTX37-14U/UB。

1977年，印度政府首次公開了GTX37-14U/UB系列的規劃情況。從規劃來看，印度政府對于發動機的真實性能認識清晰，但也存在幾個嚴重問題——從印度航發產業的后續發展情況來看，可以說目前印度航發產業的整體困頓局面就是從這個型號開始的。

GTX37-14U發動機

GTX37-14U是一型雙轉子渦噴發動機，推力為64.3kN，壓氣機包括3級低壓壓氣機和7級高壓壓氣機，高低壓渦輪均為單級。后來，在該機的基礎上又衍生了帶有0.215涵道比的GTX37-14UB渦扇發動機，該機加大了內涵道流量，使推力達到89kN。

這兩款發動機在設計時沒有明確的裝機對象，定位以科研樣機為主。UB渦扇型曾被提議應用在LCA“光輝”戰斗機上，但因為前段尺寸過大、無法匹配機身而被否決。

卡佛里發動機，是針對LCA的裝機需求，在GTX37-14UB基礎上緊湊化、輕量化（減重約250千克），且大量應用先進技術的大改版本。它的壓氣機級數減少了1至2級，渦輪前溫度提高300k，并將發動機控制系統從傳統的液壓機械控制升級為數字化電子控制。

無加力卡佛里發動機模型，注意壓氣機級數。

GTX37-14U/UB這兩款發動機上，印度實現了兩大概念上的重要觀念突破。首先，印度政府在規劃中體現了明確的“核心機體系”概念。卡佛里發動機就繼承了GTX37-14的卡比尼（Kabini）核心機。其次，印度政府的相關規劃中提到了“恒定額定推力”體制，這說明其認識到發動機的真實性能與使用環境密切相關。GTX37-14系列的推力指標采用了“恒定額定推力”體制，無論是在標準大氣環境下，還是在印度本土的高溫潮濕環境下，都能維持同等推力性能。而大多數美蘇發動機，其推力指標在印度環境下均存在一定程度的衰減。

但無法忽視的是，由于印度工業基礎能力較差，資源投入不足，同時又拒絕了多家西方航發企業的深入合作邀請，GTX37-14系列的設計中存在大量缺陷，一直未能排除。這也是后來卡佛里發動機一直未能實用化的關鍵原因。

舉例來說，由于經驗匱乏，GTRE在規劃、研究GTX37-14系列時，在沒有對核心機進行充分試驗的情況下，就輕率地將卡佛里的高壓壓氣機縮減為5級，導致級間負荷增大到不合理的程度，埋下了嚴重隱患。后來，在美國通用電氣公司前首席設計師彼得·齊普如（Peter A. Chipouras）訪問并提出建議后才調整到6級。

齊普如給出的一些建議令GTRE意識到此前未重視的另一方面問題：發動機的設計尺寸需要與運行條件實現對應性的匹配，制造尺寸的確定必須要考慮受熱和離心運動共同影響下形成的變形膨脹效應。從這些細節來看，直到卡佛里發動機項目的初期，GTRE設計工作中存在的試驗不充分、設計依據缺乏等情況依然普遍存在。

在俄羅斯進行飛行測試的卡佛里發動機

卡佛里發動機項目發展已經數十年，一直未能實用化，在印度國內也飽受批評，被指責浪費了國家大量資金。但公正地說，卡佛里發動機長期延誤的原因，除了脫離本國能力基礎，過度追求先進技術運用和高性能指標外，資源投入不足也是關鍵因素之一。

除了對項目本身的直接投資外，在風洞和高空臺、飛行臺等基礎研發測試設施建設上也存在投入不足的問題。這導致卡佛里發動機的測試工作必須高度依賴俄羅斯和歐洲多國，不僅研發效率低下，還耗時多、花錢多、扯皮多、延誤多。最終，由于發動機長期無法進入成熟階段，印度政府不得不長期追加額外投資，形成了嚴重的財政浪費。

在對外合作方面，盡管印度政府在GTX37-14U/UB和卡佛里等航空發動機的基本設計層面大量引入了來自西方的前沿概念，但在與西方進行深入合作研發上，印度決策層長期秉持保守甚至抵觸心態。在卡佛里項目啟動初期，美國通用電氣、英國羅羅、法國斯奈克瑪都曾向印度政府表達了合作意向，均被拒絕。

從2010年左右印度官方披露的信息來看，卡佛里發動機從核心機到加力燃燒室等外圍結構，存在普遍的性能不達標準情況，設計缺陷比比皆是，整體設計完善程度很低。

卡佛里發動機曾被計劃作為LCA“光輝”戰斗機的動力系統

直至2000年后，由于卡佛里發動機項目持續停滯，項目方承受了巨大的政治壓力，GTRE與國外廠商深度合作的工作才被提上日程。GTRE在2008年宣布，將與斯奈克瑪合作改進卡佛里發動機。但此時，卡佛里基礎設計已定，斯奈克瑪要指導其全面改進必然將事倍功半，因此法方希望說服印度放棄原有的卡弗里核心設計，以M88核心機為基礎重新發展中推項目。

該提議對印度政府來說不僅經濟上難以接受，而且被普遍看作違背了“印度自主研發”的初衷。2013年，印法合作破裂，印度轉而尋找其他發動機巨頭合作，但并無成果。2016年，印法一度宣布重新啟動合作，但由于核心矛盾依然無法解決，幾年后合作再次以失敗告終。

目前，印度政府依然在推進卡佛里發動機的研發工作。根據公開信息，印度政府計劃在完成該發動機的完善之后，推出無加力燃燒室版本作為無人攻擊機的動力系統。

此外，還有新聞提到，GTRE在卡佛里發動機的基礎上推出了艦載燃氣輪機的衍生版本。但截至目前，并未有關于這兩個型號實現實用化的報道出現。

近期，印度與俄羅斯開展合作，要開展AL-31FP發動機的國產化工作，GTRE還要求征用兩架印度空軍的蘇-30MKI戰斗機，計劃將其改造作為飛行試驗臺。據此推測，印度有較大可能不會選擇一步到位自研大推力軍用發動機的路線，更可能會基于卡佛里發動機的教訓，以現有成熟航空發動機為框架，通過國產化部分升級替代，漸進式地完善本國的航發研制能力，其未來的首款國產大推力發動機，可能會與AL31-FP存在明顯的血緣繼承關系。 （候知?。?/p>