阵风之心 法国M88军用涡扇发动机

阵风之心法国M88军用涡扇发动机

自从“幻影”F1战机与M53发动机的组合在“欧洲四国战斗机”项目选型中惨败于F—16后，不甘失败的法国人又回到了熟悉并且适合自身技术水平的无尾三角布局上，推出了“幻影”2000，其“搭档”依旧是M53。虽然该机与F—16之间的性能差距有所缩小，但无奈推出时间上的滞后使得“幻影”2000占有的国际市场份额与后者相比小得可怜，而且在价格和性能上也无法占优。为此，达索公司决定跳出单发中性战斗机这个圈子，向更大、更强、利润更高的双发战斗机领域进军。在“幻影”4000双发重型战斗机上验证了部分技术后，达索公司于1986年推出了“阵风”战机，并在当年的范堡罗航展上高调亮相。

“阵风”A原型机起初使用F／A－18A／B装备的F404－GE－400发动机，直到1990年5月斯奈克玛公司M88发动机完成为止。该发动机与斯奈克玛公司过去开发的“阿塔”和M53系列截然不同，使得发动机不再成为制约法国战斗机性能的主要瓶颈。然而，它的身世依然扑朔迷离。

法国制造的战斗机和攻击机装备的发动机，长期以来都是单转子结构。“阿塔”系列涡喷发动机几乎一统了当时法国开发的所有战斗机、攻击机和轰炸机的动力系统，即使是“幻影”2000上的M53涡扇发动机，也有着“超级阿塔”的别称。然而，单转子结构发动机高、低压段的转速只能取一个中间值，不能取相应的优化转速，涵道比也不能过大。如果涵道比过大，其带来的后果将是加力比小而加力推力不大。

单转子结构发动机还有一个缺点，就是喘振裕度不大，所以“阿塔”和M53都靠设置放气门来增加喘振裕度。但是这样一来又会使得增压比降低，推力减少。加之法国人的压气机设计水平不高，M53的压气机级数偏偏又少，仅有3级风扇、5级高压，这就造成其推重比和单位推力都比较低。与之相比，压气机增压比同样不高的俄制RD33发动机则采用了4级风扇、9级高压的设计。不过有弊也有利，较小涵道比带来的好处是迎风面积减小，单位迎风面积推力提高，高空高马赫数下加速能力较好。配合飞机进气道的设计特点，“幻影”2000在高空高速飞行包线内相对F－16有着很明显的优势。

值得一提的是，法国透博梅卡公司和英国罗尔斯·罗伊斯公司为“美洲虎”攻击机而联合研制了“阿杜尔”涡扇发动机。其中，罗尔斯·罗伊斯公司负责研制燃烧室、高／低压涡轮、低压轴、排气锥、混合器、滑油箱等；透博梅卡公司负责其余部件，如压气机、机匣和外部传动装置、加力燃烧室喷管延伸段等。发动机部件按分工制造，然后送到两国的总装线上进行最终装配。由此可以看出，占据主导地位的是罗尔斯·罗伊斯公司。

尽管从推力和推重比上看，“阿杜尔”的性能水平不算高，但其采用了大量在当时十分先进的技术，包括：定向凝固和单晶涡轮叶片，由此可以带来更高的涡轮前温度：环形结构燃烧室：可调收扩喷管：钛合金宽弦叶片制造的高压压气机叶片以及小展弦比叶型设计。

尽管出于成本、风险以及终端平台定位的考虑，英、法两国在合作时采用的设计相对保守。也没有刻意追求减重而大量使用钛合金。但是单晶涡轮叶片的使用让法国在涡轮叶片材料上接触到了领先者的技术。法国之所以后来能够在新型号发动机上大幅度提高涡轮前温度，这次合作颇有裨益。

CFM的建立

在20世纪70年代，斯奈克玛公司为了进军民用市场，选择美国通用动力公司作为合作伙伴，准备以B—1轰炸机的F101发动机核心机作为原准机，开发商用发动机。但是，F101发动机属于战略平台的核心装备，美国政府与国防部都不批准这个合作项目。当时，普·惠公司的F100发动机已经占据了美国空军战斗机动力的统治地位，其3T3D和。ITSD等民用发动机的销售情况也是形势大好，它们在1965年世界民用发动机市场上的份额甚至高达92.4％。迫于生存压力，通用动力公司为了争取到这个翻身的机会，不仅大力游说政府高层，还提出不让斯奈克玛公司接触F101的核心技术，并按照“需要和了解”的基础交换资料。整个项目由通用动力公司负责系统一体化实施，并且民用F101发动机的核心及设计参数将降适当降低。通用动力公司还进一步建议美国国务院和商务部监督资料的交换过程，以保证其符合美国政策。

1973年5月30日，美国总统尼克松和法国总统蓬皮杜在葡萄牙亚速尔群岛进行双边高峰会议，CFM56赫然列在日程表上。在准备工作中，尼克松表示，他期待的是政治讨论，但是被“某种喷气发动机”的事项打了岔。尼克松驳回了所有反对意见，按照通用动力公司的建议批准了该项目。当日，尼克松与蓬皮杜联合宣布了此项决定。1973年6月4日，国务卿基辛格代表总统发布220号国家安全决策备忘录，批准该合作项目，但附加下列条件：

与法国政府达成关于出口发动机核心机的物理安全和技术保护的满意协议；

关于法国政府不谋求对美国进入欧盟的飞机征收新的关税。

于是，1973年9月两国恢复合作，并于1974年9月28日正式成立CFM国际公司。虽然美国政府在合作协议中对技术保密仍然持谨慎态度，但是斯奈克玛公司凭借着自己在所负责工作上的出色表现，获得了与通用动力更深程度的技术交流。同时，斯奈克玛公司使用特殊手段得到了F101发动机核心机GE9和演化型号E88的技术，M88发动机的起源可以说很大程度来源于此。

技术特点

压气机M88-2发动机的结构为风扇3级，第一级带凸肩。高压压气机6级，采用三维设计技术，前3排整流叶片可调，在第4和第5级之间设引气口，高级负荷。相比基于类似核心设计的F404发动机，M88-2少一级高压压气机，其总压比为24.5，F404则为26，同样改进自F404的RM12也达到了27.5。由此可以看出，因为M88-2少一级高压压气机给总压比带来了不利影响，不过级数减少也能部分减轻结构重量和几何长度，适当缩小载机的发动机舱轮廓。

M88-2风扇压大约在4以内，高于F404的3.641；而高压压气机压比则为6.125，低于F404的7.14。级压比方面，M88-2为1.35，只略高于F404的1.324，更加低于RMl2。考虑到M88与F404的高压段有很大的继承性，两者性能参数上的差异表明法国在压气机设计上仍然有所不足。相比之下，F414发动机采用3级风扇、7级高压，达到30以上的总压比。EJ200发动机的总压比为26，虽然不算太高，但只用了3级风扇、5级高压结构，比同样总压比的F404减少了2级。