在2024年范堡羅國際航空展上，韓國韓華集團展出一款新型發動機的概念原型機。資料圖片

  前段時間，在2024年范堡羅國際航空展上，韓國韓華集團展出一款新型發動機的概念原型機。據報道，該發動機有望在未來10年內取代美國F414發動機，成為韓國KF-21戰機和新型無人機的國産“心臟”。

  當前，KF-21戰機搭載的F414發動機，是美國20世紀90年代的産品，性能表現平平，韓國下決心研發國産“心臟”，試圖打破發動機技術受制於人的局面。

  航空發動機被稱為現代工業“皇冠上的明珠”。近年來，韓國通過承接美軍戰機組裝任務引進F-16等戰機生産線，逐步掌握了航空發動機的總體設計、生産工藝、質量控制等方面技術。那麼，韓國研發國産發動機能否一帆風順？其航空工業發展前景如何？請看解讀。

  從修飛機到造飛機，韓國航空工業艱難起步

  研製五代機是一個難度系數很高的航空系統工程。作為高精尖裝備的典型代表，誰擁有了自研五代機的能力，誰就拿到了航空強國的“入場券”。在過去幾年裏，土耳其、日本等國躍躍欲試，韓國也不例外。

  2021年4月9日，時任韓國總理文在寅主持了首架國産戰機KF-21原型機的下線儀式，並宣布韓國自主國防時代已經到來。儘管多項關鍵核心技術未取得實質性突破，但這款戰機依然是韓國航空工業20多年艱苦研發取得的重要成果。

  20世紀80年代，由於美日貿易摩擦，美國航空産業開始向韓國轉移。為了抓住難得機遇，韓國航空工業從零起步，以廉價勞動力換取F-5、A-10等多型戰機組裝維修合同，邊生産邊學習提升仿製能力。20世紀90年代，韓國空軍引進F-16戰機生産線。韓國與美國達成授權組裝生産協議，韓國大宇、現代以及LG等多家航空製造企業紛紛響應，加入對美軍戰機生産技術的引進計劃。1994年，首架韓國版KF-16下線，實現70%機體、40%至50%電子設備國産化。由此可見，韓國當時就不滿足於維修、組裝和仿製，更希望研製出真正的國産戰機。

  緊隨引進F-16戰機生産線，1992年，韓國與美國聯合啟動超聲速高級教練機計劃，於2002年8月20日成功首飛原型機，命名為T-50“金鷹”教練機，並派生出FA-50輕型戰機。這是韓國航空工業首次全程主導噴氣式戰機的設計研發和組裝生産，為研製先進戰機奠定基礎。

  為了追趕航空強國步伐，韓國於2001年提出五代機KF-X項目。該項目被韓國政府提升到“國家目標”高度，按照最初設計的技術和戰術指標，將全面超越法國“陣風”和歐洲“颱風”戰機。此後，韓國航空工業迎來高速發展時代。

  一方面，整合航空産業布局。韓國韓華集團收購三星特克溫公司，成立韓國唯一的航空發動機整機製造企業，在壯大自身力量的同時對國外技術公司進行收購。比如，在越南首都河內成立海外生産基地，提升國際競爭力和生産能力；收購美國一家航空發動機零件商，成立韓華航空航天美國公司，進一步提升産品研發能力。

  另一方面，打造國産基礎設施。韓國頒佈《航空航天産業開發促進法》，由政府帶動100多家企業參與相關配套設備研發，推動國産戰機發展。比如，韓國航空航天研究院自1995年開始逐步構建壓氣機、燃燒室、渦輪以及航空發動機整機試驗和評估設施；韓國國防發展局打造高空試驗&，用於中等推力軍用渦扇發動機試驗和核心機試驗；電子系統、控制軟體等也都用上了國産研發産品。

  去年6月，隨着KF-X項目最後一架KF-21原型機完成試飛，該項目進入量産準備階段。通過KF-X項目，韓國航空工業正邁出武器裝備國産化的重要一步。

  引進核心技術受限，國産“心臟”研發舉步維艱

  航空界有句名言：“一代發動機決定一代戰機。”以第五代發動機為例，相比上一代發動機，燃氣溫度和推力都有很大提升，能夠幫助戰機實現超聲速巡航。自KF-21戰機設計以來，韓國軍方一直期盼KF-21戰機裝備性能更先進的發動機。

  面對更新換代需求，韓國政府提出“先引進後自研”的兩步走發展戰略。作為軍用航空發動機的研製方之一，韓國韓華集團也同樣認為，高性能發動機研製並非一蹴而就，需要依靠美國的技術力量。

  然而，美國為了防止韓國研製出比肩F-35的先進戰機，對韓國提出包括25項核心技術在內的清單，並予以嚴格審查。在韓國政府的堅持下，美國最終同意洛克希德·馬丁公司轉讓21項技術，但在至關重要的核心技術上，美國仍然拒絕轉讓。最終，韓國決定採用美國通用電氣公司生産的第四代渦扇發動機F414，採購了240&發動機和相應備件以供量産使用。

  目前，KF-21戰機有40余項核心技術沒有取得實質性突破，包括最關鍵的隱身技術問題也遲遲未能解決，五代機的設計定位因為裝備F414發動機不得不降級。雖然在戰機性能上做出妥協，韓國自主研發發動機的決心卻十分堅定。近年來，韓國韓華集團接連公布多種推力級渦扇發動機研發計劃，並積極開展先進發動機相關技術研究，力圖縮短高性能航空發動機研發周期。

  儘管如此，從近年來韓華集團在航空發動機的研發成果來看，包含低壓壓氣機葉片在內的冷端部件技術相對成熟，而對於高壓壓氣機等熱端部件的設計能力依然偏弱。

  為此，韓國國防發展局“撮合”從事燃氣輪機製造的鬥山重工集團與韓華集團合作研發，利用鬥山重工集團在燃氣輪機熱端部件設計製造上的優勢彌補韓華集團的短板弱項。

  憑藉地緣政治優勢，韓華集團還在2019年以3億美元收購了美國EDAC科技公司。EDAC科技公司專門從事航空發動機零部件製造，韓華集團不僅從該公司獲得諸多先進轉子部件的製造技術，還得到了超過110家美國航空發動機零部件製造企業的業務合作關係。

  不過，KF-21戰機多項核心技術仍由美國提供，未來該戰機出口必須徵得美國政府批准。如果研製不出來國産發動機，KF-21項目便無法擺脫美國控制，這是韓國必須直面的問題。

  概念機呼聲頗高，難掩多重現實難題

  經過多年技術積累，韓國為KF-21戰機打造國産發動機的計劃終於揭開“面紗”。前段時間，在2024年范堡羅國際航空展上，韓國韓華集團展出了一款新型發動機的概念原型機。該原型機採用6級壓氣機設計，無加力狀態下的推力範圍為15000至18000磅，全加力推力可達到24000磅，多項指標超過美國F414發動機。

  新型發動機一亮相，就引起世人關注。此次國産發動機研發項目由韓國政府主導、投資超過22億美元，動員國內十余家軍工企業、高校、研究所參與其中，將成為“韓國建國以來規模最大的國防力量項目”。

  儘管呼聲頗高，韓國新型發動機研發仍處於概念論證階段，後續還需要細化設計、樣機製造與試驗、生産定型、持續改進等階段，才能最終達到一款成熟航空發動機的設計標準。目前，韓國航空工業需要攻克以下幾道難題。

  一是滿足算力需求。研製航空發動機是一個既龐大又複雜的系統工程。即使韓國設計人員以F414發動機為藍本設計製造更先進的發動機，同樣需要對葉片布局、結構設計、材料應用等方面進行重新考量。據統計，一台軍用航空發動機零件數量超過30萬個，需要動用超級計算機進行倣真計算。有數據統計，目前韓國擁有12&超級計算機，計算能力排在全球第九位，航空發動機産業從業人數不超過7000人，相關設計人才缺口很大。

  二是高溫材料製造。軍用渦扇發動機的渦輪前溫度越高，越有利於提升發動機推力。發動機燃燒室的溫度超過2000℃時，渦輪産生的溫度將達到1500℃，需要使用耐高溫、高強度、耐腐蝕的先進材料。目前，韓國在航空發動機專用材料方面的研發還處於起步階段，需要投入很長時間攻克這些材料技術難題。此外，韓國礦産資源較少，主要工業原材料均依賴進口，原材料和設備無法實現自給自足，制約了航空發動機專用材料的研發工作。在發動機進入量産階段後，材料匱乏和進口限制等問題或將更加突出。

  三是試驗&&搭建。航空發動機研發需要通過“技術驗證機—工程驗證機—原型機”的模式生成，經過反復驗證，樣機的可靠性、耐久性將會得到持續提升，直至達到定型標準。特別是先進航空發動機，必須經過葉片飛脫試驗、耐久試驗、吞鳥試驗等30多種試驗，在試車&、高空模擬試車&和試驗機上運轉上萬個小時，才能在性能、質量、適航等方面應對不同使用環境的挑戰。目前，韓國僅擁有一座中等推力發動機的高空模擬試驗&，故障模擬種類和診斷排除故障能力仍需提升，與將要研發的新型發動機試驗能否匹配還是未知數。

  航空發動機是現代工業“皇冠上的明珠”。韓國想要摘下這顆“明珠”，既需要強大的國力作後盾，更需要完整雄厚的航空工業作保障。韓國能否突破西方技術封鎖，實現自主國防，還有待觀察。（姜子晗　肖凡　王文輝）