近日，俄羅斯國家技術集團（Rostec）宣布，他們已經完成了新型PD-8發動機自動控制系統（ACS）的研發工作，僅用時一年半時間。

Rostec還表示：“如果一切順利，該系統将在2023年開始批量生産。”

PD-8發動機是PD-14發動機的衍生型号，推力較PD-14小一些。

對抗封鎖，國産化為第一要務

之所以在眼下這一時間節點公布這一消息，是因為PD-8這套“國産化”ACS系統的推出帶有非常強烈的應急色彩。

近年來，俄羅斯面臨極為不利的國際環境，保證PD-8乃至整個PD-14家族發動機項目的延續是至關重要的工作。因此，提升發動機關鍵系統的國産化率成為了優先級最高的工作，而其他問題，如功能是否更完備、性能指标是否有所提升等則屈居其次。

SSJ-100支線客機是PD-8發動機未來主要的裝機對象。

自2014年克裡米亞事件後，俄羅斯就一直遭受歐美的技術封鎖禁運和經濟制裁。這造成了俄羅斯無法通過正常的引進渠道獲得諸多航空領域相關材料、設備和元器件等資源和技術。

此外，近年來随着俄烏關系的持續惡化，歐美對俄羅斯的封鎖和制裁還在加強，涉及的項目也越來越多，民用客機MS-21也遭遇了碳纖維複合材料禁運等一系列封鎖。

别-200水上飛機未來也可能換裝PD-8發動機。

對于俄羅斯來說，完成PD-8的ACS系統的國産化，意味着所有材料，尤其是電子元件都将直接在俄羅斯境内完成采購。

從短期來看，配備這一ACS系統的PD-8發動機将替換法俄聯合研制生産的SAM-146發動機，完成SSJ-100“完全國産化”上的關鍵一環，恢複生産交付工作。而從長期來看，這一工作也将是俄羅斯加速實現航空工業現代化轉型的關鍵環節之一。

作為發動機核心的ACS系統

Rostec提到的ACS系統實際上就是國内經常提到的全權限數字發動機控制系統（FADEC）。

為了維持各項功能的正常，航空發動機需要一個控制系統來調節各個部件——從最基本的燃油流量控制來說，油給的太少發動機就要熄火停車；但油給的太多，溫度就會過高，導緻發動機故障甚至起火燒毀。而這其中“多”和“少”的具體數值在不同的飛行速度高度、不同的飛行負載條件下，又是完全不同的。

此時，發動機控制系統的重要性就顯現出來了：它不僅能根據設計者制定好的指令，控制燃油輸送的最小和最大流量，還能根據渦輪、壓氣機的轉速等數據，調節到最合适的燃油流量……這還僅僅是ACS系統最基本的功能。

在以F-119發動機為代表的全球第三代數字化發動機控制系統中，其控制的功能能達到20個以上。

在早期的發動機控制系統中，各種調節功能通常是使用“機械-液壓”部件來實現的。但是随着發動機本身變得越來越複雜——從渦噴進化到渦扇，從單轉子進化到雙轉子、三轉子，壓氣機靜子葉片從固定式發展為可調試，尾噴管進化到可調節噴管，甚至帶有矢量推力功能......

傳統的“機械-液壓”調節裝置已經難以同時應付如此複雜的發動機了。

壓氣機溫度傳感器

葉片轉速傳感器

電子控制器

另一方面，當發動機變得越來越精密，維護、檢修工作的難度也越來越大。

因此，精确監控多個部件的工作狀态，對發動機的潛在故障進行預測、警示，已經成為保障發動機正常使用的剛性需求。

基于這些變化和需求，在當代的先進發動機控制系統設計中，純粹的控制功能往往占比隻有20%甚至更低；其餘80%甚至更多的設計工作，都是為了更好地滿足發動機維護、管理的各種需求。

可以說，沒有優秀的發動機控制系統，就稱不上一台可靠、強大的發動機。在大中型發動機上，控制系統的研制費用一般占整個發動機系統研發費用的15%~20%；對小型發動機來說，這一比例更可高達30%。

在這些因素的共同作用下，基于數字控制電路的全權限數字發動機控制系統成為了當下全球的發動機主流設計選擇，俄羅斯PD-8發動機的ACS系統也一樣。

“基本功”紮實，短闆也明顯

從既往的發動機型号來看，俄羅斯在航空發動機基礎研究和設計上的“基本功”非常紮實。他們對于航空發動機在各種工作狀态下，各個區域的氣流和燃燒狀态差異、各個不同部件如何協調工作才能得到最好的效率......諸多關鍵因素，都有相當深刻的了解。

而且，對于俄羅斯航發的技術骨幹團隊來說，更先進的發動機控制系統一直是其樂意且擅長學習的領域——俄羅斯學習、引進當代發動機控制系統的過程正說明了這一點。

拉紮克發動機

拉紮克發動機是法國在20世紀60年代研制的一款發動機，用于小型噴氣教練機。到1993年該發動機已經停産。但俄羅斯要求購買該型發動機的專利技術——附帶條款是法國必須和俄羅斯合作，為拉紮克發動機開發一款全新的數字化發動機電子控制系統。

作為一款材料老舊、設計過時的小型發動機，拉紮克的基礎設計極易被掌握。但同時，該發動機又是一台雙轉子的渦扇發動機——這意味着它與今日的各種主流、先進渦扇發動機具備高度相近的基礎構架。

因此，對俄羅斯來說，引進拉紮克發動機的最大意義就是以其為平台，獲得一個簡單易懂、且方便推廣到其他型号的試驗平台，并讓法國人“手把手”地教他們怎麼設計數字化的發動機控制系統。

通過類似方式，俄羅斯以相當小的成本快速、高效地掌握了當代先進航發控制技術的基本框架，并推廣應用到了之後的各種更先進和複雜的型号上。對比另一些在先進發控技術上走過彎路的後發國家，20世紀90年代之後，俄羅斯在ACS系統的研發和設計工作相當順利和高效。

但對PD-8發動機的ACS系統來說，最大的短闆并不在于航空相關系統的設計工作，而在于更加基礎的行業能力如材料、機電、電子電氣制造等更方面，尤其是從設計研發轉入量産階段。

航空發動機的工作環境極為嚴苛，作業時長和頻率也較高，ACS系統也同樣面臨着極高的作業要求，涉及的基礎元件包括大量能适合極高工作溫度和劇烈振動、同時重量和體積要非常小巧的傳感器、超大規模集成電路、油泵、高速閥門、電機等各種器件、結構材料。

目前，全球各國用于商業航發的基礎元器件幾乎無一例外均出自西方航空巨頭之手。對于俄羅斯來說，如果能夠如期在2023年達成PD-8發動機ACS系統的批量生産，背後必然會隐藏着其基礎性行業驚人的跨越性成就。

顯然，這是一項難度非常高的挑戰。而俄羅斯是否如其所言，确實做到了“完全國産化”，并且如期實現量産化，我們還需要拭目以待。

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