國務院日前印發的《中國製造2025》將航空裝備列為未來10年的重要突破目標。
航空裝備中，最受關注的當屬航空發動機。航空工業被比作現代工業的「皇冠」，航空發動機更被稱為現代工業「皇冠上的明珠」，是飛機的心臟。長期以來，一直有人不理解，為什麼中國造得出神舟飛船、造得出殲—10戰機，偏偏造不出先進的航空發動機?
航空發動機的研製究竟難在哪兒?中國該如何通過自主創新進行突破?記者進行了採訪。
研製究竟難在哪兒
要承受1700℃以上溫度，以及相當於3倍的蓄滿水後的三峽大壩底部壓力
「航空發動機是經典力學在工程應用上逼近極限的一門技術，本身具有超常的難度。具體說來，航空發動機是為飛行器提供動力的熱力機械，需要在高溫、高壓、高速旋轉的條件下工作，對研製的要求很高。」中航工業發動機公司總經理龐為介紹說。
溫度有多高?目前先進的航空發動機工作溫度在1700攝氏度以上，大大超過發動機渦輪葉片鎳基合金的熔點。
壓力有多大?發動機壓氣機增壓後的壓力高達50多個大氣壓，相當於3倍的蓄滿水後的三峽大壩底部壓力。
旋轉有多快?轉子每分鐘旋轉幾萬轉，葉尖承受的離心力相當於40噸重卡車的拉力。
有的人認為，高溫、高壓、高轉速固然對研製提出了高要求，但是宇宙飛船不也會面臨高溫問題嗎?海洋裝備不也要處理高壓問題嗎?為什麼航空發動機研製就被難住了?
龐為解釋說，高溫、高壓和高速，單獨看的確可以通過一些技術手段解決。比如：宇宙飛船、火箭，可以在高溫處覆蓋隔熱瓦，解決高溫問題;地面和水面動力，可以把發動機做得大一點，解決壓力、強度問題;一次性產品，如飛彈動力、火箭動力，不需要考慮長壽命，一些難題也就迎刃而解，最後燒掉或者不再使用就行了。
但是，航空發動機不一樣，其研製還有「體積要小、重量要輕、壽命要長、可以重複使用」的要求，這意味著難度成倍增加。「設計航空發動機就是要讓它在這些苛刻的約束條件下使性能得到最大發揮。了解這些特點，也就能夠理解研製航空發動機為什麼這麼難。」龐為說。
航空發動機之所以被比作現代工業「皇冠上的明珠」，一定程度上因為其研製集中了現代工業最尖端的技術、最先進的工業成果。因此，航空發動機發展水平也是一國綜合國力、工業基礎和科技水平的集中體現。如果一個國家在部分技術環節、部分工業門類上存在短板，就會制約航空發動機發展。龐為舉例說，如果材料工業拿不出最好的高溫材料，發動機的性能就上不去。航空發動機使用的精密電子元器件需要其他配套工業部門研製，如果這方面無法突破，就會影響到航空發動機性能的發揮。
「目前國際上能搞火箭、飛彈、核彈的國家有很多，能搞飛機的也有十幾個國家。但真正能搞航空發動機的國家只有美國、英國、俄羅斯、法國等幾個國家。綜合國力、工業基礎、科技水平，任何一方面跟不上，都搞不出先進的發動機。」龐為說。
為何需要那麼多錢
航空發動機不單是設計、製造出來的，更是試驗出來的。反覆試驗，近似於「燒錢」
不久前，中航工業集團董事長林左鳴表示，資金投入不足是制約航空發動機取得突破的主要因素之一。
這一說法立刻引起爭議。有的人認為，干不出來就說是錢的事兒，難道錢少一些就真不行嗎?
記者了解到，能夠生產航空發動機的國家，在這一項目上投入的資金的確不少，且歷時較長。根據統計，過去50年，美國投入航空發動機預研經費就超過1000億美元。裝備美國第四代飛機F—22的F119發動機，從最初的部件研究到具備完全作戰能力歷經32年，其中僅驗證機研製和原型機研製共投入31億美元。在這些國家，研製主體是企業，但大量投資來自政府。政府往往直接向企業投資研製軍用發動機，獲得的技術再間接向民用發動機領域轉移。政府也向航空發動機基礎研究和應用技術領域進行大量投資。
這麼多錢用在哪兒?
林左鳴說，航空發動機不單是設計出來的，也不單是製造出來，更是試驗出來的。反覆的試驗，一定程度上就相當於「燒錢」。
航空發動機研製，必須藉助大量的經驗數據。由於航空裝備的特殊性，這些數據只能靠自己試驗獲得。做試驗要購買原材料、加工試驗件，研製試驗設備，研究試驗技術，試驗過程本身也要消耗大量物資和能源。
航空發動機設計製造出來後，還要做大量的試驗進行驗證，以充分暴露問題。
很多試驗是研製程序和規範要求必須做的，包括零件試驗、部件試驗、系統試驗、核心機試驗、整機試驗等等，一級一級往上做，一項不能少。其中，整機試驗就要做幾千小時，甚至上萬小時，是真的在「燒」發動機。一台大推力發動機一小時要燒掉十幾噸煤油。有人會問，難道不能少「燒」一陣子嗎?據了解，按照規範，一些性能指標，比如疲勞壽命，試驗累積不到一定時數，就無法知道達不達標。試驗暴露出的問題，改進後還要繼續試驗。
有些試驗是破壞性試驗，需要破壞零件或整機。如渦輪盤破裂試驗，做完就報廢，而且一做就是幾十個盤，因為要累積數據。再比如民用飛機發動機中的風扇包容試驗和鳥撞試驗，試驗需要損毀整台發動機。這些試驗不做又不行，是適航體系、設計體系為了保證飛行安全而規定必須進行的試驗。
個別試驗是不是可以省略?龐為告訴記者，我國在航空發動機研製過程中也曾想走捷徑，省去一些試驗不做或做的次數少一些，但最後產品技術問題集中暴露，還得補充投資做試驗，而且耽誤了項目的總體推進。
除了試驗外，製造技術、材料技術也需要相當數量的投入，開展基礎研究、應用研究，並通過反覆疊代試驗進行驗證。
「講這些不是為了要錢，而是講清楚航空發動機產業是典型的資金密集型和技術密集型產業，離不開大量的投入，更依託於一國的總體科技經濟實力。」林左鳴說。
換個角度看，航空發動機研製雖然「費」錢，但研製成果運用的時間也很長，不會花一大筆錢、幾年就過時。國際上，一些型號的航空發動機成型後三四十年還在用。
研製正進入最好的時候
到2025年，中國的航空發動機裝備有較大把握取得突破，實現與世界航空動力強者同台競技
有一種說法，稱「我國航空發動機在上世紀50年代與國外相當，後來才逐漸拉大差距。」
近年來，我國航空發動機研製過程逐漸解密。記者從中航工業了解到，我國真正從預研開始研究發動機，是在上世紀70年代，型號研製則是從上世紀80年代開始。50、60年代，中國只是做一些航空發動機的修理和跟蹤研製。後來中國從蘇聯引進了幾型發動機生產，但蘇聯只轉讓生產圖紙，而且轉讓的是其即將淘汰的發動機型。如從蘇聯引進離心式渦噴—5發動機的時候，蘇聯的軸流式發動機已經出來了，離心式技術面臨淘汰。
「這些告訴我們，花再大的代價也買不來航空發動機先進的設計、試驗、製造、材料技術，我們必須堅定不移地走自主創新之路。」龐為說。
摘取現代工業「皇冠上的明珠」不容易。不過，在中航工業發動機公司採訪，不論是科研人員還是製造人員，許多人都對記者表示，眼下正是研製航空發動機最好的時候。
其一，經過多年持續的自主研製，今天航空發動機研製部門已掌握了一定的研製規律和設計製造技術，取得了一些成績，有利於加快推動航空發動機技術取得突破。
其二，我國國家綜合實力不斷增長，對航空發動機發展的支持將越來越大。今年《政府工作報告》將航空發動機列為重大項目，《中國製造2025》也將航空發動機作為重點發展的領域。「航空發動機研製迎來了難得的發展機遇。」林左鳴表示。
其三，隨著新技術的發展，以大數據、大聯接、雲計算、3D列印、新一代網際網路等為特徵的「智能智慧化」新業態將提升航空發動機的生產自動化、智能化水平。
其四，資金狀況日漸改善。在最新公布的世界500強中，中航工業位居159位，正把更多的財力和人力用於航空發動機研製。中航工業旗下目前有29家境內外上市公司，正積極通過資本市場融資，用於發動機項目。同時，社會資本也在積極進入航空發動機領域，有利於產業發展。
龐為說，隨著國家綜合實力的增強和企業自身的發展壯大，到2025年，中國的航空發動機裝備有較大把握取得突破，實現與世界航空動力強者同台競技。
補充:
這個世界上能自行製造第三代戰鬥機的國家/地區有12個（美俄中瑞法歐韓日台印 還有按照wiki標準我很不要臉的把巴基斯坦和伊朗也算上了 ）
能自行製造核武器的國家有9個
（美俄中英法印巴以朝）
能自行製造洲際彈道飛彈的國家有5個
（美俄中英法）
能自行製造大推力軍用渦扇發動機的國家有3個
（美俄中）
能自行製造大涵道大推力高性能民用渦扇發動機的國家 則就只剩2個了
（美英）
[此帖子已經被作者於2017/1/14 上午 07:34:09編輯過]
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