8月28日，中国航空发动机集团在北京正式成立。这一天，离新中国领先的台航空发动机的诞生，已经过去了整整62年。

虽然新中国的领先的台发动机只是台活塞发动机，但却大大提升了国人的志气，因为新中国也能生产航空发动机了，这本身就具有划时代的意义。

在领先的台中国制造的航空发动机面世之后，满怀激情的航空人，仅仅用了两年时间，又制造出了新中国领先的台喷气发动机，而这标志着中国成为世界上第七个能制造喷气发动机的国家。

之后涡喷5系列发动机的研制成功，则奠基了中国航空发动机工业，造就了几代航空人才，推动了新中国整个航空事业的发展和进步。

航空发动机的研发，就是螺狮壳里做道场

很多发动机专家觉得，用“螺蛳壳里做道场”这句话来形容航空发动机，一点都不为过。一台用于超声速战机的涡扇发动机直径一般仅1米左右、长度4米左右、重量不超过2吨。以F119发动机为例，这么小的一个圆筒状物体，要塞进3级风扇、6级高压压气机、燃烧室、高压涡轮、低压涡轮、加力燃烧室、二元矢量收敛-扩张喷管，还要在之间安排冷却空气通道，周围安装燃油控制系统等。仅从空间考虑，设计、制造一台高性能的涡扇发动机，难度就极大。

更难的是，现代航空发动机不但要在这样狭小的空间里容纳上述功能旋转部件，还需要在这样一个封闭狭小空间内把外界一个大气压力的空气压缩至40-50个大气压。这是什么概念？这个压力值等同于三峡大坝蓄满水后坝底压力的3倍！而今后还可能增大到80-100个大气压，相当于在指甲盖这么大的空间上承受100千克的压力。大家可能不知道，航空发动机转子的转速高达数万转/分，如此高的转速给零部件带来巨大的离心力，有的发动机一片叶片就要承受40吨之大的离心力。而发动机运转每秒种所需要的空气，需要350台抽油烟机同时工作才能勉强满足。

更严峻的是，发动机燃烧室及涡轮处的温度非常高，运转中的航空发动机往往要达到1600-1700摄氏度，加力燃烧室内温度高达1800-1900摄氏度，而目前镍基高温合金材料能耐受的的最高温度仅为1100摄氏度。为此，科学家们正在研究陶瓷基复合材料、碳/碳复合材料、难熔金属硅化物基复合材料等新型耐高温材料。而在这些材料没能工业化生产之前，现在发动机中不得不采用复杂的冷却系统，要设置像迷宫一样的冷却通道，成千上万个引入冷气的细微小孔。这些都给设计、试制及试验带来了极大的技术挑战。

而发动机要提高推力与自身重量之比，还要将压气机和涡轮造得更轻巧。压气机和涡轮的传统制造工艺是将叶片以榫头、榫槽锁紧的方式连接在叶盘上，但欧美第四代航空发动机已开始采用整体叶盘。即用电子束焊接等方法将单晶空心精铸叶片固定在叶盘上，重量可比传统工艺制造的降低30%。但这依然不是极限，目前科研人员正在努力将整体叶盘中的轮盘部分去掉，使其成为整体叶环，零件的重量将降低70%。

涡扇发动机的风扇远离燃烧室，热负荷低，但它的气动效率也被作为另一个提升发动机效率的途径正被大肆挖掘。目前最流行的是采用宽弦风扇叶片，宽弦无凸台风扇叶片可有两种选择方案，即钛合金风扇叶片和复合材料风扇叶片。钛合金叶片采用钛合金毛坯经切削加工成两半叶片，用真空扩散焊接成一个整体空心平板叶身，然后在真空炉内通过蠕变、弯扭初步成形，最后经超塑成形至最终叶型。

航空发动机一直被视为“工业皇冠上的明珠”，这一称谓绝非空谈。航空发动机的研发涉及到流体力学、气动力学、热力学、结构力学、材料力学、调节原理、自动控制、新材料、新工艺等多个学科的最新知识与技术。所以难在设计上，难在材料上，难在工艺上。

航空发动机研制逼近技术极限

更严峻的是，发动机燃烧室及涡轮处的温度非常高，运转中的航空发动机往往要达到1600-1700摄氏度，加力燃烧室内温度高达1800-1900摄氏度，而目前镍基高温合金材料能耐受的的最高温度仅为1100摄氏度。为此，科学家们正在研究陶瓷基复合材料、碳/碳复合材料、难熔金属硅化物基复合材料等新型耐高温材料。而在这些材料没能工业化生产之前，现在发动机中不得不采用复杂的冷却系统，要设置像迷宫一样的冷却通道，成千上万个引入冷气的细微小孔。这些都给设计、试制及试验带来了极大的技术挑战。

而发动机要提高推力与自身重量之比，还要将压气机和涡轮造得更轻巧。压气机和涡轮的传统制造工艺是将叶片以榫头、榫槽锁紧的方式连接在叶盘上，但欧美第四代航空发动机已开始采用整体叶盘。即用电子束焊接等方法将单晶空心精铸叶片固定在叶盘上，重量可比传统工艺制造的降低30%。但这依然不是极限，目前科研人员正在努力将整体叶盘中的轮盘部分去掉，使其成为整体叶环，零件的重量将降低70%。

涡扇发动机的风扇远离燃烧室，热负荷低，但它的气动效率也被被作为另一个提升发动机效率的途径正被大肆挖掘。目前最流行的是采用宽弦风扇叶片，宽弦无凸台风扇叶片可有两种选择方案，即钛合金风扇叶片和复合材料风扇叶片。钛合金叶片采用钛合金毛坯经切削加工成两半叶片，用真空扩散焊接成一个整体空心平板叶身，然后在真空炉内通过蠕变、弯扭初步成形，最后经超塑成形至最终叶型。

航空发动机一直被视为“工业皇冠上的明珠”，这一称谓绝非空谈。航空发动机的研发涉及到流体力学、气动力学、热力学、结构力学、材料力学、调节原理、自动控制、新材料、新工艺等多个学科的最新知识与技术。所以难在设计上，难在材料上，难在工艺上。

航空发动机是国家核心竞争力

60年前，中国人制造的涡喷发动机，让中国成为了第七个能制造喷气发动机的国家。而60年后的今天，世界上能够制造大推力涡扇发动机的国家只剩下了五个。巨大的资金投入，冗长的研发时间，让很多国家对喷气航空发动机望而却步。而且就现代涡扇发动机而言，引进仿制所花费的时间甚至要长于自我研发的时间，这也是航空发动机研发日益复杂的侧面佐证。

美国长期将航空发动机列为国家前列关键技术之一，美国国家关键技术计划说明书中写道：“航空发动机是一个技术精深得使新手难以进入的领域，它需要国家充分开发、保护并充分利用该领域的成果、需要长期的数据和经验积累以及国家大量的投入”。西方国家历来高度重视发展和保护动力工业，有的国家放弃了自己的飞机整机研制，却始终把航空发动机牢牢抓在手里。发达国家还在人力资源方面实行看不见的封锁，不仅限制其他国家人员进入航空发动机核心研制领域，而且限制本国相关人才向国外转移，以此来保持产业实力。

美国从上世纪50年代开始核心机预研计划，至今已经发展出七代核心机。俄罗斯目前正努力由第四代向第五代跨越，而其他国家还在第四代上摸爬滚打。西方国家通过几十年的基础研究，投入了大量人力、物力、财力，获取大量工具、准则和实验数据库，才基本掌握了核心技术。航空发动机基础研究面临的各类问题范围广、难度大，因此需要建立长期的领先发动机基础研究计划。

过往的中国，许多领域都习惯于跟随式创新，并以后发优势实现了综合国力的大幅提升。目前，在不少领域，中国正在逼近“跟跑”的天花板。未来的中国，必须以系统性改革推动自主研发、实现颠覆式创新。在此过程中，航空发动机技术将成为国家核心竞争力。

（转自 看航空 微信公众号）