图：资料图片







	



	　　导读





	　　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。美国国家关键技术计划说明书中这样写道。





	　　作为现代工业皇冠上的明珠的航空发动机，是衡量一个国家综合科技水平、科技工业基础实力和综合国力的重要标志。我们总是不能理解，为什么中国造得出神舟飞船、造得出歼-10战机，偏偏造不出先进的航空发动机？以前由各大军工集团联合研制，由于种种原因，我国航空发动机始终没有给国人带来多少欢乐。国人的愤怒终于催生了中国航空发动机集团有限公司的成立，让我们拭目以待，看看航发集团是否找到了根本解决之道。





	　　中国航空发动机研制与世界的差距





	　　著名航空动力专家刘大响院士曾撰文认为：中国航空发动机研制较世界先进水平主要存在五点较大差距：





	





	　　航发的成立能解决哪些问题





	　　那么，航发的成立能够解决上述哪些问题？在笔者看来，最后两点是不是会因为航发集团的日渐成熟运转而得到有效解决，相信时间不会太长。对于第二条中的经济落后、研制经费不足，现阶段已有所好转，而且民间资本也在逐渐发光发热，相信经费不再是什么难题（为了早日看到成熟的航空发动机，我愿意捐献5毛钱，我不是水军）。那么只剩下第一条和第三条了，看完之后，我沉默了。基础薄弱、技术不足、设施不全、技术复杂、规律认识不足等等，我的内心在滴血，不知道该怎么回答。





	　　从各个层面分析航空发动机的研制难点





	　　一、技术层面





	　　中国航发的专家说，航空发动机是经典力学在工程应用上逼近极限的一门技术，是当今世界上最复杂的、多学科集成的工程机械系统之一，涉及气动热力学、燃烧学、传热学、结构力学、控制理论等众多领域，需要在高温、高压、高转速和高载荷的严酷条件下工作，并满足推力/功率大、重量轻、可靠性高、安全性好、寿命长、油耗低、噪声小、排污少等众多十分苛刻而又互相矛盾的要求。





	





	





	　　温度有多高？目前先进的航空发动机工作温度在1700摄氏度以上，大大超过发动机涡轮叶片镍基合金的熔点。





	　　压力有多大？发动机压气机增压后的压力高达50多个大气压，相当于3倍的蓄满水后的三峡大坝底部压力。





	　　旋转有多快？转子每分钟旋转几万转，叶尖承受的离心力相当于40吨重卡车的拉力。





	　　让我们一起来看看航空发动机雄狮战狼般的野蛮外表以及其温柔细腻的内心，它到底是怎样神一般的存在，让我多少年捉摸不透。





	　　也有专家指出，航空发动机的关键的指标之一就是高可靠性。要想保证可靠性，前提之一就是要保证发动机内的轴承具备长寿命主轴承的寿命，军机航空发动机要求在3000小时以上，民机航空发动机要求更高，要达到数万小时。而航空发动机中轴承工作环境完全可以用炼狱来形容，它们不仅要以每分钟上万转的速度长时间高速运转，还要承受着各种形式的应力挤压、摩擦与超高温。另外，对于一般的结构部件来说，即便出现轻度裂纹也可以保证安全使用这在专业上称为损伤容限，而航空发动机主轴承这样关键传动部件不存在损伤容限一说，其在使用过程中绝不允许出现裂纹等形式的损伤。而中国目前航空发动机的主轴承寿命有限，轴承已成为木桶原理中的 短板。（这段文字说明，就连轴承的国产化也成了我们内心的痛）





	　　二、资金层面





	　　专家都说了：航空发动机是一个实验性的技术，必须有足够的投入来做实验，不客气的说，发动机技术成熟度跟投入的资金成正比，投入资金越大，就越容易成熟。反之，它成熟的时间、技术掌握的时间就要拖后。





	　　据统计，过去50年，美国投入航空发动机预研经费就超过1000亿美元。装备美国第四代飞机F-22的F119发动机，从最初的部件研究到具备完全作战能力历经32年，其中仅验证机研制和原型机研制共投入31亿美元。





	　　航空发动机不单是设计出来的，也不单是制造出来，更是试验出来的。反复的试验，一定程度上就相当于烧钱。





	　　有些试验是破坏性试验，需要破坏零件或整机。如涡轮盘破裂试验，做完就报废，而且一做就是几十个盘，因为要累积数据。再比如民用飞机发动机中的风扇包容试验和鸟撞试验，试验需要损毁整台发动机。这些试验不做又不行，是适航体系、设计体系为了保证飞行安全而规定必须进行的试验。





	





	





	





	　　苏联在研制某新型战机过程中，坠机数十架，其中不少事故都是因为发动机故障。据俄罗斯功勋试飞员托尔勃耶夫称，曾在一个月内安葬了12名战友。托尔勃耶夫本人也是九死一生全身四处压缩性骨折，四处椎间盘突出。





	　　一款成熟的航空发动机完全是靠资金、时间、人才和试飞员的生命堆出来的。





	　　但是有个好消息，航空发动机研制虽然费钱，但研制成果运用的时间也很长，不会花一大笔钱、几年就过时。国际上，一些型号的航空发动机成型后三四十年还在用。





	　　上图为F119发动机的地面测试，F119发动机是F-22战斗机的动力来源。到目前为止，我们只能仰视它的伟大，而它仅仅只是美国上世纪90年代的产品。





	　　三、人才层面





	　　我国在航空发动机领域的院士至今仅有五人，且年龄偏大，年纪最小的也有70多岁。这一现象不仅存在于航空发动机专业，各个传统工科专业都面临院士级、大师级尖子人才奇缺和后继乏人的局面。有业内人士认为，由于钢铁、机械等传统工科专业早已丧失了对理科生的吸引力，中国顶尖工程技术人才严重短缺的局面短期内无法缓解。而缺乏的不仅是科研人才，制造人才也是一样，对机械产品悟性深刻的技术工人一样稀缺。这个时候，突然有个机智的小伙伴说，我们是不是可以引进国外顶尖人才，给他一座盛满Dollar的House，不信他不来！我们还需要看到的是，那些技术领先者在丝毫没有放慢前进脚步的同时，又不断以环保等堂而皇之的理由在我们前面设置障碍。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。





	　　航空发动机研制需要你





	　　千言万语一句话，大国重器路漫漫其修远兮。待从头，收拾旧山河，朝天阙。





	　　别问各冬天还有多久，一切尽在不言中。





	　　最后，送上一句话：有钱的捧个钱场，没钱的捧个人场，空闲的捧个留场，喜欢的捧个情场，最重要的，大家给我国航发工作者多多掌声，让他们的爱国激情燃烧到底！（来源微信账号易科学）