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2016年8月28日，航空發動機集團公司正式成立，這是政府向高技術進軍的又一重大決策，引發廣泛關注。在航空業界，有這麼一個形象的說法：要研製成大飛機，必須攻克一大頑症——那就是「心臟病」。「心臟病」的意思是說，發動機是飛機的「心臟」，航空發動機製造技術，還不過關。下面，就讓我們來看看這「心臟病」有多重要、多難治。航空發動機在國際上是被高度壟斷的絕密技術研製大飛機，航空發動機是關鍵。時至今日，航空發動機已經成為人類有史以來最複雜最精密的工業產品，每台零件數量在萬件以上，其研製工作被稱作是在挑戰工程科學技術的極限。正因為如此，航空發動機素有「工業王冠上的明珠」、「工業之花」之美譽，被認為是人類工業革命300年來最重要的技術成果。從這些美譽之詞中，我們可以看出航空發動機地位之重要、技術難度之高。航空發動機是一個進入門檻極高的行業，是「零容錯」的行業，在一個國家的發展中具有極其重要的戰略地位，世界航空強國都將其列為優先發展、高度壟斷、絕對機密的高科技尖端技術。航空發動機也因此被看作是大國地位的象徵。當前，世界上只有美國、英國、法國、俄羅斯、等少數幾個國家能夠生產航空發動機。目前，以大飛機發動機為例，國際上主要發動機整機製造商，由美國GE及其合資公司（如CFM國際公司）、美國普惠、英國羅羅三家公司壟斷，他們均形成了較為完善的發動機型號系列，發動機技術的發展都有較好的系統性、繼承性和連貫性。也就是說，還不具備生產適用於大飛機的航空發動機。必須認識到，是后發工業化國家，不得不面對既有的先進工業化國家對高技術市場的壟斷。這是特殊國情，也是特殊階段。但不甘於落後，要奮起直追。2009年初，政府斥巨資在上海成立中航商用航空發動機有限責任公司，志在研製出大飛機的「心」。在新的形勢下，政府又在北京成立航空發動機集團公司，可謂在航空發動機上志在必得。航空發動機簡史：從活塞時代到噴氣時代飛機發展史同航空發動機的發展史緊密相聯。世界上因為先有了活塞式發動機，才誕生了有動力、可持續飛行的飛機；先有了噴氣式發動機，才誕生了噴氣式飛機，使超音速、高超音速飛行成為現實；大推力火箭發動機研製成功，才把人類送入宇宙空間。螺旋槳航空發動機：活塞時代。活塞式發動機的燃料是汽柴油，它的工作原理是：汽油在汽缸里燃燒產生燃氣，燃氣推動活塞往複運動，活塞連桿驅動主軸轉動，這個過程與汽車的驅動方式高度相似，只是飛機的主軸連接螺旋槳，而汽車的主軸連接著車輪。最後主軸帶動飛機螺旋槳高速旋轉，從而產生向前的拉力。活塞式發動機在飛機發展的早期起了重大作用，今天我們還可以見到塞斯納（Cessna）教練機、水上飛機等小型飛機仍然在使用螺旋槳發動機。但是毫無疑問，它的缺點也是很明顯的。第一，活塞式發動機提高功率的辦法是增加汽缸的數量，但增加汽缸便會使發動機更為笨重，這與飛機要求重量輕的原則是背道而馳的；第二，活塞式發動機通過螺旋槳驅動飛機飛行，但螺旋槳的效率很低，限制了飛行速度的提高，一般在每小時700公里左右，就幾乎達到了活塞式飛機的速度極限。航空渦輪發動機：噴氣時代。1937年4月，弗蘭克•惠特爾爵士（Sir Frank Whittle）第一次在試車台上試用了噴氣發動機。1949年，第一架噴氣運輸機「彗星號」首次飛行。直到今天，我們在天空中和機場里能看到的所有大型飛機幾乎全部都採用了噴氣發動機。噴氣發動機按結構不同可細分為衝壓噴氣式發動機、脈衝噴氣式發動機、渦輪噴氣發動機、渦槳噴氣發動機和渦扇噴氣發動機。大型民航飛機大都採用渦扇噴氣發動機（Turbofan），它是一種非常複雜的機械裝置，但其基本工作原理實際上卻並不複雜。空氣通過發動機最前端的風扇（進氣道）進入發動機，一部分空氣走中間內涵道，經過壓氣機多級壓氣過程變成高壓空氣，然後與航空燃油混合燃燒並急劇膨脹，從燃燒室出口排出后先經過渦輪帶動主軸和前端的風扇高速旋轉，最後從尾噴管高速噴出，與另一部分從外涵道直接流出的空氣匯合，共同推著飛機前進。由於渦扇噴氣發動機的大功率、高速度、油耗低等優良性能，成為了大型民航飛機的首選。研製航空發動機難在哪裡？首先是發動機的耐高溫問題。大飛機航空發動機採用的是燃氣渦輪發動機，根據熱力學原理，渦輪燃氣溫度越高，流過發動機單位體積或重量的空氣產生的功就越多。也就是說，為了增大發動機的功率最好是不斷提高渦輪燃氣的溫度。然而，大多數金屬的熔點是1500攝氏度左右，也就是說，當發動機工作時，一旦溫度達到熔點，發動機很多部件就會熔化掉！因此，如何讓發動機部件耐得了高溫，是一個極大的難題。其次是大風扇的製造問題。當今大飛機普遍採用渦輪風扇發動機作為其動力來源。如果說渦輪的重點是要解決耐高溫的問題，那麼風扇的問題重點是要解決離心力和重量的問題。適用於大飛機的航空發動機，其風扇直徑在3米左右，比如美國GE為波音777研製的GE90的風扇直徑達到了3.142米，葉片高度達1.22米，如此巨大的風扇倘若採用質量重的金屬材料，即使做成空心葉片，強大的離心力也可以瞬間撕裂風扇。因此，如何讓大風扇葉片變輕並耐得了離心力，就成為一個必須攻克的難題。最後，是材料與製造工藝問題。不管是熱端的渦輪、燃燒室也好，冷端的風扇大葉片也好，其特殊的材料與製造工藝的研製都必須過關。另外，航空發動機內部極為複雜精密，對製造裝配的要求是「零差錯」，如何提升製造裝配工藝水平也是一項難度極高的挑戰。正因為航空發動機極難製造，所以至今能夠生產的國家屈指可數。也正是認識到航空發動機的高技術含量及其高附加值，航空發達國家歷來將其作為高度壟斷、嚴密封鎖的高科技尖端技術，其核心技術嚴禁向國外轉讓，並且在西方國家之間也不例外。自主研發，再難也要上中航集團的太行第三代渦扇發動機。「太行」發動機是首個具有自主知識產權的高性能、大推力、加力式渦輪風扇發動機，它結束了國產先進渦扇發動機的空白。總的來說，航空發動機是知識密集、技術密集 、資本密集產業，產業鏈很長，其發展不僅能夠促進本國科技進步，而且能都帶動大批相關產業的持續發展，其智力、技術和經濟的溢出效應是難以估量的。據日本業界的一項研究，在單位重量創造的價值比這一數值上，船舶為1，轎車為9，計算機為300，支線飛機是800，而航空發動機高達1400，被稱為世界工業產品「王冠上的明珠」。正是看到了研製大飛機航空發動機具有極高的難度，后發國家在短時間內難以攻克。因此，在啟動大飛機項目之後，為了讓我們自己的大飛機C919儘快順利進入市場，先裝配進口成熟發動機就成為理性的選擇。美國GE與法國斯奈克瑪公司組成的合資公司——CFM國際公司研發的下一代發動機LEAP－X1C，最終得以獲選C919的唯一動力。2015年11月2日，C919大型客機首架機總裝下線，人們清楚地看到雙側機翼下掛的兩具CFM公司生產的LEAP-X1C渦扇發動機。幾十年來，在「市場換技術」的過程中學習到的一個基本經驗或者說教訓就是，如果沒有自己的自主研發能力，你能獲得的技術永遠都只能是低檔貨、別人淘汰或即將淘汰的東西，你永遠只能跟著別人屁股後面跑。在飛機發動機的問題上人最終認識到，核心技術是市場「換」不來，但卻能被巨大的市場「養」起來。當然，最開始「養」的是外國發動機——並且可能並不是最先進的。或許是深深汲取了歷史的教訓，航空工業業內人士稱，航空發動機這顆「心」的研發戰略，可以用「兩步跟進」、「三步趕超」來描述：「兩步跟進」，就是C919大飛機先裝上外國發動機，儘快走向市場；然後，再裝自己研製的航空發動機，一先一后，彼此承接，不可分割。「三步趕超」，指的是航空發動機的自主研發進程可以比喻成三個境界，也就是從「填空補缺」到「望其項背」，最終確保和發達國家「並駕齊驅」。專註服務製造企業聯繫我們：xtydqi001（值班微信）版權聲明：製造界除發布原創文章以外，亦致力於優秀財經文章的交流分享。部分文章推送時未能及時與其版權擁有者取得聯繫，若涉及侵權，敬請聯繫我們，以便刪除。