資料圖：國(guó)產(chǎn)大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)展出模型
8月28日，中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán)在北京掛牌成立，標(biāo)志著我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)將形成全新格局，對(duì)我國(guó)航空工業(yè)未來(lái)發(fā)展具有重要意義。
新掛牌成立的中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán)，是由國(guó)務(wù)院、北京市人民政府、中國(guó)航空工業(yè)集團(tuán)公司、中國(guó)商用飛機(jī)有限責(zé)任公司共同出資組建的國(guó)有控股集團(tuán)公司。注冊(cè)資本人民幣500億元，下轄職工9.6萬(wàn)人，包括中國(guó)科學(xué)院和中國(guó)工程院院士6名、“千人計(jì)劃”6人以及一批專家學(xué)者、杰出技術(shù)技能人才。
新成立的中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)公司將集中致力于發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)、相關(guān)材料研制等方面，建立中國(guó)航空動(dòng)力研制和生產(chǎn)的完整產(chǎn)業(yè)鏈，以提升我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)整體水平，立足自主創(chuàng)新解決中國(guó)航空動(dòng)力。
中國(guó)航發(fā)研究院院長(zhǎng)劉廷毅：探索形成小核心、大協(xié)作、專業(yè)化、開(kāi)放式的一種研發(fā)生產(chǎn)體系。真正走出一條從基礎(chǔ)研究到關(guān)鍵技術(shù)突破，到戰(zhàn)略性航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品研制這么一條自主創(chuàng)新研制的發(fā)展道路，同時(shí)也帶動(dòng)我國(guó)科學(xué)技術(shù)和工業(yè)技術(shù)水平的提升。
航空發(fā)動(dòng)機(jī)由于研制難度高，技術(shù)含量高，產(chǎn)業(yè)回報(bào)高的特點(diǎn)，被譽(yù)為是現(xiàn)代工業(yè)“皇冠上的明珠”，迄今為止，世界上也只有少數(shù)幾個(gè)國(guó)家掌握先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研制和生產(chǎn)技術(shù)。我國(guó)將通過(guò)建立中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán)，集中力量發(fā)展航空發(fā)動(dòng)機(jī)。
中國(guó)工程院院士尹澤勇：航空發(fā)動(dòng)機(jī)是飛行器的心臟，飛行器的劃時(shí)代的突破，都直接和航空發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)進(jìn)步有關(guān)系。最明顯的例子是民用航空，正是有了大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，我們才能夠在24小時(shí)以內(nèi)，通過(guò)航空工具到達(dá)世界上任何一個(gè)地方，真正實(shí)現(xiàn)了地球村的概念。正是由于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展，改變了我們?nèi)祟惖纳罘绞健?/p>
尹院士告訴我們，航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研制覆蓋空氣動(dòng)力學(xué)、燃燒學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)等多個(gè)學(xué)科，研制周期和產(chǎn)業(yè)鏈長(zhǎng)，但一旦研制成功，對(duì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的帶動(dòng)作用也尤其巨大。
中國(guó)工程院院士尹澤勇：有人統(tǒng)計(jì)過(guò)，每單位重量產(chǎn)生的價(jià)值來(lái)說(shuō)，假設(shè)船舶的產(chǎn)品價(jià)值為1，小汽車是9，電視機(jī)是50，飛機(jī)只有800，航空發(fā)動(dòng)機(jī)可以高達(dá)1400。通過(guò)這些數(shù)據(jù)也可以看到航空發(fā)動(dòng)機(jī)的巨大的經(jīng)濟(jì)帶動(dòng)作用。
目前，全世界能夠研發(fā)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的只有美國(guó)、俄羅斯、英國(guó)、法國(guó)和中國(guó)，而這些國(guó)家也一直將航空發(fā)動(dòng)機(jī)放在工業(yè)領(lǐng)域最為優(yōu)先發(fā)展的位置。中國(guó)正在研制的C919大型客機(jī)、運(yùn)-20大型運(yùn)輸機(jī)以及未來(lái)的寬體客機(jī)，都對(duì)中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研制提出迫切需求。
造航空發(fā)動(dòng)機(jī)到底有多難
雖然航空發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)于社會(huì)發(fā)展和經(jīng)濟(jì)帶動(dòng)具有如此高的價(jià)值，但是研制航空發(fā)動(dòng)機(jī)也同樣是世界公認(rèn)的難題。那么造航空發(fā)動(dòng)機(jī)到底有多難？按照如此苛刻的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)研制發(fā)動(dòng)機(jī)又是為什么呢？
航空發(fā)動(dòng)機(jī)的難，主要來(lái)自它的復(fù)雜和精密。說(shuō)它復(fù)雜，是因?yàn)楹娇瞻l(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理涉及到科學(xué)技術(shù)和工程技術(shù)幾乎所有的專業(yè)領(lǐng)域；而說(shuō)它精密，是因?yàn)榘l(fā)動(dòng)機(jī)整體狹小，工作環(huán)境苛刻，要求在有限的空間里，裝下上萬(wàn)個(gè)零部件，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的功能。
中國(guó)工程院院士尹澤勇：拿一臺(tái)戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，一般直徑1米，長(zhǎng)度4-5米，這么小的空間內(nèi)要放10幾級(jí)，甚至加起來(lái)有20幾級(jí)的風(fēng)扇壓氣機(jī)、渦輪、還有加力燃燒室，數(shù)萬(wàn)個(gè)零部件。要把我們大氣環(huán)境，一個(gè)大氣壓的空氣壓縮到40-50個(gè)大氣壓。這個(gè)不知道比逆水行舟難多少倍。
而且，完成了最初的設(shè)計(jì)制造，還僅僅是開(kāi)始，能夠打造一臺(tái)經(jīng)久耐用、性能卓越的航空發(fā)動(dòng)機(jī)更為困難。比如在發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，一分鐘甚至能夠高達(dá)數(shù)萬(wàn)次，如何能保證它的長(zhǎng)壽命，這給材料的耐熱和散熱提出了更高要求。
中國(guó)工程院院士尹澤勇：普通材料如果不輔佐以精細(xì)的冷卻技術(shù)的話頃刻之間就會(huì)灰飛煙滅，我們最好的高溫合金工作溫度也只有1100度左右。我們要在航發(fā)結(jié)構(gòu)中設(shè)置非常復(fù)雜的冷卻系統(tǒng)，像迷宮一樣的冷卻通道，要加工出數(shù)以萬(wàn)計(jì)的微細(xì)的冷卻小孔。有這些都給我們?cè)O(shè)計(jì)制造和試驗(yàn)帶來(lái)極大的挑戰(zhàn)。
此外，全新研制一型航空發(fā)動(dòng)機(jī)的時(shí)間，會(huì)遠(yuǎn)大于研制一型同時(shí)期的飛行器，這就意味著，立足自主研發(fā)中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)，需要有更好的耐心和科學(xué)的方法。
中國(guó)工程院院士尹澤勇：之所以研制周期長(zhǎng)，研制經(jīng)費(fèi)多，根本的原因，航空發(fā)動(dòng)機(jī)不只是設(shè)計(jì)出來(lái)的，也是試驗(yàn)和試飛出來(lái)的。按照目前全世界對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制的基礎(chǔ)理論和基本方法掌握的程度來(lái)說(shuō)，沒(méi)有哪一個(gè)國(guó)家可以只憑設(shè)計(jì)和計(jì)算就可以精準(zhǔn)預(yù)測(cè)結(jié)果是什么樣。
一臺(tái)先進(jìn)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)包括上萬(wàn)個(gè)零件，需要高技術(shù)水平的加工生產(chǎn)線、高成熟度的工藝材料體系，以及嫻熟的工人進(jìn)行精密地裝配。但是僅僅是這樣描述，恐怕我們?nèi)匀徊荒苡星袑?shí)的體會(huì)。來(lái)看一段90秒的獨(dú)家視頻，了解下先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)裝配的震撼過(guò)程。
航空發(fā)動(dòng)機(jī)分支如下：
老式：活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)（如二戰(zhàn)時(shí)期大部分帶螺旋槳的飛機(jī)）
現(xiàn)代：噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)（現(xiàn)代飛機(jī)使用的都是噴氣式了，比活塞式效率更高，能力更強(qiáng)）
其中噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)是個(gè)很大的家族，包括：
渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)：我國(guó)運(yùn)8、運(yùn)9都采用自主研制的渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)，有螺旋槳，但是也采取噴氣式推進(jìn)，省油、經(jīng)濟(jì)，缺點(diǎn)是速度慢推力小。
渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)（渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)）：推力大，耗油高，但是不適應(yīng)低速度，適用于高空高速飛行的飛機(jī)，配備我國(guó)自主研制渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的有殲7、山鷹教練機(jī)等。
渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)：我國(guó)直-10、直-19都采用自主研制的渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)。這是專門(mén)為直升機(jī)使用的發(fā)動(dòng)機(jī)。
渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)（渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)）：現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)的王者，通過(guò)風(fēng)扇結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)氣壓，實(shí)現(xiàn)更大推力，同時(shí)在高速和低速范圍內(nèi)都能穩(wěn)定工作，現(xiàn)代先進(jìn)航空器都在使用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，尤其是大型客機(jī)和高性能戰(zhàn)斗機(jī)，目前國(guó)際上在渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)上最為著名的是美國(guó)通用電氣、英國(guó)羅爾斯·羅伊斯（羅羅，也就是勞斯萊斯那家）和美國(guó)普拉特·惠特尼（簡(jiǎn)稱普惠，PH），另外目前波音新一代737（B737MAX）、空客新一代320（A320neo）、我國(guó)C919等先進(jìn)客機(jī)，開(kāi)始選用美國(guó)通用和法國(guó)賽峰旗下斯奈克瑪公司合作成立的cfm國(guó)際發(fā)動(dòng)機(jī)公司的LEAP系列渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，可見(jiàn)這一行業(yè)也是長(zhǎng)江后浪推前浪。