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航空裝備中，最受關(guān)注的當(dāng)屬航空發(fā)動機。航空工業(yè)被比作現(xiàn)代工業(yè)的“皇冠”，航空發(fā)動機更被稱為現(xiàn)代工業(yè)“皇冠上的明珠”，是飛機的心臟。長期以來，一直有人不理解，為什么中國造得出神舟飛船、造得出殲—10戰(zhàn)機，偏偏造不出先進的航空發(fā)動機？

航空發(fā)動機的研制究竟難在哪兒？中國該如何通過自主創(chuàng)新進行突破？中美之間在航空發(fā)動機上的差距還有多大？

研制究竟難在哪兒？

要承受1700℃以上溫度，以及相當(dāng)于3倍的蓄滿水后的三峽大壩底部壓力。

“航空發(fā)動機是經(jīng)典力學(xué)在工程應(yīng)用上逼近極限的一門技術(shù)，本身具有超常的難度。具體說來，航空發(fā)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(zhuǎn)的條件下工作，對研制的要求很高。”中航工業(yè)發(fā)動機公司總經(jīng)理龐為介紹說。

溫度有多高？目前先進的航空發(fā)動機工作溫度在1700攝氏度以上，大大超過發(fā)動機渦輪葉片鎳基合金的熔點。

壓力有多大？發(fā)動機壓氣機增壓后的壓力高達50多個大氣壓，相當(dāng)于3倍的蓄滿水后的三峽大壩底部壓力。

旋轉(zhuǎn)有多快？轉(zhuǎn)子每分鐘旋轉(zhuǎn)幾萬轉(zhuǎn)，葉尖承受的離心力相當(dāng)于40噸重卡車的拉力。

有的人認(rèn)為，高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速固然對研制提出了高要求，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？為什么航空發(fā)動機研制就被難住了？

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(shù)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(fā)動機做得大一點，解決壓力、強度問題；一次性產(chǎn)品，如導(dǎo)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，最后燒掉或者不再使用就行了。

但是，航空發(fā)動機不一樣，其研制還有“體積要小、重量要輕、壽命要長、可以重復(fù)使用”的要求，這意味著難度成倍增加。“設(shè)計航空發(fā)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(fā)揮。了解這些特點，也就能夠理解研制航空發(fā)動機為什么這么難。”龐為說。

航空發(fā)動機之所以被比作現(xiàn)代工業(yè)“皇冠上的明珠”，一定程度上因為其研制集中了現(xiàn)代工業(yè)最尖端的技術(shù)、最先進的工業(yè)成果。因此，航空發(fā)動機發(fā)展水平也是一國綜合國力、工業(yè)基礎(chǔ)和科技水平的集中體現(xiàn)。如果一個國家在部分技術(shù)環(huán)節(jié)、部分工業(yè)門類上存在短板，就會制約航空發(fā)動機發(fā)展。龐為舉例說，如果材料工業(yè)拿不出最好的高溫材料，發(fā)動機的性能就上不去。航空發(fā)動機使用的精密電子元器件需要其他配套工業(yè)部門研制，如果這方面無法突破，就會影響到航空發(fā)動機性能的發(fā)揮。

“目前國際上能搞火箭、導(dǎo)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(fā)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(yè)基礎(chǔ)、科技水平，任何一方面跟不上，都搞不出先進的發(fā)動機。”龐為說。

為何需要那么多錢？

航空發(fā)動機不單是設(shè)計、制造出來的，更是試驗出來的。反復(fù)試驗，近似于“燒錢”。

不久前，中航工業(yè)集團董事長林左鳴表示，資金投入不足是制約航空發(fā)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(rèn)為，干不出來就說是錢的事兒，難道錢少一些就真不行嗎？

渦扇-20發(fā)動機

其實，能夠生產(chǎn)航空發(fā)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(jù)統(tǒng)計，過去50年，美國投入航空發(fā)動機預(yù)研經(jīng)費就超過1000億美元。裝備美國第四代飛機F—22的F119發(fā)動機，從最初的部件研究到具備完全作戰(zhàn)能力歷經(jīng)32年，其中僅驗證機研制和原型機研制共投入31億美元。在這些國家，研制主體是企業(yè)，但大量投資來自政府。政府往往直接向企業(yè)投資研制軍用發(fā)動機，獲得的技術(shù)再間接向民用發(fā)動機領(lǐng)域轉(zhuǎn)移。政府也向航空發(fā)動機基礎(chǔ)研究和應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域進行大量投資。

這么多錢用在哪兒？

林左鳴說，航空發(fā)動機不單是設(shè)計出來的，也不單是制造出來，更是試驗出來的。反復(fù)的試驗，一定程度上就相當(dāng)于“燒錢”。

航空發(fā)動機研制，必須借助大量的經(jīng)驗數(shù)據(jù)。由于航空裝備的特殊性，這些數(shù)據(jù)只能靠自己試驗獲得。做試驗要購買原材料、加工試驗件，研制試驗設(shè)備，研究試驗技術(shù)，試驗過程本身也要消耗大量物資和能源。

渦扇10發(fā)動機

航空發(fā)動機設(shè)計制造出來后，還要做大量的試驗進行驗證，以充分暴露問題。