超级军网采访刘大响 ...........西方人眼中的中国航空发动机
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来源：航空知识 2012年8期
编者按：航空发动机是飞机的“心脏”。我国航空发动机技术相对落后，已成为制约军民用航空装备的瓶颈，也是整个航空工业发展的短板。如何根治飞机“心脏病”，加快航空动力的发展，已成为国人关注的热门话题。带着这个问题，我们采访了我国最知名的航空动力专家刘大响先生，他长期奋斗在航空发动机科研工作第一线，于1995年当选为中国工程院院士。
记：刘院士，很多人说我国飞机存在“心脏病”问题，您对我国航空发动机的发展历程和现状怎么看？
刘：我国航空发动机工业创建于抗美援朝时期，经历了“维护修理、测绘仿制、改进改型、自行研制”等发展阶段。在党中央、国务院、中央军委的正确领导下，取得了长足进步和显著成绩，实现了从无到有，从小到大，由弱变强，为保障国家安全和发展国民经济做出了重要贡献。
目前我国已初步建立了比较完整的航空发动机工业体系，拥有几个研究所、十几个工厂和一些配套的附件厂；建立了一些重要试验设备，虽然尚不齐全，但基本的科研条件已经具备了；“太行”发动机虽然借鉴了国外的一些经验，但仍是以自我研制为主，实现了从涡喷到涡扇、从中推到大推、从二代到三代的三大 “跨越”，现已小批装备部队，将成为我国第三代战斗机的主力发动机。现在可以说，我国已基本具备了自主研发第三代发动机的能力。
但是由于种种原因，上世纪60年代周总理提出的飞机“心脏病”问题，尽管近些年有所缓解，但航空发动机整体落后、受制于人的被动局面至今未完全扭转，已成为制约航空装备可靠使用和升级换代的“瓶颈”。下决心根治飞机“心脏病”是当务之急，已刻不容缓！
记：我国发动机技术达到了三代水平，但世界先进国家已到了第四代，请讲一讲我国发动机技术落后主要在哪些方面，原因是什么？
刘：建国60年来航空发动机行业的成绩很大，但问题也不少。首先，最大的问题就是还没有走出自主研发道路，没有完全脱离仿制模式，没有完成由测绘仿制到自主研制的战略转变。其二，技术基础较差，技术储备严重不足。过去我们做的创新研究少，主要是围绕型号中出现的问题。因为型号都是仿制的，装备部队出了问题，就去排除故障，问题出在哪里，就解决哪里。即使做试验，也主要是针对出现的问题来做。在基础研究，应用基础研究，预先研究等方面的工作做得相对较少。其三，材料、工艺和制造技术较落后，一定程度上制约了发动机的发展。当代飞机对动力的要求越来越高，美国第四代战机F-22和F-35，不开加力要实现以马赫数1.4～1.6超声速巡航，这就要求增加发动机不开加力时的推力，F-22飞机上使用的F119发动机燃烧室出口燃气温度已高达1 900～2 050K，如此高温任何金属都承受不了，需采用特制的耐高温材料，目前我们还没有这种质量高而又很稳定的耐高温材料。其四，还没有建立起经过试验考核、有自主知识产权的先进设计体系和完整的标准规范体系。
总体来说，我们的基础薄弱，技术储备不足，材料、工艺、制造技术都有一定差距。即使能设计出来，有的做不出来，即使能做出来，往往超差件较多。另外，以前我们所走的道路主要是测绘仿制，对许多技术没有消化吃透。日本花1分钱引进，会用4分钱去消化吸收，韩国会花6分钱去消化吸收，否则就难以实现技术创新。我们常常是把零部件样子做出来了，有点儿照葫芦画瓢，许多关键问题“知其然不知其所以然”。另外，过河必须有“桥”和“船”，这个桥和船就是你的软件和硬件体系，在相当长的一段时期内，我们既没有“桥”也缺少“船”。再有就是过去对知识的积累重视不够，由于受当时条件所限，虽然做过一些试验，但试验数据并未完全保存下来，也没有形成规律性的东西，无法进行系统研究，有点儿就事论事、“头痛医头脚痛医脚”，碰到什么问题就解决什么问题，这样就无法为今后的快速发展打下坚实基础。再比如说一些老同志，他们干了三四十年，积累了很多经验，到六十岁人退休了，知识和经验也随着“退休”了。接班的年轻人来了，又得从头开始摸索。所以，我常常说搞好知识管理很重要，要把这一代人的经验储存到计算机里。现在叫“专家库或知识库”，就是把专家的经验放到计算机里，这些经验都是经过大量的实践、花了很多“真金白银”才得来的，这些宝贵的经验，要通过“专家库”的形式一代一代传下去。我觉得后人应该站在前人的肩膀上起步，这样才能螺旋式上升，才能实现可持续发展、才能攀登新的高峰。
过去我们有点儿忽视这些工作，没有建立起来。现在领导重视了，却又遇到了新问题，上面的管理机关多，缺乏有效的协调，下面又是单位所有制，因部门利益而互相竞争，再加上保密和成果归属问题，近些年来社会上的行业垄断和互相封锁现象已日趋严重，即使在行业内部、甚至在一个单位之内也互相封锁。结果大家都在一个水平线上做同样的研究，你做我做他也做，社会主义集中力量办大事的优越性就难以发挥，有限的资金也难以用在刀刃上。在这方面，经济完全市场化的西方国家有时反而做得好一点。他们在国防军工领域不是千军万马一窝蜂地上，而是采用公开公平竞标，谁中标了，就由谁来干，他们可以把加工制造乃至许多研究工作扩散到全世界，利用全球资源，组织浩浩荡荡的大军为其服务。我国航天做得就比较好，组织联合团队，发挥各自优势、联合攻关，协同创新。必要时也可搞多方案并行研究，但成果属于国家，实现共享、共用，从而实现1+1大于2。我始终认为这个问题太重要了，如不认真解决，即使花再多的钱，恐怕也难以奏效，只能事倍功半。这种“多龙治水”不是纯技术问题，主要还是体制机制和管理问题，希望能引起各级领导们的高度重视。
记：航空发动机的研制难度很大，很多人又不太理解，其研制究竟难在什么地方？
刘：据日本通产省分析，按产品单位重量创造的价值计，假如船舶为1，那么小汽车为9，电子计算机为300，喷气客机为800，航空发动机为1 400。这说明航空发动机是当代高科技的结晶，被人们誉为“工业之花”、“皇冠上的珠宝”。
航空发动机被称为飞机的“心脏”，是军民用飞行器和航空工业发展的源动力，是决定现代战争胜负的重要因素，对国民经济发展和科技进步有着巨大的带动和促进作用。一代发动机，一代新飞机。目前，航空发动机的发展水平已是一个国家综合国力、工业基础和科技水平的集中体现之一，是国家安全和强国地位的重要战略保障。
航空发动机是一种十分复杂的热力机械，需在高温、高压、高转速和交变负荷的极端恶劣条件下长时间可靠地工作，并满足推力（功率）大、油耗低、重量轻、寿命长、噪声小、排污少、可靠性高、安全性好、研制和维护成本低等众多相互矛盾而又十分苛刻的要求。一台现代发动机拥有上万个零部件，须用轻质、高温、高强度的特殊材料制造，加工精度已达微米级；高性能压气机叶片的形状既薄又要具有弯、扭、掠的性能，高速旋转时要长时间承受自身重量2万倍的离心力；薄薄的机匣要长时间承受40～50个大气压而不变形和不损坏，相当于蓄水175米的2.3个三峡大坝底部所承受的水压；涡轮叶片的气流环境温度已高达2 100-2 200K，远超过其金属材料的熔点，要求发动机在每分钟1万～2万转的条件下能够长时间可靠工作；现代民用发动机寿命已长达3万小时以上，将来要超过10万小时，而对于空中停车率的要求是发动机每10万飞行小时不能大于0.2～2次，这充分说明发动机的研制难度大、周期长、耗资多、风险高。可以毫不夸张地说，航空发动机的研制，一直是在挑战工程科学技术的极限。正如美国《国家关键技术计划》所描述的：“这是一个技术精深得使新手难以进入的领域，它需要国家充分保护并利用该领域的成果，需要长期数据和经验的积累以及国家的大量投资”。
正因为如此，长期以来，美、俄、英、法等少数航空发达国家一直把优先发展航空发动机作为基本国策，将航空动力工业发展成高附加值的国家高科技战略性产业，把航空发动机技术列为严密封锁、严禁出口转让的关键技术，并逐步形成了对航空动力技术和全球市场的垄断地位。目前，世界上能独立设计生产飞机、坦克、舰船的国家有几十个，能研制核弹、火箭、发射卫星的国家也不少，但能自主研制先进航空发动机的国家却只有美、俄、英、法等少数发达国家。
记：有专家说发动机是试验出来的，您同意这种观点吗？研制一种新型发动机，究竟需要做多少试验？
刘：这种观点有一定道理，但不全面。在航空发动机研制全过程中，人们常说设计是龙头，材料是基础，制造是保障，试验是关键。我认为这四个方面都很重要，相辅相成，缺一不可。
设计是龙头。设计是发动机研制成功与否的首要环节。设计水平高，才会研制出高水平的发动机，减少不必要的反复，提高“成功率”，自然会缩短研制周期、节省费用。设计一旦搞错了，后面的制造和试验都是错的，会造成大量人力、物力、财力和时间的浪费。所以，我们必须下决心建立包括设计软件、标准、规范、手册，数值仿真系统在内的、经过试验验证的、高水平高精度的设计研发体系，还要有相应的工程和试验数据库。通过这种研究还能培养出一批又一批高水平的设计、研究和管理人才，是搞好航空发动机设计工作的第一要素。
材料是基础。无数事实表明，“一代新材料，一代发动机”。没有先进的材料，就难有先进的航空发动机。据预测，在未来航空发动机性能的提高中，新材料的贡献率将达到50%；新结构、新材料和先进制造技术对发动机减重的贡献率将达到70%。为此，国外十分重视在航空发动机预先研究和型号研制之前，提前安排新材料、新工艺的基础研究，建立高水平的航空发动机新材料、新工艺技术体系，并建立与之配套的标准、规范、手册和试验数据库。
制造是保障。要想有高质量的产品和装备，就必须有高质量的制造技术。制造技术的水平和成熟度是航空发动机质量稳定性、合格率高低的关键所在。制造水平不高，技术不成熟，必然会造成质量不稳定，产品合格率低，成本居高不下，难以保证发动机的性能和可靠性。
试验是关键。航空发动机是一个复杂的工程技术，不是纯理论就能解决的。发动机是设计出来的，也是试验出来的、飞出来的。发动机的所有边界，只有通过高空台模拟试验和原型机试飞才能真正得出。发动机寿命、可靠性只有通过大量地面和飞行试验，才能得到考验和不断提高。所以，先进航空发动机研制必须对零部件、系统和整机进行大量的地面台、高空台和飞行试验。只有通过不断的试验，提前暴露问题，不断修改完善，才能达到最终的要求。
据统计，国外典型航空发动机的研制，都要经过10万～20万小时以上的零部件试验、4万小时以上的附件系统试验、1万小时以上的整机地面试验，5 000小时左右的高空模拟试验和3 000小时以上的飞行试验，其中仅用于试验的发动机整机台数就需要50～60台（美国F100发动机的试验样机多达114台），只有使发动机得到充分的试验验证，才能确保其研制成功。
另据国外分析，航空发动机投入使用的初期是故障高发期，一般飞行10万～20万小时才能进入成熟期。所以，试验研究贯穿于发动机整个寿命周期的始终。正因为如此，美、俄、英、法等国均不惜花费巨资，建立了以高空模拟试车台为标志的配套完整、规模庞大的航空发动机地面试验设施群，以保证航空发动机加速发展的需要。
记：您能否具体谈谈都需要进行哪些试验？
刘：好的。因为要做的试验太多了，我仅举几个典型例子。
“吞鸟”试验。这是民航发动机必须要做的最关键的试验之一，因为在飞机起飞和空中飞行时，有时难免将鸟吸入发动机，现在军用发动机也要做这个试验。具体做法是，使发动机处于旋转状态，用气压炮模拟飞机的飞行速度，一般模拟每小时800千米的速度，然后把一个重量为三四千克的大鸟打进去，叶片不能断，发动机能够照常工作，这就说明发动机叶片达到标准了。试想，当飞机以每小时800千米的速度飞行时，即使鸟在空中处于静止状态，一旦撞上就相当于一颗“炮弹”打进去了。世界航空史上军民航飞机发生过很多飞机与鸟相撞的事故，有些事故甚至造成了上百人机毁人亡的惨剧。
包容试验。什么叫包容试验呢？就是说一旦飞鸟撞进发动机或其他原因使叶片打断了，这些碎片可能会击穿机匣，打漏飞机油箱，点燃燃油，严重时会引起飞机爆炸。这种包容试验就是对转子外面的机匣进行强度试验。具体做法是在风扇叶片上埋一点儿炸药，当发动机转到最高转速时，采用远距离遥控引爆炸药，将发动机叶片炸断。因为发动机转速很高，被炸断的叶片就会把后面的众多叶片“剃光头”，里面被打得稀里哗啦。在这种情况下，看看机匣是否能把这些碎片都包容起来，使碎片不能打穿机匣，所以要求机匣要有足够好的强度和包容性。 结冰试验。发动机在空中结冰之后必须很快除冰，一旦结冰，叶片的叶型就会发生变化，效率和压比会随着改变，严重时会造成压气机失速喘振。
冰雹试验。飞机一旦在空中遇到冰雹怎么办？所以要做冰雹试验。具体做法：就是用一台机器把类似鹌鹑蛋大小的冰雹打进发动机内。试验时，要求一分钟打进去一吨冰雹，观察发动机能否安全稳定工作。
持久试车。按“通用规范”要求，军用航空发动机定型之前，要用两台发动机各完成两个300小时的持久试车，以考核其性能、可靠性、结构完整性和寿命。
加速寿命试验。现代发动机（特别是民用发动机）的寿命越来越长，用原来300小时持久试车的方法来考核寿命已不合适，为此，国外研发了一个“加速寿命试验”方法。就是尽量减少小状态试验，增加大状态试验，从而缩短整个寿命试验的时数。因为小状态对发动机寿命影响不大，所以就可以“抓大放小”。但是，如何把这种试验的结果转换算成发动机的真实载荷，如何合理地给出发动机寿命，这其中有一个科学的换算方法，目前我们还没有完全掌握。
此外，还有矢量喷口试验、反推力试验、飞行包线边界试验、空中起动试验等等，大约有几百项，在此就不一一列举了。
记：您在北航担任航空发动机仿真研究中心主任，据说通过计算机数值仿真，可以节省实物试验的时数，您能否讲一讲这方面的情况？
刘：早期航空发动机的研制模式，是设计完了就加工，加工完了就试验，试验出了问题就进行修改设计-再加工-再试验，如此反反复复，完全是用试验来暴露发动机的设计问题，人们将这种方法叫“传统设计”，一个循环下来少则一年，多则两三年，所以，研制一款新发动机往往要用十几年时间。面对发动机研制过程中越来越多的大量试验，随着计算机和数值模拟技术的发展，上世纪90年代，国外已开始研究和采用数值仿真技术，将新兴的信息技术用于航空发动机的研究，通过数值模拟试验逐步减少部分实物试验的工作量。有了数值仿真技术，发动机设计完成后，可以先不加工零部件，先把它放到计算机里做试验，也就是在虚拟环境下做试验，设计人员可以清楚地看到气流在发动机里是怎么流动的，是否发生了气流分离，在哪一级分离。一旦发现，就要重新设计，修改完成后再进行模拟仿真试验，如此反复，直到大家都公认没问题了，再进行零部件、整机加工和试验，这样虽然可能在试验中还会出现一些问题，但反复次数会大幅度减少，从而提高了发动机设计的“成功率”。
计算机数值仿真试验在方案设计和参数优化阶段的作用是十分明显的，有了它可以减少反复次数，可缩短研制周期、节省研制费用。据2002年3月美国空军研究机构（AFRL/PRTA）介绍，采用数值仿真及信息化技术后，可减少约30%的试验时数，节省约40%的研制经费。
但是，我们也应看到，计算机数值仿真不可能完全取代实物试验，要想把发动机研制成功，大量的实物试验还是必不可少的。而仿真系统能否起到这么大的作用，关键还要看能否建立起一套高水平、高精度的航空发动机数值模拟仿真系统，如果不准确，数值模拟仿真也就失去了意义。因此，要舍得在先期投入一笔资金来开发和建立这套系统，也需要用大量的试验数据来验证它的准确性，这个难度是很大的。目前在航空发达国家的有关企业和研究机构中，都拥有各自的仿真系统，但他们不可能卖给我们。这必须靠我们自己来开发，一定要尽快地把我国的先进航空发动机数值仿真系统（数值试车台）建立起来。
记：您对当前我国航空发动机的形势怎么看，根治飞机“心脏病”能取得成功吗？
刘：21世纪前30年，是我国和平崛起、加快发展的最佳机遇期。当前我国航空发动机面临着前所未有的严峻挑战，也迎来了前所未有的发展机遇，可以说挑战与机遇并存，困难与希望同在。机遇要大于挑战。
一方面，跨入21世纪后，世界航空发动机技术呈现出异乎寻常的高速发展态势，航空发达国家对我国的技术封锁更加严格了，竞争在加剧。如果不采取紧急措施，搞得不好，我们与国际先进技术水平的差距有进一步拉大的危险。更为重要的是，我们做为一个世界大国要向强国转变，没有强大的航空工业是不行的，没有强大的航空发动机产业也是不可思议的。因为动力强则航空强，航空强则军力强，军力强才能国家强。
当前，随着国民经济的加速发展、人民生活的不断改善和国际形势的复杂变化，无论是民机、军机和通航飞机、都对航空发动机提出了迫切需求，压力在不断加大，靠买国外的发动机是根本不可行的。正如温总理所说：发动机在初始阶段可以买一点，但最终要自主研制。发动机、机载设备和复合材料等，如果长期靠进口，不仅成本高，而且关键时刻靠不住。我们只能靠自力更生，背水一战，坚决打好航空发动机“翻身仗”，尽快扭转航空动力落后、受制于人的被动局面，这不仅仅是一个技术问题，而是摆在我们面前的一项严肃而又紧迫的政治任务，这就是我们所面临的前所未有的严峻挑战。
另一方面，我们也迎来了前所未有的发展机遇，迎来了航空发动机的春天。党中央、国务院、中央军委领导高瞻远瞩，明确指示同意列一个“国家重大科技专项”，下决心把航空发动机搞上去。这对加快我国军民用航空发动机发展，解决长期制约航空工业发展的“瓶颈”问题，对保障国家安全、促进经济发展、建设创新型国家都具有十分重大的战略意义。
我们坚信，在党中央、国务院、中央军委的坚强领导下，在总装备部、各军兵种和各部委的大力支持下，举全国之力，彻底根治飞机“心脏病”一定能取得成功，也一定能为军民用航空装备提供健康强劲的“中国心”，从根本上解决我国航空发动机的自主保障问题。在不远的将来，一个航空动力强国必将屹立在世界的东方！
十分感谢您的采访。我衷心祝愿受到广大读者欢迎的《航空知识》杂志越办越好。
编者：2011年6月26日，美国《洞察中国》（China SignPost）网站发表了一篇题为《中国航空发动机发展：国产高性能涡扇发动机是实现战斗机制造完全自主的最后环节》。文中介绍了中国航空发动机产业的现状，对未来发展进行了展望。本刊编译并发表此文，并不表示证实或赞同其文中内容及观点，仅供关注中国航空动力产业的读者参考。
中国致力于开发国产高性能航空发动机，用于装备国产军用飞机的战略方向已经明晰，这一战略选择蕴含着重大的航空技术挑战，世界上仅有少数几家大公司真正掌握着这项技术。这本身并不奇怪：发动机对于飞机的重要程度，不亚于心脏对于人体。发动机的设计研发，面临着温度、压力、过载等一系列严峻问题，只有最为先进的材料，最为合适的加工方法，科学的设计，合理的使用维护，才能解决这些难题。近些年中国在材料和制造方面取得了一些进步，但在部件和系统设计、集成以及根据可靠性特征制订勤务和使用管理方案等方面仍然存在问题——这些方面是优化发动机使用效能的关键。
中国在发动机这一关键领域取得的进步仍然不够平衡，某些领域比较先进，但整体水平仍然落后。根据中国国防工业基础能力和可用资源水平判断，中国未来会取得重大进步，但目前的技术障碍以及资源集中力度的不足，将会让中国花上2到3年才能获得与当前在发动机方面投资总额相称的综合技术能力，5到10年后，中国才能稳定地批量生产第五代战斗机所需的高端涡扇发动机。一旦中国进入这个阶段，就将迈入高端发动机制造国俱乐部，又消除了一个为数不多的必须依赖俄罗斯技术输入的国防工业瓶颈，其战略意义不言而喻。
国产航空发动机战略意义何在？
对于中国，具备国产军用高性能航空发动机制造能力有两点重要的现实意义。首先，可以摆脱对外来航空发动机零部件的依赖，解决由于俄罗斯不愿输出而带来的短缺问题，同时解决俄罗斯售后服务较差带来的诸多保障问题。据估计，俄军在未来10年采购的军用发动机数量将超过苏联解体后20年的总量，这对于中国影响巨大。当年正是因为苏联解体导致军购能力大幅下滑，才促使俄罗斯将包括航空发动机在内的先进装备出售给中国。而反观现在，俄空军未来对于苏-34、苏-35和T-50等先进战机的采购，将占用俄罗斯航空发动机制造业的绝大部分产能，造成后者出口外销意愿削弱，可能限制出口数量。俄罗斯政府可能更愿意优先出售先进战斗机整机，而不是单独的发动机。即便俄罗斯继续出口航空发动机，中国也将无法获得足够的数量，用于其战斗机生产。俄罗斯航空产品的售后服务水平一贯较低，技术和备件的支持能力差，且价格昂贵，反应速度缓慢，一些重要的技术手册只有俄文版，或干脆不予提供。其次，拥有国产高性能航空发动机，中国才能在国产战斗机的销售问题上拥有充分的自主权。中国正在成为先进战斗机出口国，不希望外国发动机供应商在其军售问题上行使否决权。中国出口巴基斯坦的FC-1使用与米格-29相同的RD-33发动机，但由于FC-1售价低廉，在发展中国家军购市场上成为俄制飞机的有力对手，因此，俄罗斯曾一度反对中国向巴基斯坦出售FC-1。这段经历让中国认识到，只有具备国产航空发动机制造能力，才能在飞机出售问题上更加自由。中国歼10和歼11B战机也面临同样的问题，一旦中国决定出口这两型飞机，同样可能在发动机问题上遭遇掣肘。中国不希望国产最先进战斗机在动力系统方面仍要继续依靠外国技术。
中国军用航空发动机产业的现状
2011年4月的一次谈话中，中国航空工业公司（简称中航工业）总经理林左鸣曾表示，尽管中国航空工业取得了快速发展，但在先进喷气发动机制造领域仍然存在较大差距。为了缩短差距，中航工业将把航空发动机研发放在优先地位，未来5年内将投资100亿人民币（15.3亿美元）用于先进航空发动机的研发。
中国涡扇10“太行”涡扇发动机及其改进型的性能指标与美国普惠F100和通用电气F110相当，这两款发动机是目前美军F-15和F-16战机的动力装置。“太行”家族据说还是歼11B的动力，可能最后取代俄制AL-31，成为歼10和歼15的动力。2010年11月有媒体报道，一款推力27 500磅（约125千牛）的涡扇10“太行”发动机已投入批生产，将用于装备歼11B。尽管如此，仍然有证据表明中航工业在扩大涡扇10量产过程中质量稳定性控制存在问题，造成发动机可靠性不足，致使中国战机仍然严重依赖俄罗斯进口发动机。
俄罗斯国防工业认为，中国目前还不能批量生产性能可靠的高性能军用涡扇发动机。俄罗斯喷气发动机制造商土星科研生产联合体就预言，在2019年以前它仍然是中国歼10和FC-1战斗机发动机的主要供应商。有消息称，2011年中国与俄罗斯洽谈过购买190台D-30KP-2涡扇发动机事宜，这些发动机可能用于中国空军俄制伊尔-76，土星的乐观可能部分地来自于此。
由于缺少足够数量高性能涡扇发动机供应，中国未来歼10、歼11、歼15乃至歼20战斗机的量产都将受到影响。歼20计划更是要求国产航空发动机在研发和生产上取得突破，因为俄罗斯显然不愿意向中国输出117S发动机，而没有这种发动机，歼20将无法实现超声速巡航，也就无法达到第五代战斗机的标准。
过去可能被中国长期忽略的一个事实是，控制软件也是航空发动机技术的重要环节。许多航空发动机性能参数都可以通过软件进行调解，发动机制造商往往会因为软件升级而向用户收取高额费用，实际上发动机控制软件的升级过程看似简单，但却能显著改变发动机性能。民用发动机和军用发动机的一项重要区别就是，前者使用一体化的软件编译模块，而军用发动机的源代码和编译模块分开存储。军用发动机软件源代码的编写耗资巨大，因为它对注释、文档、线形追溯性、整合度以及模块化有诸多要求，还要求进行稳固性测试。任何发动机出口方，都会把软件问题当作重大问题处理。以美国为例，尽管以色列等国家多次要求美国转移控制软件源代码，但美国始终没有同意。
高性能喷气发动机的制造是一项难度极大的工作，一台发动机零部件多达上万个，必须使用特殊耐用材料来制造，加工精度要达到微米级。用于军用飞机的高端发动机更是要求能在高温、高速、剧烈机动和频繁调整等极端条件下可靠工作。以喷气发动机的压缩机叶片为例，运转时要能承受高达自身重量20 000倍的离心力。至于涡轮叶片，则要能在超过大多数金属熔点的温度环境中正常工作而不发生明显形变，其对于冶金技术要求的难度，无异于用一把冰勺子搅动一锅热汤。 中国航空发动机制造能力已经显著改善，但西方当前还不能准确掌握中国的发动机设计能力。为了实现航空发动机研发和制造的重大突破，中国必须对整个发动机工业体系进行统一、改善和优化，这又要求必须使用高水平的全寿命管理工具、软件，建立从始至终的技术支持体系。以汽车动力系统为例，要制造一根曲轴相对容易，但要让整个汽车动力系统完美可靠地工作，并理解该系统各部分在各种条件下的相互作用，却绝非易事。汽车况且如此，更不用说复杂程度呈几何级数增加的军用航空发动机了。
开发高性能航空发动机需要大量的基础研究，仅就气动优化问题，就需要建立涡轮叶片周围流场变化的精确模型。高压涡轮可以通过技术手段进行强化，但如果其热力学特性发生变化，则在高温条件下膨胀方式也会发生变化，进而可能导致几何外形的非连续性变化，在运转过程中可能发生失效，甚至损坏发动机。这就需要研发部门对流场、疲劳以及可靠性问题进行细致的建模和设计工作。
现在用来表征航空发动机性能的一个重要指标是平均故障时间（MTBF）和平均大修间隔（MTBO），前者即发动机正常工作的期望时限，后者则是发动机工作多长时间需要进行大修。这两项指标又与发动机失效曲线和特征数据密切相关，确定这些特点同样需要大量测试和统计学分析，它们对发动机维护管理和估测发动机性能至关重要。如果这项工作没能有效完成，那么就意味着无法完全掌握发动机的失效特征，也就难以预测发动机的失效，其结果便是在使用中遭遇各种“出乎意料”的性能变化，而发动机性能的突然变化，对军事飞行危害极大。
为弥补这些技术领域的不足，保证所需的作战效能，在列装数量问题上就必须留出足够的冗余度。这就意味着，中国可能需要大约200架“侧卫”战斗机才能保证与100架F-15相当的任务效能。其他如外来异物损伤（FOD）耐受能力、低温/高温启动性能等重要指标也能反映发动机技术水平，俄罗斯发动机在外来异物损伤（FOD）耐受能力方面要逊色于西方同级产品。
简言之，确保航空发动机系统的优良品质，需要设计、制造、使用监控、全寿命管理等环节的全方位技术能力，而这种全方位技术能力在中国仍是薄弱领域，因为此前中国一直严重依赖对国外产品的拷贝和仿制，这种做法无法获得发动机研制和管理能力，其结果是中国航空发动机领域长期以来受到依赖路线的束缚，造成发动机研制生产道路日趋狭窄，水平长期徘徊在国际水准之下，综合系统能力较差，要想改变这种状况，需要投入大量资金，付出艰苦的努力。
近年中国航空发动机制造技术与工艺取得了明显改善，有消息证实，中国已经在精密切割、焊接和机械加工（如生产涡轮叶片所需的五轴精密铣削）等方面获得较大发展，特种材料叶片制造水平也有显著进步，中国最大的涡轮叶片生产设施位于西安，这里如今能够批量制造超级合金、钛合金、钴合金以及不锈钢涡轮叶片。据称涡轮叶片合格率已经超过了95%。中国已经初步具备了空心风扇叶片制造能力。空心钛合金风扇叶片要比实心同类叶片减重15%～20%，能显著降低发动机的油耗。空心叶片还能降低发动机的转动惯量，提高机动过程中发动机的加速性能。中国还正在通过过程建模提高发动机设计水平，计算机辅助过程建模分析能够让制造人员估计热应力环境中，材料、焊接以及零部件变化可能造成的问题。在开工制造之前找出潜在的隐患，能够在发动机研发过程中节约大量资金和时间，有助于制造出高性能且耐久性优良的发动机。生产过程中的自动化水平也有提高，这有助于提高制造的标准化和效率。
中国军用喷气发动机
面临怎样的挑战？
中国希望批量制造普惠F100同级别的发动机，并开发歼20这类第五代战斗机使用的高推力发动机，这些雄心在技术上和过程上都面临着严峻挑战。在技术层面，中国发动机涡轮锻造、涡轮盘粉末冶金、钛合金空心件成型等问题上仍然薄弱。这些领域在近些年都取得了不小的进展，但由于基础水平较低，问题仍然存在。
中国需要建立先进的发动机生产线，以保证国产发动机的量产质量，生产自动化水平还需要进一步提升。有消息称现在生产中加工超耐热合金材料仍然是一个难题，加工过程常常造成切割工具的频繁损耗。就质量稳定性而言，同型发动机需要在同一条生产线上生产，这样才能保证生产线的规模效益和质量稳定性。一旦设计定型投入批量生产，就应该尽量避免分线生产，这样会影响产品的一致性。在实验室制造一片涡轮叶片是一回事，而批量生产数以千计的标准化且性能可靠的涡轮叶片则完全是另一回事儿。一台喷气发动机往往需要400～500片各类叶片，稳定的量产质量是发动机制造业的必需。要做到这一点，中国必须解决冶金技术和工业流程的科学化问题。
中国国内有分析人士指出，中国发动机工业应该设法将研究和制造部门整合，创建科学的研究数据库，以便让制造更加高效，减少发动机设计、材料和制造等环节的交流障碍，培养新型的工程技术人员。他们认为在某些领域，中国航空发动机比美国落后大约30年。
中国需要努力实现的，是六西格玛或全面质量管理能力，这样才能确保质量管理的有效性，确保所有质量问题得到监督，以及所有生产和质量数据的真实性。如果这一点无法实现，那么中国在发动机研发制造技术迈进过程中的代价将非常巨大。苏联国防工业的失败在很大程度上就来自这一问题。
中国目前尚未采用法国达索等西方企业使用的全寿命设计工具，但在航空发动机设计环节已经广泛应用了计算机辅助设计和制造工具，而在服役使用方面应用还很不足。只关注设计环节，会造成产品制造和维护便利性的降低。这方面中国船舶工业做得比较好，在全流程都应用了设计和仿真分析技术。
值得注意的是，中国航空发动机有自己的后发优势——他们可以从先进国家航空发动机研制的成功与失败中获取经验，这样能够显著缩短自身发动机研究–发展–制造的周期。美国F-22“猛禽”使用的普惠F119发动机是在上世纪八九十年代开发并改良完成的，这意味着中国不需要获取2011/2012年的最新发动机技术，就能获得非常有价值的技术参照，从而开发本国歼20所需的第五代战斗机用喷气发动机。 规模与资源问题
和美英等国军用航空发动机工业相比，中国航空发动机工业在人员规模上仍显不足，但已经超过了俄罗斯和法国的水平。黎明公司和西安航发这两家中航工业最大的军用发动机企业，人员总和接近20 000人。与之相比，普惠、罗罗和通用电气航空分部每家企业人员都超过了35 000人。
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来源：航空知识 2012年8期
编者按：航空发动机是飞机的“心脏”。我国航空发动机技术相对落后，已成为制约军民用航空装备的瓶颈，也是整个航空工业发展的短板。如何根治飞机“心脏病”，加快航空动力的发展，已成为国人关注的热门话题。带着这个问题，我们采访了我国最知名的航空动力专家刘大响先生，他长期奋斗在航空发动机科研工作第一线，于1995年当选为中国工程院院士。
记：刘院士，很多人说我国飞机存在“心脏病”问题，您对我国航空发动机的发展历程和现状怎么看？
刘：我国航空发动机工业创建于抗美援朝时期，经历了“维护修理、测绘仿制、改进改型、自行研制”等发展阶段。在党中央、国务院、中央军委的正确领导下，取得了长足进步和显著成绩，实现了从无到有，从小到大，由弱变强，为保障国家安全和发展国民经济做出了重要贡献。
目前我国已初步建立了比较完整的航空发动机工业体系，拥有几个研究所、十几个工厂和一些配套的附件厂；建立了一些重要试验设备，虽然尚不齐全，但基本的科研条件已经具备了；“太行”发动机虽然借鉴了国外的一些经验，但仍是以自我研制为主，实现了从涡喷到涡扇、从中推到大推、从二代到三代的三大 “跨越”，现已小批装备部队，将成为我国第三代战斗机的主力发动机。现在可以说，我国已基本具备了自主研发第三代发动机的能力。
但是由于种种原因，上世纪60年代周总理提出的飞机“心脏病”问题，尽管近些年有所缓解，但航空发动机整体落后、受制于人的被动局面至今未完全扭转，已成为制约航空装备可靠使用和升级换代的“瓶颈”。下决心根治飞机“心脏病”是当务之急，已刻不容缓！
记：我国发动机技术达到了三代水平，但世界先进国家已到了第四代，请讲一讲我国发动机技术落后主要在哪些方面，原因是什么？
刘：建国60年来航空发动机行业的成绩很大，但问题也不少。首先，最大的问题就是还没有走出自主研发道路，没有完全脱离仿制模式，没有完成由测绘仿制到自主研制的战略转变。其二，技术基础较差，技术储备严重不足。过去我们做的创新研究少，主要是围绕型号中出现的问题。因为型号都是仿制的，装备部队出了问题，就去排除故障，问题出在哪里，就解决哪里。即使做试验，也主要是针对出现的问题来做。在基础研究，应用基础研究，预先研究等方面的工作做得相对较少。其三，材料、工艺和制造技术较落后，一定程度上制约了发动机的发展。当代飞机对动力的要求越来越高，美国第四代战机F-22和F-35，不开加力要实现以马赫数1.4～1.6超声速巡航，这就要求增加发动机不开加力时的推力，F-22飞机上使用的F119发动机燃烧室出口燃气温度已高达1 900～2 050K，如此高温任何金属都承受不了，需采用特制的耐高温材料，目前我们还没有这种质量高而又很稳定的耐高温材料。其四，还没有建立起经过试验考核、有自主知识产权的先进设计体系和完整的标准规范体系。
总体来说，我们的基础薄弱，技术储备不足，材料、工艺、制造技术都有一定差距。即使能设计出来，有的做不出来，即使能做出来，往往超差件较多。另外，以前我们所走的道路主要是测绘仿制，对许多技术没有消化吃透。日本花1分钱引进，会用4分钱去消化吸收，韩国会花6分钱去消化吸收，否则就难以实现技术创新。我们常常是把零部件样子做出来了，有点儿照葫芦画瓢，许多关键问题“知其然不知其所以然”。另外，过河必须有“桥”和“船”，这个桥和船就是你的软件和硬件体系，在相当长的一段时期内，我们既没有“桥”也缺少“船”。再有就是过去对知识的积累重视不够，由于受当时条件所限，虽然做过一些试验，但试验数据并未完全保存下来，也没有形成规律性的东西，无法进行系统研究，有点儿就事论事、“头痛医头脚痛医脚”，碰到什么问题就解决什么问题，这样就无法为今后的快速发展打下坚实基础。再比如说一些老同志，他们干了三四十年，积累了很多经验，到六十岁人退休了，知识和经验也随着“退休”了。接班的年轻人来了，又得从头开始摸索。所以，我常常说搞好知识管理很重要，要把这一代人的经验储存到计算机里。现在叫“专家库或知识库”，就是把专家的经验放到计算机里，这些经验都是经过大量的实践、花了很多“真金白银”才得来的，这些宝贵的经验，要通过“专家库”的形式一代一代传下去。我觉得后人应该站在前人的肩膀上起步，这样才能螺旋式上升，才能实现可持续发展、才能攀登新的高峰。
过去我们有点儿忽视这些工作，没有建立起来。现在领导重视了，却又遇到了新问题，上面的管理机关多，缺乏有效的协调，下面又是单位所有制，因部门利益而互相竞争，再加上保密和成果归属问题，近些年来社会上的行业垄断和互相封锁现象已日趋严重，即使在行业内部、甚至在一个单位之内也互相封锁。结果大家都在一个水平线上做同样的研究，你做我做他也做，社会主义集中力量办大事的优越性就难以发挥，有限的资金也难以用在刀刃上。在这方面，经济完全市场化的西方国家有时反而做得好一点。他们在国防军工领域不是千军万马一窝蜂地上，而是采用公开公平竞标，谁中标了，就由谁来干，他们可以把加工制造乃至许多研究工作扩散到全世界，利用全球资源，组织浩浩荡荡的大军为其服务。我国航天做得就比较好，组织联合团队，发挥各自优势、联合攻关，协同创新。必要时也可搞多方案并行研究，但成果属于国家，实现共享、共用，从而实现1+1大于2。我始终认为这个问题太重要了，如不认真解决，即使花再多的钱，恐怕也难以奏效，只能事倍功半。这种“多龙治水”不是纯技术问题，主要还是体制机制和管理问题，希望能引起各级领导们的高度重视。
记：航空发动机的研制难度很大，很多人又不太理解，其研制究竟难在什么地方？
刘：据日本通产省分析，按产品单位重量创造的价值计，假如船舶为1，那么小汽车为9，电子计算机为300，喷气客机为800，航空发动机为1 400。这说明航空发动机是当代高科技的结晶，被人们誉为“工业之花”、“皇冠上的珠宝”。
航空发动机被称为飞机的“心脏”，是军民用飞行器和航空工业发展的源动力，是决定现代战争胜负的重要因素，对国民经济发展和科技进步有着巨大的带动和促进作用。一代发动机，一代新飞机。目前，航空发动机的发展水平已是一个国家综合国力、工业基础和科技水平的集中体现之一，是国家安全和强国地位的重要战略保障。
航空发动机是一种十分复杂的热力机械，需在高温、高压、高转速和交变负荷的极端恶劣条件下长时间可靠地工作，并满足推力（功率）大、油耗低、重量轻、寿命长、噪声小、排污少、可靠性高、安全性好、研制和维护成本低等众多相互矛盾而又十分苛刻的要求。一台现代发动机拥有上万个零部件，须用轻质、高温、高强度的特殊材料制造，加工精度已达微米级；高性能压气机叶片的形状既薄又要具有弯、扭、掠的性能，高速旋转时要长时间承受自身重量2万倍的离心力；薄薄的机匣要长时间承受40～50个大气压而不变形和不损坏，相当于蓄水175米的2.3个三峡大坝底部所承受的水压；涡轮叶片的气流环境温度已高达2 100-2 200K，远超过其金属材料的熔点，要求发动机在每分钟1万～2万转的条件下能够长时间可靠工作；现代民用发动机寿命已长达3万小时以上，将来要超过10万小时，而对于空中停车率的要求是发动机每10万飞行小时不能大于0.2～2次，这充分说明发动机的研制难度大、周期长、耗资多、风险高。可以毫不夸张地说，航空发动机的研制，一直是在挑战工程科学技术的极限。正如美国《国家关键技术计划》所描述的：“这是一个技术精深得使新手难以进入的领域，它需要国家充分保护并利用该领域的成果，需要长期数据和经验的积累以及国家的大量投资”。
正因为如此，长期以来，美、俄、英、法等少数航空发达国家一直把优先发展航空发动机作为基本国策，将航空动力工业发展成高附加值的国家高科技战略性产业，把航空发动机技术列为严密封锁、严禁出口转让的关键技术，并逐步形成了对航空动力技术和全球市场的垄断地位。目前，世界上能独立设计生产飞机、坦克、舰船的国家有几十个，能研制核弹、火箭、发射卫星的国家也不少，但能自主研制先进航空发动机的国家却只有美、俄、英、法等少数发达国家。
记：有专家说发动机是试验出来的，您同意这种观点吗？研制一种新型发动机，究竟需要做多少试验？
刘：这种观点有一定道理，但不全面。在航空发动机研制全过程中，人们常说设计是龙头，材料是基础，制造是保障，试验是关键。我认为这四个方面都很重要，相辅相成，缺一不可。
设计是龙头。设计是发动机研制成功与否的首要环节。设计水平高，才会研制出高水平的发动机，减少不必要的反复，提高“成功率”，自然会缩短研制周期、节省费用。设计一旦搞错了，后面的制造和试验都是错的，会造成大量人力、物力、财力和时间的浪费。所以，我们必须下决心建立包括设计软件、标准、规范、手册，数值仿真系统在内的、经过试验验证的、高水平高精度的设计研发体系，还要有相应的工程和试验数据库。通过这种研究还能培养出一批又一批高水平的设计、研究和管理人才，是搞好航空发动机设计工作的第一要素。
材料是基础。无数事实表明，“一代新材料，一代发动机”。没有先进的材料，就难有先进的航空发动机。据预测，在未来航空发动机性能的提高中，新材料的贡献率将达到50%；新结构、新材料和先进制造技术对发动机减重的贡献率将达到70%。为此，国外十分重视在航空发动机预先研究和型号研制之前，提前安排新材料、新工艺的基础研究，建立高水平的航空发动机新材料、新工艺技术体系，并建立与之配套的标准、规范、手册和试验数据库。
制造是保障。要想有高质量的产品和装备，就必须有高质量的制造技术。制造技术的水平和成熟度是航空发动机质量稳定性、合格率高低的关键所在。制造水平不高，技术不成熟，必然会造成质量不稳定，产品合格率低，成本居高不下，难以保证发动机的性能和可靠性。
试验是关键。航空发动机是一个复杂的工程技术，不是纯理论就能解决的。发动机是设计出来的，也是试验出来的、飞出来的。发动机的所有边界，只有通过高空台模拟试验和原型机试飞才能真正得出。发动机寿命、可靠性只有通过大量地面和飞行试验，才能得到考验和不断提高。所以，先进航空发动机研制必须对零部件、系统和整机进行大量的地面台、高空台和飞行试验。只有通过不断的试验，提前暴露问题，不断修改完善，才能达到最终的要求。
据统计，国外典型航空发动机的研制，都要经过10万～20万小时以上的零部件试验、4万小时以上的附件系统试验、1万小时以上的整机地面试验，5 000小时左右的高空模拟试验和3 000小时以上的飞行试验，其中仅用于试验的发动机整机台数就需要50～60台（美国F100发动机的试验样机多达114台），只有使发动机得到充分的试验验证，才能确保其研制成功。
另据国外分析，航空发动机投入使用的初期是故障高发期，一般飞行10万～20万小时才能进入成熟期。所以，试验研究贯穿于发动机整个寿命周期的始终。正因为如此，美、俄、英、法等国均不惜花费巨资，建立了以高空模拟试车台为标志的配套完整、规模庞大的航空发动机地面试验设施群，以保证航空发动机加速发展的需要。
记：您能否具体谈谈都需要进行哪些试验？
刘：好的。因为要做的试验太多了，我仅举几个典型例子。
“吞鸟”试验。这是民航发动机必须要做的最关键的试验之一，因为在飞机起飞和空中飞行时，有时难免将鸟吸入发动机，现在军用发动机也要做这个试验。具体做法是，使发动机处于旋转状态，用气压炮模拟飞机的飞行速度，一般模拟每小时800千米的速度，然后把一个重量为三四千克的大鸟打进去，叶片不能断，发动机能够照常工作，这就说明发动机叶片达到标准了。试想，当飞机以每小时800千米的速度飞行时，即使鸟在空中处于静止状态，一旦撞上就相当于一颗“炮弹”打进去了。世界航空史上军民航飞机发生过很多飞机与鸟相撞的事故，有些事故甚至造成了上百人机毁人亡的惨剧。
包容试验。什么叫包容试验呢？就是说一旦飞鸟撞进发动机或其他原因使叶片打断了，这些碎片可能会击穿机匣，打漏飞机油箱，点燃燃油，严重时会引起飞机爆炸。这种包容试验就是对转子外面的机匣进行强度试验。具体做法是在风扇叶片上埋一点儿炸药，当发动机转到最高转速时，采用远距离遥控引爆炸药，将发动机叶片炸断。因为发动机转速很高，被炸断的叶片就会把后面的众多叶片“剃光头”，里面被打得稀里哗啦。在这种情况下，看看机匣是否能把这些碎片都包容起来，使碎片不能打穿机匣，所以要求机匣要有足够好的强度和包容性。 结冰试验。发动机在空中结冰之后必须很快除冰，一旦结冰，叶片的叶型就会发生变化，效率和压比会随着改变，严重时会造成压气机失速喘振。
冰雹试验。飞机一旦在空中遇到冰雹怎么办？所以要做冰雹试验。具体做法：就是用一台机器把类似鹌鹑蛋大小的冰雹打进发动机内。试验时，要求一分钟打进去一吨冰雹，观察发动机能否安全稳定工作。
持久试车。按“通用规范”要求，军用航空发动机定型之前，要用两台发动机各完成两个300小时的持久试车，以考核其性能、可靠性、结构完整性和寿命。
加速寿命试验。现代发动机（特别是民用发动机）的寿命越来越长，用原来300小时持久试车的方法来考核寿命已不合适，为此，国外研发了一个“加速寿命试验”方法。就是尽量减少小状态试验，增加大状态试验，从而缩短整个寿命试验的时数。因为小状态对发动机寿命影响不大，所以就可以“抓大放小”。但是，如何把这种试验的结果转换算成发动机的真实载荷，如何合理地给出发动机寿命，这其中有一个科学的换算方法，目前我们还没有完全掌握。
此外，还有矢量喷口试验、反推力试验、飞行包线边界试验、空中起动试验等等，大约有几百项，在此就不一一列举了。
记：您在北航担任航空发动机仿真研究中心主任，据说通过计算机数值仿真，可以节省实物试验的时数，您能否讲一讲这方面的情况？
刘：早期航空发动机的研制模式，是设计完了就加工，加工完了就试验，试验出了问题就进行修改设计-再加工-再试验，如此反反复复，完全是用试验来暴露发动机的设计问题，人们将这种方法叫“传统设计”，一个循环下来少则一年，多则两三年，所以，研制一款新发动机往往要用十几年时间。面对发动机研制过程中越来越多的大量试验，随着计算机和数值模拟技术的发展，上世纪90年代，国外已开始研究和采用数值仿真技术，将新兴的信息技术用于航空发动机的研究，通过数值模拟试验逐步减少部分实物试验的工作量。有了数值仿真技术，发动机设计完成后，可以先不加工零部件，先把它放到计算机里做试验，也就是在虚拟环境下做试验，设计人员可以清楚地看到气流在发动机里是怎么流动的，是否发生了气流分离，在哪一级分离。一旦发现，就要重新设计，修改完成后再进行模拟仿真试验，如此反复，直到大家都公认没问题了，再进行零部件、整机加工和试验，这样虽然可能在试验中还会出现一些问题，但反复次数会大幅度减少，从而提高了发动机设计的“成功率”。
计算机数值仿真试验在方案设计和参数优化阶段的作用是十分明显的，有了它可以减少反复次数，可缩短研制周期、节省研制费用。据2002年3月美国空军研究机构（AFRL/PRTA）介绍，采用数值仿真及信息化技术后，可减少约30%的试验时数，节省约40%的研制经费。
但是，我们也应看到，计算机数值仿真不可能完全取代实物试验，要想把发动机研制成功，大量的实物试验还是必不可少的。而仿真系统能否起到这么大的作用，关键还要看能否建立起一套高水平、高精度的航空发动机数值模拟仿真系统，如果不准确，数值模拟仿真也就失去了意义。因此，要舍得在先期投入一笔资金来开发和建立这套系统，也需要用大量的试验数据来验证它的准确性，这个难度是很大的。目前在航空发达国家的有关企业和研究机构中，都拥有各自的仿真系统，但他们不可能卖给我们。这必须靠我们自己来开发，一定要尽快地把我国的先进航空发动机数值仿真系统（数值试车台）建立起来。
记：您对当前我国航空发动机的形势怎么看，根治飞机“心脏病”能取得成功吗？
刘：21世纪前30年，是我国和平崛起、加快发展的最佳机遇期。当前我国航空发动机面临着前所未有的严峻挑战，也迎来了前所未有的发展机遇，可以说挑战与机遇并存，困难与希望同在。机遇要大于挑战。
一方面，跨入21世纪后，世界航空发动机技术呈现出异乎寻常的高速发展态势，航空发达国家对我国的技术封锁更加严格了，竞争在加剧。如果不采取紧急措施，搞得不好，我们与国际先进技术水平的差距有进一步拉大的危险。更为重要的是，我们做为一个世界大国要向强国转变，没有强大的航空工业是不行的，没有强大的航空发动机产业也是不可思议的。因为动力强则航空强，航空强则军力强，军力强才能国家强。
当前，随着国民经济的加速发展、人民生活的不断改善和国际形势的复杂变化，无论是民机、军机和通航飞机、都对航空发动机提出了迫切需求，压力在不断加大，靠买国外的发动机是根本不可行的。正如温总理所说：发动机在初始阶段可以买一点，但最终要自主研制。发动机、机载设备和复合材料等，如果长期靠进口，不仅成本高，而且关键时刻靠不住。我们只能靠自力更生，背水一战，坚决打好航空发动机“翻身仗”，尽快扭转航空动力落后、受制于人的被动局面，这不仅仅是一个技术问题，而是摆在我们面前的一项严肃而又紧迫的政治任务，这就是我们所面临的前所未有的严峻挑战。
另一方面，我们也迎来了前所未有的发展机遇，迎来了航空发动机的春天。党中央、国务院、中央军委领导高瞻远瞩，明确指示同意列一个“国家重大科技专项”，下决心把航空发动机搞上去。这对加快我国军民用航空发动机发展，解决长期制约航空工业发展的“瓶颈”问题，对保障国家安全、促进经济发展、建设创新型国家都具有十分重大的战略意义。
我们坚信，在党中央、国务院、中央军委的坚强领导下，在总装备部、各军兵种和各部委的大力支持下，举全国之力，彻底根治飞机“心脏病”一定能取得成功，也一定能为军民用航空装备提供健康强劲的“中国心”，从根本上解决我国航空发动机的自主保障问题。在不远的将来，一个航空动力强国必将屹立在世界的东方！
十分感谢您的采访。我衷心祝愿受到广大读者欢迎的《航空知识》杂志越办越好。
编者：2011年6月26日，美国《洞察中国》（China SignPost）网站发表了一篇题为《中国航空发动机发展：国产高性能涡扇发动机是实现战斗机制造完全自主的最后环节》。文中介绍了中国航空发动机产业的现状，对未来发展进行了展望。本刊编译并发表此文，并不表示证实或赞同其文中内容及观点，仅供关注中国航空动力产业的读者参考。
中国致力于开发国产高性能航空发动机，用于装备国产军用飞机的战略方向已经明晰，这一战略选择蕴含着重大的航空技术挑战，世界上仅有少数几家大公司真正掌握着这项技术。这本身并不奇怪：发动机对于飞机的重要程度，不亚于心脏对于人体。发动机的设计研发，面临着温度、压力、过载等一系列严峻问题，只有最为先进的材料，最为合适的加工方法，科学的设计，合理的使用维护，才能解决这些难题。近些年中国在材料和制造方面取得了一些进步，但在部件和系统设计、集成以及根据可靠性特征制订勤务和使用管理方案等方面仍然存在问题——这些方面是优化发动机使用效能的关键。
中国在发动机这一关键领域取得的进步仍然不够平衡，某些领域比较先进，但整体水平仍然落后。根据中国国防工业基础能力和可用资源水平判断，中国未来会取得重大进步，但目前的技术障碍以及资源集中力度的不足，将会让中国花上2到3年才能获得与当前在发动机方面投资总额相称的综合技术能力，5到10年后，中国才能稳定地批量生产第五代战斗机所需的高端涡扇发动机。一旦中国进入这个阶段，就将迈入高端发动机制造国俱乐部，又消除了一个为数不多的必须依赖俄罗斯技术输入的国防工业瓶颈，其战略意义不言而喻。
国产航空发动机战略意义何在？
对于中国，具备国产军用高性能航空发动机制造能力有两点重要的现实意义。首先，可以摆脱对外来航空发动机零部件的依赖，解决由于俄罗斯不愿输出而带来的短缺问题，同时解决俄罗斯售后服务较差带来的诸多保障问题。据估计，俄军在未来10年采购的军用发动机数量将超过苏联解体后20年的总量，这对于中国影响巨大。当年正是因为苏联解体导致军购能力大幅下滑，才促使俄罗斯将包括航空发动机在内的先进装备出售给中国。而反观现在，俄空军未来对于苏-34、苏-35和T-50等先进战机的采购，将占用俄罗斯航空发动机制造业的绝大部分产能，造成后者出口外销意愿削弱，可能限制出口数量。俄罗斯政府可能更愿意优先出售先进战斗机整机，而不是单独的发动机。即便俄罗斯继续出口航空发动机，中国也将无法获得足够的数量，用于其战斗机生产。俄罗斯航空产品的售后服务水平一贯较低，技术和备件的支持能力差，且价格昂贵，反应速度缓慢，一些重要的技术手册只有俄文版，或干脆不予提供。其次，拥有国产高性能航空发动机，中国才能在国产战斗机的销售问题上拥有充分的自主权。中国正在成为先进战斗机出口国，不希望外国发动机供应商在其军售问题上行使否决权。中国出口巴基斯坦的FC-1使用与米格-29相同的RD-33发动机，但由于FC-1售价低廉，在发展中国家军购市场上成为俄制飞机的有力对手，因此，俄罗斯曾一度反对中国向巴基斯坦出售FC-1。这段经历让中国认识到，只有具备国产航空发动机制造能力，才能在飞机出售问题上更加自由。中国歼10和歼11B战机也面临同样的问题，一旦中国决定出口这两型飞机，同样可能在发动机问题上遭遇掣肘。中国不希望国产最先进战斗机在动力系统方面仍要继续依靠外国技术。
中国军用航空发动机产业的现状
2011年4月的一次谈话中，中国航空工业公司（简称中航工业）总经理林左鸣曾表示，尽管中国航空工业取得了快速发展，但在先进喷气发动机制造领域仍然存在较大差距。为了缩短差距，中航工业将把航空发动机研发放在优先地位，未来5年内将投资100亿人民币（15.3亿美元）用于先进航空发动机的研发。
中国涡扇10“太行”涡扇发动机及其改进型的性能指标与美国普惠F100和通用电气F110相当，这两款发动机是目前美军F-15和F-16战机的动力装置。“太行”家族据说还是歼11B的动力，可能最后取代俄制AL-31，成为歼10和歼15的动力。2010年11月有媒体报道，一款推力27 500磅（约125千牛）的涡扇10“太行”发动机已投入批生产，将用于装备歼11B。尽管如此，仍然有证据表明中航工业在扩大涡扇10量产过程中质量稳定性控制存在问题，造成发动机可靠性不足，致使中国战机仍然严重依赖俄罗斯进口发动机。
俄罗斯国防工业认为，中国目前还不能批量生产性能可靠的高性能军用涡扇发动机。俄罗斯喷气发动机制造商土星科研生产联合体就预言，在2019年以前它仍然是中国歼10和FC-1战斗机发动机的主要供应商。有消息称，2011年中国与俄罗斯洽谈过购买190台D-30KP-2涡扇发动机事宜，这些发动机可能用于中国空军俄制伊尔-76，土星的乐观可能部分地来自于此。
由于缺少足够数量高性能涡扇发动机供应，中国未来歼10、歼11、歼15乃至歼20战斗机的量产都将受到影响。歼20计划更是要求国产航空发动机在研发和生产上取得突破，因为俄罗斯显然不愿意向中国输出117S发动机，而没有这种发动机，歼20将无法实现超声速巡航，也就无法达到第五代战斗机的标准。
过去可能被中国长期忽略的一个事实是，控制软件也是航空发动机技术的重要环节。许多航空发动机性能参数都可以通过软件进行调解，发动机制造商往往会因为软件升级而向用户收取高额费用，实际上发动机控制软件的升级过程看似简单，但却能显著改变发动机性能。民用发动机和军用发动机的一项重要区别就是，前者使用一体化的软件编译模块，而军用发动机的源代码和编译模块分开存储。军用发动机软件源代码的编写耗资巨大，因为它对注释、文档、线形追溯性、整合度以及模块化有诸多要求，还要求进行稳固性测试。任何发动机出口方，都会把软件问题当作重大问题处理。以美国为例，尽管以色列等国家多次要求美国转移控制软件源代码，但美国始终没有同意。
高性能喷气发动机的制造是一项难度极大的工作，一台发动机零部件多达上万个，必须使用特殊耐用材料来制造，加工精度要达到微米级。用于军用飞机的高端发动机更是要求能在高温、高速、剧烈机动和频繁调整等极端条件下可靠工作。以喷气发动机的压缩机叶片为例，运转时要能承受高达自身重量20 000倍的离心力。至于涡轮叶片，则要能在超过大多数金属熔点的温度环境中正常工作而不发生明显形变，其对于冶金技术要求的难度，无异于用一把冰勺子搅动一锅热汤。 中国航空发动机制造能力已经显著改善，但西方当前还不能准确掌握中国的发动机设计能力。为了实现航空发动机研发和制造的重大突破，中国必须对整个发动机工业体系进行统一、改善和优化，这又要求必须使用高水平的全寿命管理工具、软件，建立从始至终的技术支持体系。以汽车动力系统为例，要制造一根曲轴相对容易，但要让整个汽车动力系统完美可靠地工作，并理解该系统各部分在各种条件下的相互作用，却绝非易事。汽车况且如此，更不用说复杂程度呈几何级数增加的军用航空发动机了。
开发高性能航空发动机需要大量的基础研究，仅就气动优化问题，就需要建立涡轮叶片周围流场变化的精确模型。高压涡轮可以通过技术手段进行强化，但如果其热力学特性发生变化，则在高温条件下膨胀方式也会发生变化，进而可能导致几何外形的非连续性变化，在运转过程中可能发生失效，甚至损坏发动机。这就需要研发部门对流场、疲劳以及可靠性问题进行细致的建模和设计工作。
现在用来表征航空发动机性能的一个重要指标是平均故障时间（MTBF）和平均大修间隔（MTBO），前者即发动机正常工作的期望时限，后者则是发动机工作多长时间需要进行大修。这两项指标又与发动机失效曲线和特征数据密切相关，确定这些特点同样需要大量测试和统计学分析，它们对发动机维护管理和估测发动机性能至关重要。如果这项工作没能有效完成，那么就意味着无法完全掌握发动机的失效特征，也就难以预测发动机的失效，其结果便是在使用中遭遇各种“出乎意料”的性能变化，而发动机性能的突然变化，对军事飞行危害极大。
为弥补这些技术领域的不足，保证所需的作战效能，在列装数量问题上就必须留出足够的冗余度。这就意味着，中国可能需要大约200架“侧卫”战斗机才能保证与100架F-15相当的任务效能。其他如外来异物损伤（FOD）耐受能力、低温/高温启动性能等重要指标也能反映发动机技术水平，俄罗斯发动机在外来异物损伤（FOD）耐受能力方面要逊色于西方同级产品。
简言之，确保航空发动机系统的优良品质，需要设计、制造、使用监控、全寿命管理等环节的全方位技术能力，而这种全方位技术能力在中国仍是薄弱领域，因为此前中国一直严重依赖对国外产品的拷贝和仿制，这种做法无法获得发动机研制和管理能力，其结果是中国航空发动机领域长期以来受到依赖路线的束缚，造成发动机研制生产道路日趋狭窄，水平长期徘徊在国际水准之下，综合系统能力较差，要想改变这种状况，需要投入大量资金，付出艰苦的努力。
近年中国航空发动机制造技术与工艺取得了明显改善，有消息证实，中国已经在精密切割、焊接和机械加工（如生产涡轮叶片所需的五轴精密铣削）等方面获得较大发展，特种材料叶片制造水平也有显著进步，中国最大的涡轮叶片生产设施位于西安，这里如今能够批量制造超级合金、钛合金、钴合金以及不锈钢涡轮叶片。据称涡轮叶片合格率已经超过了95%。中国已经初步具备了空心风扇叶片制造能力。空心钛合金风扇叶片要比实心同类叶片减重15%～20%，能显著降低发动机的油耗。空心叶片还能降低发动机的转动惯量，提高机动过程中发动机的加速性能。中国还正在通过过程建模提高发动机设计水平，计算机辅助过程建模分析能够让制造人员估计热应力环境中，材料、焊接以及零部件变化可能造成的问题。在开工制造之前找出潜在的隐患，能够在发动机研发过程中节约大量资金和时间，有助于制造出高性能且耐久性优良的发动机。生产过程中的自动化水平也有提高，这有助于提高制造的标准化和效率。
中国军用喷气发动机
面临怎样的挑战？
中国希望批量制造普惠F100同级别的发动机，并开发歼20这类第五代战斗机使用的高推力发动机，这些雄心在技术上和过程上都面临着严峻挑战。在技术层面，中国发动机涡轮锻造、涡轮盘粉末冶金、钛合金空心件成型等问题上仍然薄弱。这些领域在近些年都取得了不小的进展，但由于基础水平较低，问题仍然存在。
中国需要建立先进的发动机生产线，以保证国产发动机的量产质量，生产自动化水平还需要进一步提升。有消息称现在生产中加工超耐热合金材料仍然是一个难题，加工过程常常造成切割工具的频繁损耗。就质量稳定性而言，同型发动机需要在同一条生产线上生产，这样才能保证生产线的规模效益和质量稳定性。一旦设计定型投入批量生产，就应该尽量避免分线生产，这样会影响产品的一致性。在实验室制造一片涡轮叶片是一回事，而批量生产数以千计的标准化且性能可靠的涡轮叶片则完全是另一回事儿。一台喷气发动机往往需要400～500片各类叶片，稳定的量产质量是发动机制造业的必需。要做到这一点，中国必须解决冶金技术和工业流程的科学化问题。
中国国内有分析人士指出，中国发动机工业应该设法将研究和制造部门整合，创建科学的研究数据库，以便让制造更加高效，减少发动机设计、材料和制造等环节的交流障碍，培养新型的工程技术人员。他们认为在某些领域，中国航空发动机比美国落后大约30年。
中国需要努力实现的，是六西格玛或全面质量管理能力，这样才能确保质量管理的有效性，确保所有质量问题得到监督，以及所有生产和质量数据的真实性。如果这一点无法实现，那么中国在发动机研发制造技术迈进过程中的代价将非常巨大。苏联国防工业的失败在很大程度上就来自这一问题。
中国目前尚未采用法国达索等西方企业使用的全寿命设计工具，但在航空发动机设计环节已经广泛应用了计算机辅助设计和制造工具，而在服役使用方面应用还很不足。只关注设计环节，会造成产品制造和维护便利性的降低。这方面中国船舶工业做得比较好，在全流程都应用了设计和仿真分析技术。
值得注意的是，中国航空发动机有自己的后发优势——他们可以从先进国家航空发动机研制的成功与失败中获取经验，这样能够显著缩短自身发动机研究–发展–制造的周期。美国F-22“猛禽”使用的普惠F119发动机是在上世纪八九十年代开发并改良完成的，这意味着中国不需要获取2011/2012年的最新发动机技术，就能获得非常有价值的技术参照，从而开发本国歼20所需的第五代战斗机用喷气发动机。 规模与资源问题
和美英等国军用航空发动机工业相比，中国航空发动机工业在人员规模上仍显不足，但已经超过了俄罗斯和法国的水平。黎明公司和西安航发这两家中航工业最大的军用发动机企业，人员总和接近20 000人。与之相比，普惠、罗罗和通用电气航空分部每家企业人员都超过了35 000人。
来源：航空知识 2012年8期
编者按：航空发动机是飞机的“心脏”。我国航空发动机技术相对落后，已成为制约军民用航空装备的瓶颈，也是整个航空工业发展的短板。如何根治飞机“心脏病”，加快航空动力的发展，已成为国人关注的热门话题。带着这个问题，我们采访了我国最知名的航空动力专家刘大响先生，他长期奋斗在航空发动机科研工作第一线，于1995年当选为中国工程院院士。
记：刘院士，很多人说我国飞机存在“心脏病”问题，您对我国航空发动机的发展历程和现状怎么看？
刘：我国航空发动机工业创建于抗美援朝时期，经历了“维护修理、测绘仿制、改进改型、自行研制”等发展阶段。在党中央、国务院、中央军委的正确领导下，取得了长足进步和显著成绩，实现了从无到有，从小到大，由弱变强，为保障国家安全和发展国民经济做出了重要贡献。
目前我国已初步建立了比较完整的航空发动机工业体系，拥有几个研究所、十几个工厂和一些配套的附件厂；建立了一些重要试验设备，虽然尚不齐全，但基本的科研条件已经具备了；“太行”发动机虽然借鉴了国外的一些经验，但仍是以自我研制为主，实现了从涡喷到涡扇、从中推到大推、从二代到三代的三大 “跨越”，现已小批装备部队，将成为我国第三代战斗机的主力发动机。现在可以说，我国已基本具备了自主研发第三代发动机的能力。
但是由于种种原因，上世纪60年代周总理提出的飞机“心脏病”问题，尽管近些年有所缓解，但航空发动机整体落后、受制于人的被动局面至今未完全扭转，已成为制约航空装备可靠使用和升级换代的“瓶颈”。下决心根治飞机“心脏病”是当务之急，已刻不容缓！
记：我国发动机技术达到了三代水平，但世界先进国家已到了第四代，请讲一讲我国发动机技术落后主要在哪些方面，原因是什么？
刘：建国60年来航空发动机行业的成绩很大，但问题也不少。首先，最大的问题就是还没有走出自主研发道路，没有完全脱离仿制模式，没有完成由测绘仿制到自主研制的战略转变。其二，技术基础较差，技术储备严重不足。过去我们做的创新研究少，主要是围绕型号中出现的问题。因为型号都是仿制的，装备部队出了问题，就去排除故障，问题出在哪里，就解决哪里。即使做试验，也主要是针对出现的问题来做。在基础研究，应用基础研究，预先研究等方面的工作做得相对较少。其三，材料、工艺和制造技术较落后，一定程度上制约了发动机的发展。当代飞机对动力的要求越来越高，美国第四代战机F-22和F-35，不开加力要实现以马赫数1.4～1.6超声速巡航，这就要求增加发动机不开加力时的推力，F-22飞机上使用的F119发动机燃烧室出口燃气温度已高达1 900～2 050K，如此高温任何金属都承受不了，需采用特制的耐高温材料，目前我们还没有这种质量高而又很稳定的耐高温材料。其四，还没有建立起经过试验考核、有自主知识产权的先进设计体系和完整的标准规范体系。
总体来说，我们的基础薄弱，技术储备不足，材料、工艺、制造技术都有一定差距。即使能设计出来，有的做不出来，即使能做出来，往往超差件较多。另外，以前我们所走的道路主要是测绘仿制，对许多技术没有消化吃透。日本花1分钱引进，会用4分钱去消化吸收，韩国会花6分钱去消化吸收，否则就难以实现技术创新。我们常常是把零部件样子做出来了，有点儿照葫芦画瓢，许多关键问题“知其然不知其所以然”。另外，过河必须有“桥”和“船”，这个桥和船就是你的软件和硬件体系，在相当长的一段时期内，我们既没有“桥”也缺少“船”。再有就是过去对知识的积累重视不够，由于受当时条件所限，虽然做过一些试验，但试验数据并未完全保存下来，也没有形成规律性的东西，无法进行系统研究，有点儿就事论事、“头痛医头脚痛医脚”，碰到什么问题就解决什么问题，这样就无法为今后的快速发展打下坚实基础。再比如说一些老同志，他们干了三四十年，积累了很多经验，到六十岁人退休了，知识和经验也随着“退休”了。接班的年轻人来了，又得从头开始摸索。所以，我常常说搞好知识管理很重要，要把这一代人的经验储存到计算机里。现在叫“专家库或知识库”，就是把专家的经验放到计算机里，这些经验都是经过大量的实践、花了很多“真金白银”才得来的，这些宝贵的经验，要通过“专家库”的形式一代一代传下去。我觉得后人应该站在前人的肩膀上起步，这样才能螺旋式上升，才能实现可持续发展、才能攀登新的高峰。
过去我们有点儿忽视这些工作，没有建立起来。现在领导重视了，却又遇到了新问题，上面的管理机关多，缺乏有效的协调，下面又是单位所有制，因部门利益而互相竞争，再加上保密和成果归属问题，近些年来社会上的行业垄断和互相封锁现象已日趋严重，即使在行业内部、甚至在一个单位之内也互相封锁。结果大家都在一个水平线上做同样的研究，你做我做他也做，社会主义集中力量办大事的优越性就难以发挥，有限的资金也难以用在刀刃上。在这方面，经济完全市场化的西方国家有时反而做得好一点。他们在国防军工领域不是千军万马一窝蜂地上，而是采用公开公平竞标，谁中标了，就由谁来干，他们可以把加工制造乃至许多研究工作扩散到全世界，利用全球资源，组织浩浩荡荡的大军为其服务。我国航天做得就比较好，组织联合团队，发挥各自优势、联合攻关，协同创新。必要时也可搞多方案并行研究，但成果属于国家，实现共享、共用，从而实现1+1大于2。我始终认为这个问题太重要了，如不认真解决，即使花再多的钱，恐怕也难以奏效，只能事倍功半。这种“多龙治水”不是纯技术问题，主要还是体制机制和管理问题，希望能引起各级领导们的高度重视。
记：航空发动机的研制难度很大，很多人又不太理解，其研制究竟难在什么地方？
刘：据日本通产省分析，按产品单位重量创造的价值计，假如船舶为1，那么小汽车为9，电子计算机为300，喷气客机为800，航空发动机为1 400。这说明航空发动机是当代高科技的结晶，被人们誉为“工业之花”、“皇冠上的珠宝”。
航空发动机被称为飞机的“心脏”，是军民用飞行器和航空工业发展的源动力，是决定现代战争胜负的重要因素，对国民经济发展和科技进步有着巨大的带动和促进作用。一代发动机，一代新飞机。目前，航空发动机的发展水平已是一个国家综合国力、工业基础和科技水平的集中体现之一，是国家安全和强国地位的重要战略保障。
航空发动机是一种十分复杂的热力机械，需在高温、高压、高转速和交变负荷的极端恶劣条件下长时间可靠地工作，并满足推力（功率）大、油耗低、重量轻、寿命长、噪声小、排污少、可靠性高、安全性好、研制和维护成本低等众多相互矛盾而又十分苛刻的要求。一台现代发动机拥有上万个零部件，须用轻质、高温、高强度的特殊材料制造，加工精度已达微米级；高性能压气机叶片的形状既薄又要具有弯、扭、掠的性能，高速旋转时要长时间承受自身重量2万倍的离心力；薄薄的机匣要长时间承受40～50个大气压而不变形和不损坏，相当于蓄水175米的2.3个三峡大坝底部所承受的水压；涡轮叶片的气流环境温度已高达2 100-2 200K，远超过其金属材料的熔点，要求发动机在每分钟1万～2万转的条件下能够长时间可靠工作；现代民用发动机寿命已长达3万小时以上，将来要超过10万小时，而对于空中停车率的要求是发动机每10万飞行小时不能大于0.2～2次，这充分说明发动机的研制难度大、周期长、耗资多、风险高。可以毫不夸张地说，航空发动机的研制，一直是在挑战工程科学技术的极限。正如美国《国家关键技术计划》所描述的：“这是一个技术精深得使新手难以进入的领域，它需要国家充分保护并利用该领域的成果，需要长期数据和经验的积累以及国家的大量投资”。
正因为如此，长期以来，美、俄、英、法等少数航空发达国家一直把优先发展航空发动机作为基本国策，将航空动力工业发展成高附加值的国家高科技战略性产业，把航空发动机技术列为严密封锁、严禁出口转让的关键技术，并逐步形成了对航空动力技术和全球市场的垄断地位。目前，世界上能独立设计生产飞机、坦克、舰船的国家有几十个，能研制核弹、火箭、发射卫星的国家也不少，但能自主研制先进航空发动机的国家却只有美、俄、英、法等少数发达国家。
记：有专家说发动机是试验出来的，您同意这种观点吗？研制一种新型发动机，究竟需要做多少试验？
刘：这种观点有一定道理，但不全面。在航空发动机研制全过程中，人们常说设计是龙头，材料是基础，制造是保障，试验是关键。我认为这四个方面都很重要，相辅相成，缺一不可。
设计是龙头。设计是发动机研制成功与否的首要环节。设计水平高，才会研制出高水平的发动机，减少不必要的反复，提高“成功率”，自然会缩短研制周期、节省费用。设计一旦搞错了，后面的制造和试验都是错的，会造成大量人力、物力、财力和时间的浪费。所以，我们必须下决心建立包括设计软件、标准、规范、手册，数值仿真系统在内的、经过试验验证的、高水平高精度的设计研发体系，还要有相应的工程和试验数据库。通过这种研究还能培养出一批又一批高水平的设计、研究和管理人才，是搞好航空发动机设计工作的第一要素。
材料是基础。无数事实表明，“一代新材料，一代发动机”。没有先进的材料，就难有先进的航空发动机。据预测，在未来航空发动机性能的提高中，新材料的贡献率将达到50%；新结构、新材料和先进制造技术对发动机减重的贡献率将达到70%。为此，国外十分重视在航空发动机预先研究和型号研制之前，提前安排新材料、新工艺的基础研究，建立高水平的航空发动机新材料、新工艺技术体系，并建立与之配套的标准、规范、手册和试验数据库。
制造是保障。要想有高质量的产品和装备，就必须有高质量的制造技术。制造技术的水平和成熟度是航空发动机质量稳定性、合格率高低的关键所在。制造水平不高，技术不成熟，必然会造成质量不稳定，产品合格率低，成本居高不下，难以保证发动机的性能和可靠性。
试验是关键。航空发动机是一个复杂的工程技术，不是纯理论就能解决的。发动机是设计出来的，也是试验出来的、飞出来的。发动机的所有边界，只有通过高空台模拟试验和原型机试飞才能真正得出。发动机寿命、可靠性只有通过大量地面和飞行试验，才能得到考验和不断提高。所以，先进航空发动机研制必须对零部件、系统和整机进行大量的地面台、高空台和飞行试验。只有通过不断的试验，提前暴露问题，不断修改完善，才能达到最终的要求。
据统计，国外典型航空发动机的研制，都要经过10万～20万小时以上的零部件试验、4万小时以上的附件系统试验、1万小时以上的整机地面试验，5 000小时左右的高空模拟试验和3 000小时以上的飞行试验，其中仅用于试验的发动机整机台数就需要50～60台（美国F100发动机的试验样机多达114台），只有使发动机得到充分的试验验证，才能确保其研制成功。
另据国外分析，航空发动机投入使用的初期是故障高发期，一般飞行10万～20万小时才能进入成熟期。所以，试验研究贯穿于发动机整个寿命周期的始终。正因为如此，美、俄、英、法等国均不惜花费巨资，建立了以高空模拟试车台为标志的配套完整、规模庞大的航空发动机地面试验设施群，以保证航空发动机加速发展的需要。
记：您能否具体谈谈都需要进行哪些试验？
刘：好的。因为要做的试验太多了，我仅举几个典型例子。
“吞鸟”试验。这是民航发动机必须要做的最关键的试验之一，因为在飞机起飞和空中飞行时，有时难免将鸟吸入发动机，现在军用发动机也要做这个试验。具体做法是，使发动机处于旋转状态，用气压炮模拟飞机的飞行速度，一般模拟每小时800千米的速度，然后把一个重量为三四千克的大鸟打进去，叶片不能断，发动机能够照常工作，这就说明发动机叶片达到标准了。试想，当飞机以每小时800千米的速度飞行时，即使鸟在空中处于静止状态，一旦撞上就相当于一颗“炮弹”打进去了。世界航空史上军民航飞机发生过很多飞机与鸟相撞的事故，有些事故甚至造成了上百人机毁人亡的惨剧。
包容试验。什么叫包容试验呢？就是说一旦飞鸟撞进发动机或其他原因使叶片打断了，这些碎片可能会击穿机匣，打漏飞机油箱，点燃燃油，严重时会引起飞机爆炸。这种包容试验就是对转子外面的机匣进行强度试验。具体做法是在风扇叶片上埋一点儿炸药，当发动机转到最高转速时，采用远距离遥控引爆炸药，将发动机叶片炸断。因为发动机转速很高，被炸断的叶片就会把后面的众多叶片“剃光头”，里面被打得稀里哗啦。在这种情况下，看看机匣是否能把这些碎片都包容起来，使碎片不能打穿机匣，所以要求机匣要有足够好的强度和包容性。 结冰试验。发动机在空中结冰之后必须很快除冰，一旦结冰，叶片的叶型就会发生变化，效率和压比会随着改变，严重时会造成压气机失速喘振。
冰雹试验。飞机一旦在空中遇到冰雹怎么办？所以要做冰雹试验。具体做法：就是用一台机器把类似鹌鹑蛋大小的冰雹打进发动机内。试验时，要求一分钟打进去一吨冰雹，观察发动机能否安全稳定工作。
持久试车。按“通用规范”要求，军用航空发动机定型之前，要用两台发动机各完成两个300小时的持久试车，以考核其性能、可靠性、结构完整性和寿命。
加速寿命试验。现代发动机（特别是民用发动机）的寿命越来越长，用原来300小时持久试车的方法来考核寿命已不合适，为此，国外研发了一个“加速寿命试验”方法。就是尽量减少小状态试验，增加大状态试验，从而缩短整个寿命试验的时数。因为小状态对发动机寿命影响不大，所以就可以“抓大放小”。但是，如何把这种试验的结果转换算成发动机的真实载荷，如何合理地给出发动机寿命，这其中有一个科学的换算方法，目前我们还没有完全掌握。
此外，还有矢量喷口试验、反推力试验、飞行包线边界试验、空中起动试验等等，大约有几百项，在此就不一一列举了。
记：您在北航担任航空发动机仿真研究中心主任，据说通过计算机数值仿真，可以节省实物试验的时数，您能否讲一讲这方面的情况？
刘：早期航空发动机的研制模式，是设计完了就加工，加工完了就试验，试验出了问题就进行修改设计-再加工-再试验，如此反反复复，完全是用试验来暴露发动机的设计问题，人们将这种方法叫“传统设计”，一个循环下来少则一年，多则两三年，所以，研制一款新发动机往往要用十几年时间。面对发动机研制过程中越来越多的大量试验，随着计算机和数值模拟技术的发展，上世纪90年代，国外已开始研究和采用数值仿真技术，将新兴的信息技术用于航空发动机的研究，通过数值模拟试验逐步减少部分实物试验的工作量。有了数值仿真技术，发动机设计完成后，可以先不加工零部件，先把它放到计算机里做试验，也就是在虚拟环境下做试验，设计人员可以清楚地看到气流在发动机里是怎么流动的，是否发生了气流分离，在哪一级分离。一旦发现，就要重新设计，修改完成后再进行模拟仿真试验，如此反复，直到大家都公认没问题了，再进行零部件、整机加工和试验，这样虽然可能在试验中还会出现一些问题，但反复次数会大幅度减少，从而提高了发动机设计的“成功率”。
计算机数值仿真试验在方案设计和参数优化阶段的作用是十分明显的，有了它可以减少反复次数，可缩短研制周期、节省研制费用。据2002年3月美国空军研究机构（AFRL/PRTA）介绍，采用数值仿真及信息化技术后，可减少约30%的试验时数，节省约40%的研制经费。
但是，我们也应看到，计算机数值仿真不可能完全取代实物试验，要想把发动机研制成功，大量的实物试验还是必不可少的。而仿真系统能否起到这么大的作用，关键还要看能否建立起一套高水平、高精度的航空发动机数值模拟仿真系统，如果不准确，数值模拟仿真也就失去了意义。因此，要舍得在先期投入一笔资金来开发和建立这套系统，也需要用大量的试验数据来验证它的准确性，这个难度是很大的。目前在航空发达国家的有关企业和研究机构中，都拥有各自的仿真系统，但他们不可能卖给我们。这必须靠我们自己来开发，一定要尽快地把我国的先进航空发动机数值仿真系统（数值试车台）建立起来。
记：您对当前我国航空发动机的形势怎么看，根治飞机“心脏病”能取得成功吗？
刘：21世纪前30年，是我国和平崛起、加快发展的最佳机遇期。当前我国航空发动机面临着前所未有的严峻挑战，也迎来了前所未有的发展机遇，可以说挑战与机遇并存，困难与希望同在。机遇要大于挑战。
一方面，跨入21世纪后，世界航空发动机技术呈现出异乎寻常的高速发展态势，航空发达国家对我国的技术封锁更加严格了，竞争在加剧。如果不采取紧急措施，搞得不好，我们与国际先进技术水平的差距有进一步拉大的危险。更为重要的是，我们做为一个世界大国要向强国转变，没有强大的航空工业是不行的，没有强大的航空发动机产业也是不可思议的。因为动力强则航空强，航空强则军力强，军力强才能国家强。
当前，随着国民经济的加速发展、人民生活的不断改善和国际形势的复杂变化，无论是民机、军机和通航飞机、都对航空发动机提出了迫切需求，压力在不断加大，靠买国外的发动机是根本不可行的。正如温总理所说：发动机在初始阶段可以买一点，但最终要自主研制。发动机、机载设备和复合材料等，如果长期靠进口，不仅成本高，而且关键时刻靠不住。我们只能靠自力更生，背水一战，坚决打好航空发动机“翻身仗”，尽快扭转航空动力落后、受制于人的被动局面，这不仅仅是一个技术问题，而是摆在我们面前的一项严肃而又紧迫的政治任务，这就是我们所面临的前所未有的严峻挑战。
另一方面，我们也迎来了前所未有的发展机遇，迎来了航空发动机的春天。党中央、国务院、中央军委领导高瞻远瞩，明确指示同意列一个“国家重大科技专项”，下决心把航空发动机搞上去。这对加快我国军民用航空发动机发展，解决长期制约航空工业发展的“瓶颈”问题，对保障国家安全、促进经济发展、建设创新型国家都具有十分重大的战略意义。
我们坚信，在党中央、国务院、中央军委的坚强领导下，在总装备部、各军兵种和各部委的大力支持下，举全国之力，彻底根治飞机“心脏病”一定能取得成功，也一定能为军民用航空装备提供健康强劲的“中国心”，从根本上解决我国航空发动机的自主保障问题。在不远的将来，一个航空动力强国必将屹立在世界的东方！
十分感谢您的采访。我衷心祝愿受到广大读者欢迎的《航空知识》杂志越办越好。
编者：2011年6月26日，美国《洞察中国》（China SignPost）网站发表了一篇题为《中国航空发动机发展：国产高性能涡扇发动机是实现战斗机制造完全自主的最后环节》。文中介绍了中国航空发动机产业的现状，对未来发展进行了展望。本刊编译并发表此文，并不表示证实或赞同其文中内容及观点，仅供关注中国航空动力产业的读者参考。
中国致力于开发国产高性能航空发动机，用于装备国产军用飞机的战略方向已经明晰，这一战略选择蕴含着重大的航空技术挑战，世界上仅有少数几家大公司真正掌握着这项技术。这本身并不奇怪：发动机对于飞机的重要程度，不亚于心脏对于人体。发动机的设计研发，面临着温度、压力、过载等一系列严峻问题，只有最为先进的材料，最为合适的加工方法，科学的设计，合理的使用维护，才能解决这些难题。近些年中国在材料和制造方面取得了一些进步，但在部件和系统设计、集成以及根据可靠性特征制订勤务和使用管理方案等方面仍然存在问题——这些方面是优化发动机使用效能的关键。
中国在发动机这一关键领域取得的进步仍然不够平衡，某些领域比较先进，但整体水平仍然落后。根据中国国防工业基础能力和可用资源水平判断，中国未来会取得重大进步，但目前的技术障碍以及资源集中力度的不足，将会让中国花上2到3年才能获得与当前在发动机方面投资总额相称的综合技术能力，5到10年后，中国才能稳定地批量生产第五代战斗机所需的高端涡扇发动机。一旦中国进入这个阶段，就将迈入高端发动机制造国俱乐部，又消除了一个为数不多的必须依赖俄罗斯技术输入的国防工业瓶颈，其战略意义不言而喻。
国产航空发动机战略意义何在？
对于中国，具备国产军用高性能航空发动机制造能力有两点重要的现实意义。首先，可以摆脱对外来航空发动机零部件的依赖，解决由于俄罗斯不愿输出而带来的短缺问题，同时解决俄罗斯售后服务较差带来的诸多保障问题。据估计，俄军在未来10年采购的军用发动机数量将超过苏联解体后20年的总量，这对于中国影响巨大。当年正是因为苏联解体导致军购能力大幅下滑，才促使俄罗斯将包括航空发动机在内的先进装备出售给中国。而反观现在，俄空军未来对于苏-34、苏-35和T-50等先进战机的采购，将占用俄罗斯航空发动机制造业的绝大部分产能，造成后者出口外销意愿削弱，可能限制出口数量。俄罗斯政府可能更愿意优先出售先进战斗机整机，而不是单独的发动机。即便俄罗斯继续出口航空发动机，中国也将无法获得足够的数量，用于其战斗机生产。俄罗斯航空产品的售后服务水平一贯较低，技术和备件的支持能力差，且价格昂贵，反应速度缓慢，一些重要的技术手册只有俄文版，或干脆不予提供。其次，拥有国产高性能航空发动机，中国才能在国产战斗机的销售问题上拥有充分的自主权。中国正在成为先进战斗机出口国，不希望外国发动机供应商在其军售问题上行使否决权。中国出口巴基斯坦的FC-1使用与米格-29相同的RD-33发动机，但由于FC-1售价低廉，在发展中国家军购市场上成为俄制飞机的有力对手，因此，俄罗斯曾一度反对中国向巴基斯坦出售FC-1。这段经历让中国认识到，只有具备国产航空发动机制造能力，才能在飞机出售问题上更加自由。中国歼10和歼11B战机也面临同样的问题，一旦中国决定出口这两型飞机，同样可能在发动机问题上遭遇掣肘。中国不希望国产最先进战斗机在动力系统方面仍要继续依靠外国技术。
中国军用航空发动机产业的现状
2011年4月的一次谈话中，中国航空工业公司（简称中航工业）总经理林左鸣曾表示，尽管中国航空工业取得了快速发展，但在先进喷气发动机制造领域仍然存在较大差距。为了缩短差距，中航工业将把航空发动机研发放在优先地位，未来5年内将投资100亿人民币（15.3亿美元）用于先进航空发动机的研发。
中国涡扇10“太行”涡扇发动机及其改进型的性能指标与美国普惠F100和通用电气F110相当，这两款发动机是目前美军F-15和F-16战机的动力装置。“太行”家族据说还是歼11B的动力，可能最后取代俄制AL-31，成为歼10和歼15的动力。2010年11月有媒体报道，一款推力27 500磅（约125千牛）的涡扇10“太行”发动机已投入批生产，将用于装备歼11B。尽管如此，仍然有证据表明中航工业在扩大涡扇10量产过程中质量稳定性控制存在问题，造成发动机可靠性不足，致使中国战机仍然严重依赖俄罗斯进口发动机。
俄罗斯国防工业认为，中国目前还不能批量生产性能可靠的高性能军用涡扇发动机。俄罗斯喷气发动机制造商土星科研生产联合体就预言，在2019年以前它仍然是中国歼10和FC-1战斗机发动机的主要供应商。有消息称，2011年中国与俄罗斯洽谈过购买190台D-30KP-2涡扇发动机事宜，这些发动机可能用于中国空军俄制伊尔-76，土星的乐观可能部分地来自于此。
由于缺少足够数量高性能涡扇发动机供应，中国未来歼10、歼11、歼15乃至歼20战斗机的量产都将受到影响。歼20计划更是要求国产航空发动机在研发和生产上取得突破，因为俄罗斯显然不愿意向中国输出117S发动机，而没有这种发动机，歼20将无法实现超声速巡航，也就无法达到第五代战斗机的标准。
过去可能被中国长期忽略的一个事实是，控制软件也是航空发动机技术的重要环节。许多航空发动机性能参数都可以通过软件进行调解，发动机制造商往往会因为软件升级而向用户收取高额费用，实际上发动机控制软件的升级过程看似简单，但却能显著改变发动机性能。民用发动机和军用发动机的一项重要区别就是，前者使用一体化的软件编译模块，而军用发动机的源代码和编译模块分开存储。军用发动机软件源代码的编写耗资巨大，因为它对注释、文档、线形追溯性、整合度以及模块化有诸多要求，还要求进行稳固性测试。任何发动机出口方，都会把软件问题当作重大问题处理。以美国为例，尽管以色列等国家多次要求美国转移控制软件源代码，但美国始终没有同意。
高性能喷气发动机的制造是一项难度极大的工作，一台发动机零部件多达上万个，必须使用特殊耐用材料来制造，加工精度要达到微米级。用于军用飞机的高端发动机更是要求能在高温、高速、剧烈机动和频繁调整等极端条件下可靠工作。以喷气发动机的压缩机叶片为例，运转时要能承受高达自身重量20 000倍的离心力。至于涡轮叶片，则要能在超过大多数金属熔点的温度环境中正常工作而不发生明显形变，其对于冶金技术要求的难度，无异于用一把冰勺子搅动一锅热汤。 中国航空发动机制造能力已经显著改善，但西方当前还不能准确掌握中国的发动机设计能力。为了实现航空发动机研发和制造的重大突破，中国必须对整个发动机工业体系进行统一、改善和优化，这又要求必须使用高水平的全寿命管理工具、软件，建立从始至终的技术支持体系。以汽车动力系统为例，要制造一根曲轴相对容易，但要让整个汽车动力系统完美可靠地工作，并理解该系统各部分在各种条件下的相互作用，却绝非易事。汽车况且如此，更不用说复杂程度呈几何级数增加的军用航空发动机了。
开发高性能航空发动机需要大量的基础研究，仅就气动优化问题，就需要建立涡轮叶片周围流场变化的精确模型。高压涡轮可以通过技术手段进行强化，但如果其热力学特性发生变化，则在高温条件下膨胀方式也会发生变化，进而可能导致几何外形的非连续性变化，在运转过程中可能发生失效，甚至损坏发动机。这就需要研发部门对流场、疲劳以及可靠性问题进行细致的建模和设计工作。
现在用来表征航空发动机性能的一个重要指标是平均故障时间（MTBF）和平均大修间隔（MTBO），前者即发动机正常工作的期望时限，后者则是发动机工作多长时间需要进行大修。这两项指标又与发动机失效曲线和特征数据密切相关，确定这些特点同样需要大量测试和统计学分析，它们对发动机维护管理和估测发动机性能至关重要。如果这项工作没能有效完成，那么就意味着无法完全掌握发动机的失效特征，也就难以预测发动机的失效，其结果便是在使用中遭遇各种“出乎意料”的性能变化，而发动机性能的突然变化，对军事飞行危害极大。
为弥补这些技术领域的不足，保证所需的作战效能，在列装数量问题上就必须留出足够的冗余度。这就意味着，中国可能需要大约200架“侧卫”战斗机才能保证与100架F-15相当的任务效能。其他如外来异物损伤（FOD）耐受能力、低温/高温启动性能等重要指标也能反映发动机技术水平，俄罗斯发动机在外来异物损伤（FOD）耐受能力方面要逊色于西方同级产品。
简言之，确保航空发动机系统的优良品质，需要设计、制造、使用监控、全寿命管理等环节的全方位技术能力，而这种全方位技术能力在中国仍是薄弱领域，因为此前中国一直严重依赖对国外产品的拷贝和仿制，这种做法无法获得发动机研制和管理能力，其结果是中国航空发动机领域长期以来受到依赖路线的束缚，造成发动机研制生产道路日趋狭窄，水平长期徘徊在国际水准之下，综合系统能力较差，要想改变这种状况，需要投入大量资金，付出艰苦的努力。
近年中国航空发动机制造技术与工艺取得了明显改善，有消息证实，中国已经在精密切割、焊接和机械加工（如生产涡轮叶片所需的五轴精密铣削）等方面获得较大发展，特种材料叶片制造水平也有显著进步，中国最大的涡轮叶片生产设施位于西安，这里如今能够批量制造超级合金、钛合金、钴合金以及不锈钢涡轮叶片。据称涡轮叶片合格率已经超过了95%。中国已经初步具备了空心风扇叶片制造能力。空心钛合金风扇叶片要比实心同类叶片减重15%～20%，能显著降低发动机的油耗。空心叶片还能降低发动机的转动惯量，提高机动过程中发动机的加速性能。中国还正在通过过程建模提高发动机设计水平，计算机辅助过程建模分析能够让制造人员估计热应力环境中，材料、焊接以及零部件变化可能造成的问题。在开工制造之前找出潜在的隐患，能够在发动机研发过程中节约大量资金和时间，有助于制造出高性能且耐久性优良的发动机。生产过程中的自动化水平也有提高，这有助于提高制造的标准化和效率。
中国军用喷气发动机
面临怎样的挑战？
中国希望批量制造普惠F100同级别的发动机，并开发歼20这类第五代战斗机使用的高推力发动机，这些雄心在技术上和过程上都面临着严峻挑战。在技术层面，中国发动机涡轮锻造、涡轮盘粉末冶金、钛合金空心件成型等问题上仍然薄弱。这些领域在近些年都取得了不小的进展，但由于基础水平较低，问题仍然存在。
中国需要建立先进的发动机生产线，以保证国产发动机的量产质量，生产自动化水平还需要进一步提升。有消息称现在生产中加工超耐热合金材料仍然是一个难题，加工过程常常造成切割工具的频繁损耗。就质量稳定性而言，同型发动机需要在同一条生产线上生产，这样才能保证生产线的规模效益和质量稳定性。一旦设计定型投入批量生产，就应该尽量避免分线生产，这样会影响产品的一致性。在实验室制造一片涡轮叶片是一回事，而批量生产数以千计的标准化且性能可靠的涡轮叶片则完全是另一回事儿。一台喷气发动机往往需要400～500片各类叶片，稳定的量产质量是发动机制造业的必需。要做到这一点，中国必须解决冶金技术和工业流程的科学化问题。
中国国内有分析人士指出，中国发动机工业应该设法将研究和制造部门整合，创建科学的研究数据库，以便让制造更加高效，减少发动机设计、材料和制造等环节的交流障碍，培养新型的工程技术人员。他们认为在某些领域，中国航空发动机比美国落后大约30年。
中国需要努力实现的，是六西格玛或全面质量管理能力，这样才能确保质量管理的有效性，确保所有质量问题得到监督，以及所有生产和质量数据的真实性。如果这一点无法实现，那么中国在发动机研发制造技术迈进过程中的代价将非常巨大。苏联国防工业的失败在很大程度上就来自这一问题。
中国目前尚未采用法国达索等西方企业使用的全寿命设计工具，但在航空发动机设计环节已经广泛应用了计算机辅助设计和制造工具，而在服役使用方面应用还很不足。只关注设计环节，会造成产品制造和维护便利性的降低。这方面中国船舶工业做得比较好，在全流程都应用了设计和仿真分析技术。
值得注意的是，中国航空发动机有自己的后发优势——他们可以从先进国家航空发动机研制的成功与失败中获取经验，这样能够显著缩短自身发动机研究–发展–制造的周期。美国F-22“猛禽”使用的普惠F119发动机是在上世纪八九十年代开发并改良完成的，这意味着中国不需要获取2011/2012年的最新发动机技术，就能获得非常有价值的技术参照，从而开发本国歼20所需的第五代战斗机用喷气发动机。 规模与资源问题
和美英等国军用航空发动机工业相比，中国航空发动机工业在人员规模上仍显不足，但已经超过了俄罗斯和法国的水平。黎明公司和西安航发这两家中航工业最大的军用发动机企业，人员总和接近20 000人。与之相比，普惠、罗罗和通用电气航空分部每家企业人员都超过了35 000人。
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来源：航空知识 2012年8期
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编者按：航空发动机是飞机的“心脏”。我国航空发动机技术相对落后，已成为制约军民用航空装备的瓶颈，也是整个航空工业发展的短板。如何根治飞机“心脏病”，加快航空动力的发展，已成为国人关注的热门话题。带着这个问题，我们采访了我国最知名的航空动力专家刘大响先生，他长期奋斗在航空发动机科研工作第一线，于1995年当选为中国工程院院士。
记：刘院士，很多人说我国飞机存在“心脏病”问题，您对我国航空发动机的发展历程和现状怎么看？
刘：我国航空发动机工业创建于抗美援朝时期，经历了“维护修理、测绘仿制、改进改型、自行研制”等发展阶段。在党中央、国务院、中央军委的正确领导下，取得了长足进步和显著成绩，实现了从无到有，从小到大，由弱变强，为保障国家安全和发展国民经济做出了重要贡献。
目前我国已初步建立了比较完整的航空发动机工业体系，拥有几个研究所、十几个工厂和一些配套的附件厂；建立了一些重要试验设备，虽然尚不齐全，但基本的科研条件已经具备了；“太行”发动机虽然借鉴了国外的一些经验，但仍是以自我研制为主，实现了从涡喷到涡扇、从中推到大推、从二代到三代的三大 “跨越”，现已小批装备部队，将成为我国第三代战斗机的主力发动机。现在可以说，我国已基本具备了自主研发第三代发动机的能力。
但是由于种种原因，上世纪60年代周总理提出的飞机“心脏病”问题，尽管近些年有所缓解，但航空发动机整体落后、受制于人的被动局面至今未完全扭转，已成为制约航空装备可靠使用和升级换代的“瓶颈”。下决心根治飞机“心脏病”是当务之急，已刻不容缓！
记：我国发动机技术达到了三代水平，但世界先进国家已到了第四代，请讲一讲我国发动机技术落后主要在哪些方面，原因是什么？
刘：建国60年来航空发动机行业的成绩很大，但问题也不少。首先，最大的问题就是还没有走出自主研发道路，没有完全脱离仿制模式，没有完成由测绘仿制到自主研制的战略转变。其二，技术基础较差，技术储备严重不足。过去我们做的创新研究少，主要是围绕型号中出现的问题。因为型号都是仿制的，装备部队出了问题，就去排除故障，问题出在哪里，就解决哪里。即使做试验，也主要是针对出现的问题来做。在基础研究，应用基础研究，预先研究等方面的工作做得相对较少。其三，材料、工艺和制造技术较落后，一定程度上制约了发动机的发展。当代飞机对动力的要求越来越高，美国第四代战机F-22和F-35，不开加力要实现以马赫数1.4～1.6超声速巡航，这就要求增加发动机不开加力时的推力，F-22飞机上使用的F119发动机燃烧室出口燃气温度已高达1 900～2 050K，如此高温任何金属都承受不了，需采用特制的耐高温材料，目前我们还没有这种质量高而又很稳定的耐高温材料。其四，还没有建立起经过试验考核、有自主知识产权的先进设计体系和完整的标准规范体系。
总体来说，我们的基础薄弱，技术储备不足，材料、工艺、制造技术都有一定差距。即使能设计出来，有的做不出来，即使能做出来，往往超差件较多。另外，以前我们所走的道路主要是测绘仿制，对许多技术没有消化吃透。日本花1分钱引进，会用4分钱去消化吸收，韩国会花6分钱去消化吸收，否则就难以实现技术创新。我们常常是把零部件样子做出来了，有点儿照葫芦画瓢，许多关键问题“知其然不知其所以然”。另外，过河必须有“桥”和“船”，这个桥和船就是你的软件和硬件体系，在相当长的一段时期内，我们既没有“桥”也缺少“船”。再有就是过去对知识的积累重视不够，由于受当时条件所限，虽然做过一些试验，但试验数据并未完全保存下来，也没有形成规律性的东西，无法进行系统研究，有点儿就事论事、“头痛医头脚痛医脚”，碰到什么问题就解决什么问题，这样就无法为今后的快速发展打下坚实基础。再比如说一些老同志，他们干了三四十年，积累了很多经验，到六十岁人退休了，知识和经验也随着“退休”了。接班的年轻人来了，又得从头开始摸索。所以，我常常说搞好知识管理很重要，要把这一代人的经验储存到计算机里。现在叫“专家库或知识库”，就是把专家的经验放到计算机里，这些经验都是经过大量的实践、花了很多“真金白银”才得来的，这些宝贵的经验，要通过“专家库”的形式一代一代传下去。我觉得后人应该站在前人的肩膀上起步，这样才能螺旋式上升，才能实现可持续发展、才能攀登新的高峰。
过去我们有点儿忽视这些工作，没有建立起来。现在领导重视了，却又遇到了新问题，上面的管理机关多，缺乏有效的协调，下面又是单位所有制，因部门利益而互相竞争，再加上保密和成果归属问题，近些年来社会上的行业垄断和互相封锁现象已日趋严重，即使在行业内部、甚至在一个单位之内也互相封锁。结果大家都在一个水平线上做同样的研究，你做我做他也做，社会主义集中力量办大事的优越性就难以发挥，有限的资金也难以用在刀刃上。在这方面，经济完全市场化的西方国家有时反而做得好一点。他们在国防军工领域不是千军万马一窝蜂地上，而是采用公开公平竞标，谁中标了，就由谁来干，他们可以把加工制造乃至许多研究工作扩散到全世界，利用全球资源，组织浩浩荡荡的大军为其服务。我国航天做得就比较好，组织联合团队，发挥各自优势、联合攻关，协同创新。必要时也可搞多方案并行研究，但成果属于国家，实现共享、共用，从而实现1+1大于2。我始终认为这个问题太重要了，如不认真解决，即使花再多的钱，恐怕也难以奏效，只能事倍功半。这种“多龙治水”不是纯技术问题，主要还是体制机制和管理问题，希望能引起各级领导们的高度重视。
记：航空发动机的研制难度很大，很多人又不太理解，其研制究竟难在什么地方？
刘：据日本通产省分析，按产品单位重量创造的价值计，假如船舶为1，那么小汽车为9，电子计算机为300，喷气客机为800，航空发动机为1 400。这说明航空发动机是当代高科技的结晶，被人们誉为“工业之花”、“皇冠上的珠宝”。
航空发动机被称为飞机的“心脏”，是军民用飞行器和航空工业发展的源动力，是决定现代战争胜负的重要因素，对国民经济发展和科技进步有着巨大的带动和促进作用。一代发动机，一代新飞机。目前，航空发动机的发展水平已是一个国家综合国力、工业基础和科技水平的集中体现之一，是国家安全和强国地位的重要战略保障。
航空发动机是一种十分复杂的热力机械，需在高温、高压、高转速和交变负荷的极端恶劣条件下长时间可靠地工作，并满足推力（功率）大、油耗低、重量轻、寿命长、噪声小、排污少、可靠性高、安全性好、研制和维护成本低等众多相互矛盾而又十分苛刻的要求。一台现代发动机拥有上万个零部件，须用轻质、高温、高强度的特殊材料制造，加工精度已达微米级；高性能压气机叶片的形状既薄又要具有弯、扭、掠的性能，高速旋转时要长时间承受自身重量2万倍的离心力；薄薄的机匣要长时间承受40～50个大气压而不变形和不损坏，相当于蓄水175米的2.3个三峡大坝底部所承受的水压；涡轮叶片的气流环境温度已高达2 100-2 200K，远超过其金属材料的熔点，要求发动机在每分钟1万～2万转的条件下能够长时间可靠工作；现代民用发动机寿命已长达3万小时以上，将来要超过10万小时，而对于空中停车率的要求是发动机每10万飞行小时不能大于0.2～2次，这充分说明发动机的研制难度大、周期长、耗资多、风险高。可以毫不夸张地说，航空发动机的研制，一直是在挑战工程科学技术的极限。正如美国《国家关键技术计划》所描述的：“这是一个技术精深得使新手难以进入的领域，它需要国家充分保护并利用该领域的成果，需要长期数据和经验的积累以及国家的大量投资”。
正因为如此，长期以来，美、俄、英、法等少数航空发达国家一直把优先发展航空发动机作为基本国策，将航空动力工业发展成高附加值的国家高科技战略性产业，把航空发动机技术列为严密封锁、严禁出口转让的关键技术，并逐步形成了对航空动力技术和全球市场的垄断地位。目前，世界上能独立设计生产飞机、坦克、舰船的国家有几十个，能研制核弹、火箭、发射卫星的国家也不少，但能自主研制先进航空发动机的国家却只有美、俄、英、法等少数发达国家。
记：有专家说发动机是试验出来的，您同意这种观点吗？研制一种新型发动机，究竟需要做多少试验？
刘：这种观点有一定道理，但不全面。在航空发动机研制全过程中，人们常说设计是龙头，材料是基础，制造是保障，试验是关键。我认为这四个方面都很重要，相辅相成，缺一不可。
设计是龙头。设计是发动机研制成功与否的首要环节。设计水平高，才会研制出高水平的发动机，减少不必要的反复，提高“成功率”，自然会缩短研制周期、节省费用。设计一旦搞错了，后面的制造和试验都是错的，会造成大量人力、物力、财力和时间的浪费。所以，我们必须下决心建立包括设计软件、标准、规范、手册，数值仿真系统在内的、经过试验验证的、高水平高精度的设计研发体系，还要有相应的工程和试验数据库。通过这种研究还能培养出一批又一批高水平的设计、研究和管理人才，是搞好航空发动机设计工作的第一要素。
材料是基础。无数事实表明，“一代新材料，一代发动机”。没有先进的材料，就难有先进的航空发动机。据预测，在未来航空发动机性能的提高中，新材料的贡献率将达到50%；新结构、新材料和先进制造技术对发动机减重的贡献率将达到70%。为此，国外十分重视在航空发动机预先研究和型号研制之前，提前安排新材料、新工艺的基础研究，建立高水平的航空发动机新材料、新工艺技术体系，并建立与之配套的标准、规范、手册和试验数据库。
制造是保障。要想有高质量的产品和装备，就必须有高质量的制造技术。制造技术的水平和成熟度是航空发动机质量稳定性、合格率高低的关键所在。制造水平不高，技术不成熟，必然会造成质量不稳定，产品合格率低，成本居高不下，难以保证发动机的性能和可靠性。
试验是关键。航空发动机是一个复杂的工程技术，不是纯理论就能解决的。发动机是设计出来的，也是试验出来的、飞出来的。发动机的所有边界，只有通过高空台模拟试验和原型机试飞才能真正得出。发动机寿命、可靠性只有通过大量地面和飞行试验，才能得到考验和不断提高。所以，先进航空发动机研制必须对零部件、系统和整机进行大量的地面台、高空台和飞行试验。只有通过不断的试验，提前暴露问题，不断修改完善，才能达到最终的要求。
据统计，国外典型航空发动机的研制，都要经过10万～20万小时以上的零部件试验、4万小时以上的附件系统试验、1万小时以上的整机地面试验，5 000小时左右的高空模拟试验和3 000小时以上的飞行试验，其中仅用于试验的发动机整机台数就需要50～60台（美国F100发动机的试验样机多达114台），只有使发动机得到充分的试验验证，才能确保其研制成功。
另据国外分析，航空发动机投入使用的初期是故障高发期，一般飞行10万～20万小时才能进入成熟期。所以，试验研究贯穿于发动机整个寿命周期的始终。正因为如此，美、俄、英、法等国均不惜花费巨资，建立了以高空模拟试车台为标志的配套完整、规模庞大的航空发动机地面试验设施群，以保证航空发动机加速发展的需要。
记：您能否具体谈谈都需要进行哪些试验？
刘：好的。因为要做的试验太多了，我仅举几个典型例子。
“吞鸟”试验。这是民航发动机必须要做的最关键的试验之一，因为在飞机起飞和空中飞行时，有时难免将鸟吸入发动机，现在军用发动机也要做这个试验。具体做法是，使发动机处于旋转状态，用气压炮模拟飞机的飞行速度，一般模拟每小时800千米的速度，然后把一个重量为三四千克的大鸟打进去，叶片不能断，发动机能够照常工作，这就说明发动机叶片达到标准了。试想，当飞机以每小时800千米的速度飞行时，即使鸟在空中处于静止状态，一旦撞上就相当于一颗“炮弹”打进去了。世界航空史上军民航飞机发生过很多飞机与鸟相撞的事故，有些事故甚至造成了上百人机毁人亡的惨剧。
包容试验。什么叫包容试验呢？就是说一旦飞鸟撞进发动机或其他原因使叶片打断了，这些碎片可能会击穿机匣，打漏飞机油箱，点燃燃油，严重时会引起飞机爆炸。这种包容试验就是对转子外面的机匣进行强度试验。具体做法是在风扇叶片上埋一点儿炸药，当发动机转到最高转速时，采用远距离遥控引爆炸药，将发动机叶片炸断。因为发动机转速很高，被炸断的叶片就会把后面的众多叶片“剃光头”，里面被打得稀里哗啦。在这种情况下，看看机匣是否能把这些碎片都包容起来，使碎片不能打穿机匣，所以要求机匣要有足够好的强度和包容性。 结冰试验。发动机在空中结冰之后必须很快除冰，一旦结冰，叶片的叶型就会发生变化，效率和压比会随着改变，严重时会造成压气机失速喘振。
冰雹试验。飞机一旦在空中遇到冰雹怎么办？所以要做冰雹试验。具体做法：就是用一台机器把类似鹌鹑蛋大小的冰雹打进发动机内。试验时，要求一分钟打进去一吨冰雹，观察发动机能否安全稳定工作。
持久试车。按“通用规范”要求，军用航空发动机定型之前，要用两台发动机各完成两个300小时的持久试车，以考核其性能、可靠性、结构完整性和寿命。
加速寿命试验。现代发动机（特别是民用发动机）的寿命越来越长，用原来300小时持久试车的方法来考核寿命已不合适，为此，国外研发了一个“加速寿命试验”方法。就是尽量减少小状态试验，增加大状态试验，从而缩短整个寿命试验的时数。因为小状态对发动机寿命影响不大，所以就可以“抓大放小”。但是，如何把这种试验的结果转换算成发动机的真实载荷，如何合理地给出发动机寿命，这其中有一个科学的换算方法，目前我们还没有完全掌握。
此外，还有矢量喷口试验、反推力试验、飞行包线边界试验、空中起动试验等等，大约有几百项，在此就不一一列举了。
记：您在北航担任航空发动机仿真研究中心主任，据说通过计算机数值仿真，可以节省实物试验的时数，您能否讲一讲这方面的情况？
刘：早期航空发动机的研制模式，是设计完了就加工，加工完了就试验，试验出了问题就进行修改设计-再加工-再试验，如此反反复复，完全是用试验来暴露发动机的设计问题，人们将这种方法叫“传统设计”，一个循环下来少则一年，多则两三年，所以，研制一款新发动机往往要用十几年时间。面对发动机研制过程中越来越多的大量试验，随着计算机和数值模拟技术的发展，上世纪90年代，国外已开始研究和采用数值仿真技术，将新兴的信息技术用于航空发动机的研究，通过数值模拟试验逐步减少部分实物试验的工作量。有了数值仿真技术，发动机设计完成后，可以先不加工零部件，先把它放到计算机里做试验，也就是在虚拟环境下做试验，设计人员可以清楚地看到气流在发动机里是怎么流动的，是否发生了气流分离，在哪一级分离。一旦发现，就要重新设计，修改完成后再进行模拟仿真试验，如此反复，直到大家都公认没问题了，再进行零部件、整机加工和试验，这样虽然可能在试验中还会出现一些问题，但反复次数会大幅度减少，从而提高了发动机设计的“成功率”。
计算机数值仿真试验在方案设计和参数优化阶段的作用是十分明显的，有了它可以减少反复次数，可缩短研制周期、节省研制费用。据2002年3月美国空军研究机构（AFRL/PRTA）介绍，采用数值仿真及信息化技术后，可减少约30%的试验时数，节省约40%的研制经费。
但是，我们也应看到，计算机数值仿真不可能完全取代实物试验，要想把发动机研制成功，大量的实物试验还是必不可少的。而仿真系统能否起到这么大的作用，关键还要看能否建立起一套高水平、高精度的航空发动机数值模拟仿真系统，如果不准确，数值模拟仿真也就失去了意义。因此，要舍得在先期投入一笔资金来开发和建立这套系统，也需要用大量的试验数据来验证它的准确性，这个难度是很大的。目前在航空发达国家的有关企业和研究机构中，都拥有各自的仿真系统，但他们不可能卖给我们。这必须靠我们自己来开发，一定要尽快地把我国的先进航空发动机数值仿真系统（数值试车台）建立起来。
记：您对当前我国航空发动机的形势怎么看，根治飞机“心脏病”能取得成功吗？
刘：21世纪前30年，是我国和平崛起、加快发展的最佳机遇期。当前我国航空发动机面临着前所未有的严峻挑战，也迎来了前所未有的发展机遇，可以说挑战与机遇并存，困难与希望同在。机遇要大于挑战。
一方面，跨入21世纪后，世界航空发动机技术呈现出异乎寻常的高速发展态势，航空发达国家对我国的技术封锁更加严格了，竞争在加剧。如果不采取紧急措施，搞得不好，我们与国际先进技术水平的差距有进一步拉大的危险。更为重要的是，我们做为一个世界大国要向强国转变，没有强大的航空工业是不行的，没有强大的航空发动机产业也是不可思议的。因为动力强则航空强，航空强则军力强，军力强才能国家强。
当前，随着国民经济的加速发展、人民生活的不断改善和国际形势的复杂变化，无论是民机、军机和通航飞机、都对航空发动机提出了迫切需求，压力在不断加大，靠买国外的发动机是根本不可行的。正如温总理所说：发动机在初始阶段可以买一点，但最终要自主研制。发动机、机载设备和复合材料等，如果长期靠进口，不仅成本高，而且关键时刻靠不住。我们只能靠自力更生，背水一战，坚决打好航空发动机“翻身仗”，尽快扭转航空动力落后、受制于人的被动局面，这不仅仅是一个技术问题，而是摆在我们面前的一项严肃而又紧迫的政治任务，这就是我们所面临的前所未有的严峻挑战。
另一方面，我们也迎来了前所未有的发展机遇，迎来了航空发动机的春天。党中央、国务院、中央军委领导高瞻远瞩，明确指示同意列一个“国家重大科技专项”，下决心把航空发动机搞上去。这对加快我国军民用航空发动机发展，解决长期制约航空工业发展的“瓶颈”问题，对保障国家安全、促进经济发展、建设创新型国家都具有十分重大的战略意义。
我们坚信，在党中央、国务院、中央军委的坚强领导下，在总装备部、各军兵种和各部委的大力支持下，举全国之力，彻底根治飞机“心脏病”一定能取得成功，也一定能为军民用航空装备提供健康强劲的“中国心”，从根本上解决我国航空发动机的自主保障问题。在不远的将来，一个航空动力强国必将屹立在世界的东方！
十分感谢您的采访。我衷心祝愿受到广大读者欢迎的《航空知识》杂志越办越好。
编者：2011年6月26日，美国《洞察中国》（China SignPost）网站发表了一篇题为《中国航空发动机发展：国产高性能涡扇发动机是实现战斗机制造完全自主的最后环节》。文中介绍了中国航空发动机产业的现状，对未来发展进行了展望。本刊编译并发表此文，并不表示证实或赞同其文中内容及观点，仅供关注中国航空动力产业的读者参考。
中国致力于开发国产高性能航空发动机，用于装备国产军用飞机的战略方向已经明晰，这一战略选择蕴含着重大的航空技术挑战，世界上仅有少数几家大公司真正掌握着这项技术。这本身并不奇怪：发动机对于飞机的重要程度，不亚于心脏对于人体。发动机的设计研发，面临着温度、压力、过载等一系列严峻问题，只有最为先进的材料，最为合适的加工方法，科学的设计，合理的使用维护，才能解决这些难题。近些年中国在材料和制造方面取得了一些进步，但在部件和系统设计、集成以及根据可靠性特征制订勤务和使用管理方案等方面仍然存在问题——这些方面是优化发动机使用效能的关键。
中国在发动机这一关键领域取得的进步仍然不够平衡，某些领域比较先进，但整体水平仍然落后。根据中国国防工业基础能力和可用资源水平判断，中国未来会取得重大进步，但目前的技术障碍以及资源集中力度的不足，将会让中国花上2到3年才能获得与当前在发动机方面投资总额相称的综合技术能力，5到10年后，中国才能稳定地批量生产第五代战斗机所需的高端涡扇发动机。一旦中国进入这个阶段，就将迈入高端发动机制造国俱乐部，又消除了一个为数不多的必须依赖俄罗斯技术输入的国防工业瓶颈，其战略意义不言而喻。
国产航空发动机战略意义何在？
对于中国，具备国产军用高性能航空发动机制造能力有两点重要的现实意义。首先，可以摆脱对外来航空发动机零部件的依赖，解决由于俄罗斯不愿输出而带来的短缺问题，同时解决俄罗斯售后服务较差带来的诸多保障问题。据估计，俄军在未来10年采购的军用发动机数量将超过苏联解体后20年的总量，这对于中国影响巨大。当年正是因为苏联解体导致军购能力大幅下滑，才促使俄罗斯将包括航空发动机在内的先进装备出售给中国。而反观现在，俄空军未来对于苏-34、苏-35和T-50等先进战机的采购，将占用俄罗斯航空发动机制造业的绝大部分产能，造成后者出口外销意愿削弱，可能限制出口数量。俄罗斯政府可能更愿意优先出售先进战斗机整机，而不是单独的发动机。即便俄罗斯继续出口航空发动机，中国也将无法获得足够的数量，用于其战斗机生产。俄罗斯航空产品的售后服务水平一贯较低，技术和备件的支持能力差，且价格昂贵，反应速度缓慢，一些重要的技术手册只有俄文版，或干脆不予提供。其次，拥有国产高性能航空发动机，中国才能在国产战斗机的销售问题上拥有充分的自主权。中国正在成为先进战斗机出口国，不希望外国发动机供应商在其军售问题上行使否决权。中国出口巴基斯坦的FC-1使用与米格-29相同的RD-33发动机，但由于FC-1售价低廉，在发展中国家军购市场上成为俄制飞机的有力对手，因此，俄罗斯曾一度反对中国向巴基斯坦出售FC-1。这段经历让中国认识到，只有具备国产航空发动机制造能力，才能在飞机出售问题上更加自由。中国歼10和歼11B战机也面临同样的问题，一旦中国决定出口这两型飞机，同样可能在发动机问题上遭遇掣肘。中国不希望国产最先进战斗机在动力系统方面仍要继续依靠外国技术。
中国军用航空发动机产业的现状
2011年4月的一次谈话中，中国航空工业公司（简称中航工业）总经理林左鸣曾表示，尽管中国航空工业取得了快速发展，但在先进喷气发动机制造领域仍然存在较大差距。为了缩短差距，中航工业将把航空发动机研发放在优先地位，未来5年内将投资100亿人民币（15.3亿美元）用于先进航空发动机的研发。
中国涡扇10“太行”涡扇发动机及其改进型的性能指标与美国普惠F100和通用电气F110相当，这两款发动机是目前美军F-15和F-16战机的动力装置。“太行”家族据说还是歼11B的动力，可能最后取代俄制AL-31，成为歼10和歼15的动力。2010年11月有媒体报道，一款推力27 500磅（约125千牛）的涡扇10“太行”发动机已投入批生产，将用于装备歼11B。尽管如此，仍然有证据表明中航工业在扩大涡扇10量产过程中质量稳定性控制存在问题，造成发动机可靠性不足，致使中国战机仍然严重依赖俄罗斯进口发动机。
俄罗斯国防工业认为，中国目前还不能批量生产性能可靠的高性能军用涡扇发动机。俄罗斯喷气发动机制造商土星科研生产联合体就预言，在2019年以前它仍然是中国歼10和FC-1战斗机发动机的主要供应商。有消息称，2011年中国与俄罗斯洽谈过购买190台D-30KP-2涡扇发动机事宜，这些发动机可能用于中国空军俄制伊尔-76，土星的乐观可能部分地来自于此。
由于缺少足够数量高性能涡扇发动机供应，中国未来歼10、歼11、歼15乃至歼20战斗机的量产都将受到影响。歼20计划更是要求国产航空发动机在研发和生产上取得突破，因为俄罗斯显然不愿意向中国输出117S发动机，而没有这种发动机，歼20将无法实现超声速巡航，也就无法达到第五代战斗机的标准。
过去可能被中国长期忽略的一个事实是，控制软件也是航空发动机技术的重要环节。许多航空发动机性能参数都可以通过软件进行调解，发动机制造商往往会因为软件升级而向用户收取高额费用，实际上发动机控制软件的升级过程看似简单，但却能显著改变发动机性能。民用发动机和军用发动机的一项重要区别就是，前者使用一体化的软件编译模块，而军用发动机的源代码和编译模块分开存储。军用发动机软件源代码的编写耗资巨大，因为它对注释、文档、线形追溯性、整合度以及模块化有诸多要求，还要求进行稳固性测试。任何发动机出口方，都会把软件问题当作重大问题处理。以美国为例，尽管以色列等国家多次要求美国转移控制软件源代码，但美国始终没有同意。
高性能喷气发动机的制造是一项难度极大的工作，一台发动机零部件多达上万个，必须使用特殊耐用材料来制造，加工精度要达到微米级。用于军用飞机的高端发动机更是要求能在高温、高速、剧烈机动和频繁调整等极端条件下可靠工作。以喷气发动机的压缩机叶片为例，运转时要能承受高达自身重量20 000倍的离心力。至于涡轮叶片，则要能在超过大多数金属熔点的温度环境中正常工作而不发生明显形变，其对于冶金技术要求的难度，无异于用一把冰勺子搅动一锅热汤。 中国航空发动机制造能力已经显著改善，但西方当前还不能准确掌握中国的发动机设计能力。为了实现航空发动机研发和制造的重大突破，中国必须对整个发动机工业体系进行统一、改善和优化，这又要求必须使用高水平的全寿命管理工具、软件，建立从始至终的技术支持体系。以汽车动力系统为例，要制造一根曲轴相对容易，但要让整个汽车动力系统完美可靠地工作，并理解该系统各部分在各种条件下的相互作用，却绝非易事。汽车况且如此，更不用说复杂程度呈几何级数增加的军用航空发动机了。
开发高性能航空发动机需要大量的基础研究，仅就气动优化问题，就需要建立涡轮叶片周围流场变化的精确模型。高压涡轮可以通过技术手段进行强化，但如果其热力学特性发生变化，则在高温条件下膨胀方式也会发生变化，进而可能导致几何外形的非连续性变化，在运转过程中可能发生失效，甚至损坏发动机。这就需要研发部门对流场、疲劳以及可靠性问题进行细致的建模和设计工作。
现在用来表征航空发动机性能的一个重要指标是平均故障时间（MTBF）和平均大修间隔（MTBO），前者即发动机正常工作的期望时限，后者则是发动机工作多长时间需要进行大修。这两项指标又与发动机失效曲线和特征数据密切相关，确定这些特点同样需要大量测试和统计学分析，它们对发动机维护管理和估测发动机性能至关重要。如果这项工作没能有效完成，那么就意味着无法完全掌握发动机的失效特征，也就难以预测发动机的失效，其结果便是在使用中遭遇各种“出乎意料”的性能变化，而发动机性能的突然变化，对军事飞行危害极大。
为弥补这些技术领域的不足，保证所需的作战效能，在列装数量问题上就必须留出足够的冗余度。这就意味着，中国可能需要大约200架“侧卫”战斗机才能保证与100架F-15相当的任务效能。其他如外来异物损伤（FOD）耐受能力、低温/高温启动性能等重要指标也能反映发动机技术水平，俄罗斯发动机在外来异物损伤（FOD）耐受能力方面要逊色于西方同级产品。
简言之，确保航空发动机系统的优良品质，需要设计、制造、使用监控、全寿命管理等环节的全方位技术能力，而这种全方位技术能力在中国仍是薄弱领域，因为此前中国一直严重依赖对国外产品的拷贝和仿制，这种做法无法获得发动机研制和管理能力，其结果是中国航空发动机领域长期以来受到依赖路线的束缚，造成发动机研制生产道路日趋狭窄，水平长期徘徊在国际水准之下，综合系统能力较差，要想改变这种状况，需要投入大量资金，付出艰苦的努力。
近年中国航空发动机制造技术与工艺取得了明显改善，有消息证实，中国已经在精密切割、焊接和机械加工（如生产涡轮叶片所需的五轴精密铣削）等方面获得较大发展，特种材料叶片制造水平也有显著进步，中国最大的涡轮叶片生产设施位于西安，这里如今能够批量制造超级合金、钛合金、钴合金以及不锈钢涡轮叶片。据称涡轮叶片合格率已经超过了95%。中国已经初步具备了空心风扇叶片制造能力。空心钛合金风扇叶片要比实心同类叶片减重15%～20%，能显著降低发动机的油耗。空心叶片还能降低发动机的转动惯量，提高机动过程中发动机的加速性能。中国还正在通过过程建模提高发动机设计水平，计算机辅助过程建模分析能够让制造人员估计热应力环境中，材料、焊接以及零部件变化可能造成的问题。在开工制造之前找出潜在的隐患，能够在发动机研发过程中节约大量资金和时间，有助于制造出高性能且耐久性优良的发动机。生产过程中的自动化水平也有提高，这有助于提高制造的标准化和效率。
中国军用喷气发动机
面临怎样的挑战？
中国希望批量制造普惠F100同级别的发动机，并开发歼20这类第五代战斗机使用的高推力发动机，这些雄心在技术上和过程上都面临着严峻挑战。在技术层面，中国发动机涡轮锻造、涡轮盘粉末冶金、钛合金空心件成型等问题上仍然薄弱。这些领域在近些年都取得了不小的进展，但由于基础水平较低，问题仍然存在。
中国需要建立先进的发动机生产线，以保证国产发动机的量产质量，生产自动化水平还需要进一步提升。有消息称现在生产中加工超耐热合金材料仍然是一个难题，加工过程常常造成切割工具的频繁损耗。就质量稳定性而言，同型发动机需要在同一条生产线上生产，这样才能保证生产线的规模效益和质量稳定性。一旦设计定型投入批量生产，就应该尽量避免分线生产，这样会影响产品的一致性。在实验室制造一片涡轮叶片是一回事，而批量生产数以千计的标准化且性能可靠的涡轮叶片则完全是另一回事儿。一台喷气发动机往往需要400～500片各类叶片，稳定的量产质量是发动机制造业的必需。要做到这一点，中国必须解决冶金技术和工业流程的科学化问题。
中国国内有分析人士指出，中国发动机工业应该设法将研究和制造部门整合，创建科学的研究数据库，以便让制造更加高效，减少发动机设计、材料和制造等环节的交流障碍，培养新型的工程技术人员。他们认为在某些领域，中国航空发动机比美国落后大约30年。
中国需要努力实现的，是六西格玛或全面质量管理能力，这样才能确保质量管理的有效性，确保所有质量问题得到监督，以及所有生产和质量数据的真实性。如果这一点无法实现，那么中国在发动机研发制造技术迈进过程中的代价将非常巨大。苏联国防工业的失败在很大程度上就来自这一问题。
中国目前尚未采用法国达索等西方企业使用的全寿命设计工具，但在航空发动机设计环节已经广泛应用了计算机辅助设计和制造工具，而在服役使用方面应用还很不足。只关注设计环节，会造成产品制造和维护便利性的降低。这方面中国船舶工业做得比较好，在全流程都应用了设计和仿真分析技术。
值得注意的是，中国航空发动机有自己的后发优势——他们可以从先进国家航空发动机研制的成功与失败中获取经验，这样能够显著缩短自身发动机研究–发展–制造的周期。美国F-22“猛禽”使用的普惠F119发动机是在上世纪八九十年代开发并改良完成的，这意味着中国不需要获取2011/2012年的最新发动机技术，就能获得非常有价值的技术参照，从而开发本国歼20所需的第五代战斗机用喷气发动机。 规模与资源问题
和美英等国军用航空发动机工业相比，中国航空发动机工业在人员规模上仍显不足，但已经超过了俄罗斯和法国的水平。黎明公司和西安航发这两家中航工业最大的军用发动机企业，人员总和接近20 000人。与之相比，普惠、罗罗和通用电气航空分部每家企业人员都超过了35 000人。
为了追求军用航空发动机自给化，中国航空发动机工业可能在未来会扩大规模。俄罗斯UMPO目前总人员规模为15 000人，计划在2010年生产109台AL-31和AL-41发动机。通用电气航空分部每年大约能交付200台高性能涡扇发动机和总数800台军用发动机及直升机用涡轴发动机。
经费限制在发动机采购方面应该不会构成大的问题，以每台军用航空发动机采购价格250万～500万美元计算，即使中国每年生产500台军用涡扇发动机，其总费用也仅占2011年军费预算的2%左右（注：2011年中国国防预算为6 011亿元人民币，合915亿美元）。
获得特殊的材料并正确地加工，对于制造航空发动机以及保证制造成本的竞争力，都极为重要。日本石川岛播磨重工株式会社航空发动机工厂经理曾表示，航空发动机零部件成本的50%都来自材料本身。现代高性能航空发动机需要采用一些高强度、耐高温材料，包括钛、镍、铝、复合材料以及镍基和钴基超耐热合金。中国在钛、镍和钴等金属的产量十分巨大，理论上，从资源供应量来看，对航空发动机产业构不成任何制约，但仅仅是理论上而已。中国航空发动机制造商面临的材料制约并非是取得镍、钴和其他金属等原材料，最为复杂的问题是制造或购买到能够用于航空发动机的耐高温合金材料。有分析认为，中国现在耐高温合金还不能完全自给，据估计中国每年耐高温合金的生产量约为1万吨，而需求量则为2万吨。
一台商用航空喷气发动机通常需要700千克到两吨耐高温合金。大多数军用高性能喷气发动机自重都不超过2吨，假定每台发动机需要1吨耐高温合金，如果中国把每年超耐热合金产量的10%用于航空发动机，则可以制造1 000台军用喷气发动机。从长远看来，耐高温合金将是中国航空发动机制造业的瓶颈，未来5年可能会迅速扩大规模。
需要关注的几个性能问题
热循环损耗 大型运输机或加油机使用的发动机在大部分飞行时间都工作在比较稳定的速度范围，但战斗机用喷气发动机则完全不同，由于飞行员会在剧烈机动过程中频繁而快速地调整油门，因此发动机的转速也会频繁快速地变化。这会造成发动机温度的快速变化，这种热循环变化会产生重要的损耗。美军在装备和使用第一种真正意义上的高性能喷气发动机F100过程中，就发现热循环变化会造成难以预计的安全和维护问题。
在开发F100过程中，普惠的技术人员原本认为发动机零部件疲劳的决定因素是高温运行时间，也就是全推力或高推力运行的时间。但实际使用中人们发现，由于F100优良的性能，空军在使用中开始实践全新的战术技术和训练模式，飞行员会更加频繁地实施机动。这样一来，发动机在全推力状态下工作的时间相对较少，但其转速变化频率却超出了发动机设计人员的预期。F100设计要求规定发动机在全寿命周期内要能经受1 765次全推力过渡，但实际使用证明发动机使用寿命比预期低30%，调查发现这是因为发动机的热循环变化次数显著高于预期，到寿发动机平均全推力过渡次数接近设计数字的6倍，达到了10 360次。
在中国开发高性能军用发动机的过程中，同样的问题也会出现，需要科学合理地加以解决。鉴于中国空军飞行员训练频次和力度不及美军，因此中国是否已经为处理类似的热循环损耗问题做好充分准备，尚不得而知。取得近似作战条件下的发动机热循环损耗数据，是一项重要的工作，苏联航空兵在这方面也没有完全掌握第一手资料。
中国技术人员在改善现有发动机性能和延长其使用寿命方面已经有了明显进步。有消息报道，中国已经成功使俄制AL-31F发动机的使用寿命从900小时延长至1 500小时。据此推测，中国涡扇10以及其他新型航空发动机也会采用类似的延寿技术。
环境适应性 许多环境因素会给发动机带来负面影响，如高原/高温机场、含沙空气、含盐水分侵蚀以及外来异物等。传统观点认为，俄罗斯航空发动机的抗外来异物能力就低于西方同类产品。由于担心外来异物损伤发动机，2008年红旗军演中，印度空军苏-30MKI的行动受到很大限制，这并非是印度空军维护不力——根据与俄方协议，所有因外来异物损伤的发动机都必须运回俄罗斯修理。
性能稳定性 西方先进航空发动机通常具备较好的全速度/高度连续动力输出性能和抗失速性能，中国产品在这些方面仍存在不足。据称俄罗斯苏-27战斗机使用的AL-31F涡扇发动机在大迎角机动状态下推力下降较大，因为这种状态会造成气流和油流的紊乱。对于没有推力矢量技术的战斗机，其发动机的连续动力输出性能更加重要，如果大迎角状态下发动机进气困难，那么可能会导致叶片失速或气流输入的不连续，进而造成发动机氧气供应不足。通过复杂的建模技术协调这些纷繁纠葛的影响因素，改进发动机进气道设计是解决该问题的重要途径。
体制结构问题
比技术问题更难解决的，是体制问题。中国国防目前存在装备来源单一的问题。中国国产军用航空发动机完全由中航工业提供，该集团公司旗下的沈阳、西安和贵州等发动机企业在某种程度上存在竞争，但竞争的积极效应并不明显。如果存在适度竞争，那么竞争压力会促使企业生产具有创新技术且价格较低的产品，加快研制进度，提高售后服务的水平。上世纪70年代末80年代初，针对当时美国空军航空发动机领域普惠一家独大的情况，美国政府决定促进通用电气和普惠之间的合理竞争，此举使得美国战斗机在设计过程中可以拥有两家竞争企业提供的诸多动力选择方案，成果显著。中国目前的情况与美国不同，发动机领域宏观的竞争不足，而在微观问题的竞争又过多，这会造成局部利益交换和利益保护，进而造成重复工作，资源使用不当，延长研制和生产周期。中国需要决定其航空发动机行业的组织系统结构和运行方式，这样才能从上层解决其结构和体制问题。 （编者按：就先进发动机研制而言，中国的知识资源和物质资源并不充足，引入美国那样的竞争体制，现阶段未必是最好的出路。单一来源未必就一定意味着低效率，问题的关键在于现有体制运行的效率，以及对效率评估的科学性，这方面法国的经验值得学习。）
军民技术转化
军用航空发动机与民用航空发动机在性能指标上差异巨大，但在材料和制造技术上存在相似性，特别是在核心机方面。在民航飞机领域广泛应用的CFM56商用发动机，很大程度上就应用了B-1B战略轰炸机普惠F101发动机的核心机技术。
中国航空工业领域合资公司的数目正日益增多，通用电气航空分部、普惠和斯奈克玛都成了中国航空企业的合作方，但合作主要限于最终装配和维护、修理以及大修方面。通过这些合作，中国企业能够学习如何实施售后服务、完成大修，以及如何将维修数据反馈到设计和制造环节中去，以改善产品的设计和性能。而这些经验和技能，对于军用航空发动机的设计、制造和维护也有应用潜力。
CFM国际公司是世界上最大的商用喷气发动机制造商，该公司是由美国通用电气航空分部、法国赛风旗下的斯奈克玛公司组建的合资公司。该公司同时也是中国C919大型飞机项目的发动机供应商，CFM在2009年曾与中航工业探讨在上海建立发动机总装线和发动机试验设施的可能性，但据说未有任何实际结果。据来自CFM的消息，提供给中国的LEAP发动机的总装线建在哪里尚未决定。
CFM在中国采购的发动机零部件很多，用于其现行诸多发动机产品，对于LEAP-X1C发动机可能也会采取类似做法，但现在就推测哪些部件会在中国制造为时尚早——这一问题已经引起了密集关注，其中的原因不难理解，该发动机核心机应用了包括整体式叶盘——即叶片和轮盘是用一整块金属加工或铸造而成的。这样的设计能大大提高可靠性并减轻重量，最多可减重30%。通用电气F414（用于F/A-18E/F）、普惠F119（用于F-22“猛禽”）、F-135和通用电气F136（用于F-35“闪电”II）都应用了该项技术，如果能够通过商用发动机合作项目，掌握该项技术，对于中国航空发动机工业无疑是非常有利的。这对于中国涡扇15和其他先进军用涡扇发动机都有着潜在的应用价值。
结?语
根据中国尚不能批量制造性能稳定的用于第四代和第五代战斗机的国产发动机这一事实判断，中国航空发动机产业与美国相比差距应该仍然超过20年。
中国航空发动机性能的进步可以从推重比和燃油消耗率两个方面透射。前者反映了设计水平和制造质量，后者则表现了发动机的燃油利用效率，这决定了战斗机的作战航程、留空时间等重要性能。至于平均故障时间和野外更换与维修等系统管理指标，中国可能采取各种办法解决薄弱问题，比如准备更多的备份发动机——当年美国F-4“鬼怪”在越战中也采用过这种办法，那时F-4配用的通用电气J79发动机可靠性较差。
如果研究一下美国喷气发动机和飞机发展史，可以发现新飞机和新发动机出现之间的相关性几乎可以达到1。中国正在积极研发新型战斗机，这同时也要求研制全新的发动机作为动力。对于中国正在开发的第五代战斗机，俄罗斯自然不愿意出口117S等先进航空发动机。低估中国国防工业系统的实力是不明智的。外界估计，中国将在2到3年内在批量制造高性能喷气发动机方面取得突破，但对于制造可靠的顶级航空发动机，则还需要5到10年。一旦中国迈上这一台阶，将会促成中国空军和海军航空兵的强势崛起。目前中国需要重点监控的领域是设计能力、工装设备、制造能力和系统运营与维护能力，这些问题将会影响国产发动机的性能及使用效能。
经费限制在发动机采购方面应该不会构成大的问题，以每台军用航空发动机采购价格250万～500万美元计算，即使中国每年生产500台军用涡扇发动机，其总费用也仅占2011年军费预算的2%左右（注：2011年中国国防预算为6 011亿元人民币，合915亿美元）。
获得特殊的材料并正确地加工，对于制造航空发动机以及保证制造成本的竞争力，都极为重要。日本石川岛播磨重工株式会社航空发动机工厂经理曾表示，航空发动机零部件成本的50%都来自材料本身。现代高性能航空发动机需要采用一些高强度、耐高温材料，包括钛、镍、铝、复合材料以及镍基和钴基超耐热合金。中国在钛、镍和钴等金属的产量十分巨大，理论上，从资源供应量来看，对航空发动机产业构不成任何制约，但仅仅是理论上而已。中国航空发动机制造商面临的材料制约并非是取得镍、钴和其他金属等原材料，最为复杂的问题是制造或购买到能够用于航空发动机的耐高温合金材料。有分析认为，中国现在耐高温合金还不能完全自给，据估计中国每年耐高温合金的生产量约为1万吨，而需求量则为2万吨。
一台商用航空喷气发动机通常需要700千克到两吨耐高温合金。大多数军用高性能喷气发动机自重都不超过2吨，假定每台发动机需要1吨耐高温合金，如果中国把每年超耐热合金产量的10%用于航空发动机，则可以制造1 000台军用喷气发动机。从长远看来，耐高温合金将是中国航空发动机制造业的瓶颈，未来5年可能会迅速扩大规模。
需要关注的几个性能问题
热循环损耗 大型运输机或加油机使用的发动机在大部分飞行时间都工作在比较稳定的速度范围，但战斗机用喷气发动机则完全不同，由于飞行员会在剧烈机动过程中频繁而快速地调整油门，因此发动机的转速也会频繁快速地变化。这会造成发动机温度的快速变化，这种热循环变化会产生重要的损耗。美军在装备和使用第一种真正意义上的高性能喷气发动机F100过程中，就发现热循环变化会造成难以预计的安全和维护问题。
在开发F100过程中，普惠的技术人员原本认为发动机零部件疲劳的决定因素是高温运行时间，也就是全推力或高推力运行的时间。但实际使用中人们发现，由于F100优良的性能，空军在使用中开始实践全新的战术技术和训练模式，飞行员会更加频繁地实施机动。这样一来，发动机在全推力状态下工作的时间相对较少，但其转速变化频率却超出了发动机设计人员的预期。F100设计要求规定发动机在全寿命周期内要能经受1 765次全推力过渡，但实际使用证明发动机使用寿命比预期低30%，调查发现这是因为发动机的热循环变化次数显著高于预期，到寿发动机平均全推力过渡次数接近设计数字的6倍，达到了10 360次。
在中国开发高性能军用发动机的过程中，同样的问题也会出现，需要科学合理地加以解决。鉴于中国空军飞行员训练频次和力度不及美军，因此中国是否已经为处理类似的热循环损耗问题做好充分准备，尚不得而知。取得近似作战条件下的发动机热循环损耗数据，是一项重要的工作，苏联航空兵在这方面也没有完全掌握第一手资料。
中国技术人员在改善现有发动机性能和延长其使用寿命方面已经有了明显进步。有消息报道，中国已经成功使俄制AL-31F发动机的使用寿命从900小时延长至1 500小时。据此推测，中国涡扇10以及其他新型航空发动机也会采用类似的延寿技术。
环境适应性 许多环境因素会给发动机带来负面影响，如高原/高温机场、含沙空气、含盐水分侵蚀以及外来异物等。传统观点认为，俄罗斯航空发动机的抗外来异物能力就低于西方同类产品。由于担心外来异物损伤发动机，2008年红旗军演中，印度空军苏-30MKI的行动受到很大限制，这并非是印度空军维护不力——根据与俄方协议，所有因外来异物损伤的发动机都必须运回俄罗斯修理。
性能稳定性 西方先进航空发动机通常具备较好的全速度/高度连续动力输出性能和抗失速性能，中国产品在这些方面仍存在不足。据称俄罗斯苏-27战斗机使用的AL-31F涡扇发动机在大迎角机动状态下推力下降较大，因为这种状态会造成气流和油流的紊乱。对于没有推力矢量技术的战斗机，其发动机的连续动力输出性能更加重要，如果大迎角状态下发动机进气困难，那么可能会导致叶片失速或气流输入的不连续，进而造成发动机氧气供应不足。通过复杂的建模技术协调这些纷繁纠葛的影响因素，改进发动机进气道设计是解决该问题的重要途径。
体制结构问题
比技术问题更难解决的，是体制问题。中国国防目前存在装备来源单一的问题。中国国产军用航空发动机完全由中航工业提供，该集团公司旗下的沈阳、西安和贵州等发动机企业在某种程度上存在竞争，但竞争的积极效应并不明显。如果存在适度竞争，那么竞争压力会促使企业生产具有创新技术且价格较低的产品，加快研制进度，提高售后服务的水平。上世纪70年代末80年代初，针对当时美国空军航空发动机领域普惠一家独大的情况，美国政府决定促进通用电气和普惠之间的合理竞争，此举使得美国战斗机在设计过程中可以拥有两家竞争企业提供的诸多动力选择方案，成果显著。中国目前的情况与美国不同，发动机领域宏观的竞争不足，而在微观问题的竞争又过多，这会造成局部利益交换和利益保护，进而造成重复工作，资源使用不当，延长研制和生产周期。中国需要决定其航空发动机行业的组织系统结构和运行方式，这样才能从上层解决其结构和体制问题。 （编者按：就先进发动机研制而言，中国的知识资源和物质资源并不充足，引入美国那样的竞争体制，现阶段未必是最好的出路。单一来源未必就一定意味着低效率，问题的关键在于现有体制运行的效率，以及对效率评估的科学性，这方面法国的经验值得学习。）
军民技术转化
军用航空发动机与民用航空发动机在性能指标上差异巨大，但在材料和制造技术上存在相似性，特别是在核心机方面。在民航飞机领域广泛应用的CFM56商用发动机，很大程度上就应用了B-1B战略轰炸机普惠F101发动机的核心机技术。
中国航空工业领域合资公司的数目正日益增多，通用电气航空分部、普惠和斯奈克玛都成了中国航空企业的合作方，但合作主要限于最终装配和维护、修理以及大修方面。通过这些合作，中国企业能够学习如何实施售后服务、完成大修，以及如何将维修数据反馈到设计和制造环节中去，以改善产品的设计和性能。而这些经验和技能，对于军用航空发动机的设计、制造和维护也有应用潜力。
CFM国际公司是世界上最大的商用喷气发动机制造商，该公司是由美国通用电气航空分部、法国赛风旗下的斯奈克玛公司组建的合资公司。该公司同时也是中国C919大型飞机项目的发动机供应商，CFM在2009年曾与中航工业探讨在上海建立发动机总装线和发动机试验设施的可能性，但据说未有任何实际结果。据来自CFM的消息，提供给中国的LEAP发动机的总装线建在哪里尚未决定。
CFM在中国采购的发动机零部件很多，用于其现行诸多发动机产品，对于LEAP-X1C发动机可能也会采取类似做法，但现在就推测哪些部件会在中国制造为时尚早——这一问题已经引起了密集关注，其中的原因不难理解，该发动机核心机应用了包括整体式叶盘——即叶片和轮盘是用一整块金属加工或铸造而成的。这样的设计能大大提高可靠性并减轻重量，最多可减重30%。通用电气F414（用于F/A-18E/F）、普惠F119（用于F-22“猛禽”）、F-135和通用电气F136（用于F-35“闪电”II）都应用了该项技术，如果能够通过商用发动机合作项目，掌握该项技术，对于中国航空发动机工业无疑是非常有利的。这对于中国涡扇15和其他先进军用涡扇发动机都有着潜在的应用价值。
结?语
根据中国尚不能批量制造性能稳定的用于第四代和第五代战斗机的国产发动机这一事实判断，中国航空发动机产业与美国相比差距应该仍然超过20年。
中国航空发动机性能的进步可以从推重比和燃油消耗率两个方面透射。前者反映了设计水平和制造质量，后者则表现了发动机的燃油利用效率，这决定了战斗机的作战航程、留空时间等重要性能。至于平均故障时间和野外更换与维修等系统管理指标，中国可能采取各种办法解决薄弱问题，比如准备更多的备份发动机——当年美国F-4“鬼怪”在越战中也采用过这种办法，那时F-4配用的通用电气J79发动机可靠性较差。
如果研究一下美国喷气发动机和飞机发展史，可以发现新飞机和新发动机出现之间的相关性几乎可以达到1。中国正在积极研发新型战斗机，这同时也要求研制全新的发动机作为动力。对于中国正在开发的第五代战斗机，俄罗斯自然不愿意出口117S等先进航空发动机。低估中国国防工业系统的实力是不明智的。外界估计，中国将在2到3年内在批量制造高性能喷气发动机方面取得突破，但对于制造可靠的顶级航空发动机，则还需要5到10年。一旦中国迈上这一台阶，将会促成中国空军和海军航空兵的强势崛起。目前中国需要重点监控的领域是设计能力、工装设备、制造能力和系统运营与维护能力，这些问题将会影响国产发动机的性能及使用效能。
把成飞的那一套飞机研发模式用于发动机研发成不成?
20年的差距啊，这要怎么样的努力才能赶上啊
请问第二图是哪款发动机？
悲催的太行
悲催的体制
悲催的结局
悲催的体制
悲催的结局
日本花1分钱引进，会用4分钱去消化吸收，韩国会花6分钱去消化吸收
这种“多龙治水”不是纯技术问题，主要还是体制机制和管理问题，希望能引起各级领导们的高度重视
不知道是否会有人攻击刘院士
这种“多龙治水”不是纯技术问题，主要还是体制机制和管理问题，希望能引起各级领导们的高度重视
不知道是否会有人攻击刘院士
AL31研制过程中整机试车一万六千小时以上，试飞更超过六千小时，再看茶几的太行，只有人家的零头，这就是太行成“太不行”的根源之一！更可悲者，由于当时面临的巨大压力，研制方就在太行定型过程中动了歪脑筋、耍了手段......
http://www.cqn.com.cn/news/zgzlb/dier/386525.html
甘晓华举例指出，我国某型涡扇发动机是国内研制试验时数最多、试验内容最全面的，可飞行试验的时数也只有324小时，而国外同类型号在几千小时，差了一个数量级，更不用说发动机吞鸟、吞冰、吞砂、外来物损伤等试验了。研制试验考核严重不足，相关关键技术没有突破，可靠性、结构完整性问题没有充分暴露，大量问题在飞机使用中暴露，导致发动机在使用中飞飞停停，严重制约战斗力和发动机发展进程。
http://mil.news.sina.com.cn/2006-03-28/1030360235.html
“太行”发动机在研制的过程中，先后有数十台发动机进行了几百次整机性能试车和寿命试车，累计试验数千小时；
AL31研制过程中整机试车一万六千小时以上，试飞更超过六千小时，再看茶几的太行，只有人家的零头，这就是太行成“太不行”的根源之一！更可悲者，由于当时面临的巨大压力，研制方就在太行定型过程中动了歪脑筋、耍了手段......
http://www.cqn.com.cn/news/zgzlb/dier/386525.html
甘晓华举例指出，我国某型涡扇发动机是国内研制试验时数最多、试验内容最全面的，可飞行试验的时数也只有324小时，而国外同类型号在几千小时，差了一个数量级，更不用说发动机吞鸟、吞冰、吞砂、外来物损伤等试验了。研制试验考核严重不足，相关关键技术没有突破，可靠性、结构完整性问题没有充分暴露，大量问题在飞机使用中暴露，导致发动机在使用中飞飞停停，严重制约战斗力和发动机发展进程。
http://mil.news.sina.com.cn/2006-03-28/1030360235.html
“太行”发动机在研制的过程中，先后有数十台发动机进行了几百次整机性能试车和寿命试车，累计试验数千小时；
第2图是美国空军79年F100的统计资料
30年的差距啊
30年的差距啊
delta_king 发表于 2012-8-28 11:44 ![]()
20年的差距啊，这要怎么样的努力才能赶上啊
按照WS15总师江和甫的说法，行业整体差距是一代半，而某些领域则差的没KC了，比如民航发动机。
20年的差距啊，这要怎么样的努力才能赶上啊
按照WS15总师江和甫的说法，行业整体差距是一代半，而某些领域则差的没KC了，比如民航发动机。
支持发动机专项，但是反对GWY以岩页气为名搞发动机，为什么要怕别人说三道四？直说就好了
就专项搞军用发动机了又咋地？
就专项搞军用发动机了又咋地？
学习了。超过20年差距的说法是很客气的了
没上国家专项自然是多头管理，上了国家专项自然就不是多头管理咯。;P:D
yeerba 发表于 2012-8-28 11:43 ![]()
把成飞的那一套飞机研发模式用于发动机研发成不成?
谁给你源代码？
把成飞的那一套飞机研发模式用于发动机研发成不成?
谁给你源代码？
精神原子弹不是万能的
虽然我坚定地认为我们10年后会把美国甩在身后，但现在还是有差距的
虽然我坚定地认为我们10年后会把美国甩在身后，但现在还是有差距的
支持发动机专项
黑压压的一版文字墙，得花些时间慢慢看。
俺還是認為遲早有一天會把美國甩幾條街
這一天還要好幾年
好幾年 好幾年
這一天還要好幾年
好幾年 好幾年还是要加强各方面的投入来追赶。
专业啊
一氧化二氢 发表于 2012-8-28 11:46 ![]()
请问第二图是哪款发动机？
从1765这个数字以及上下文来看，是 F100
请问第二图是哪款发动机？
从1765这个数字以及上下文来看，是 F100
pp1987769 发表于 2012-8-28 15:34 ![]()
从1765这个数字以及上下文来看，是 F100
谢谢啦！
从1765这个数字以及上下文来看，是 F100
谢谢啦！
yeerba 发表于 2012-8-28 11:43 ![]()
把成飞的那一套飞机研发模式用于发动机研发成不成?
整机好歹能从国外捞点干货，发动机研制从哪里捞啊？
把成飞的那一套飞机研发模式用于发动机研发成不成?
整机好歹能从国外捞点干货，发动机研制从哪里捞啊？
20年前就是这些问题，20年后还是这些问题！
发动机啊发动机，飞机的心病，国人的心病。
太长了啊
清蒸大馒头 发表于 2012-8-28 16:17 ![]()
整机好歹能从国外捞点干货，发动机研制从哪里捞啊？
大毛二毛、牛牛、花旗...TB绝大多数国发都能从上述国家找到原准机，真正的国货实在是凤毛麟角（ms迄今仅有列装的涡轴9）。TB几十年来的问题是仿制型号过多，但又没真正学到家，狗熊掰棒式恶性循环。
整机好歹能从国外捞点干货，发动机研制从哪里捞啊？
大毛二毛、牛牛、花旗...TB绝大多数国发都能从上述国家找到原准机，真正的国货实在是凤毛麟角（ms迄今仅有列装的涡轴9）。TB几十年来的问题是仿制型号过多，但又没真正学到家，狗熊掰棒式恶性循环。
中年宅男 发表于 2012-8-28 17:20 ![]()
20年前就是这些问题，20年后还是这些问题！
同感！！！真是BKC的一塌糊涂！
20年前就是这些问题，20年后还是这些问题！
同感！！！真是BKC的一塌糊涂！
还是要一步一步的来
我倒是觉得单位之间互相保密挺好
虽然会影响发展速度 并且重复投资
但是却有助于整体提高 根基会打的更加扎实 培养出的人才也更多
虽然会影响发展速度 并且重复投资
但是却有助于整体提高 根基会打的更加扎实 培养出的人才也更多
wang314014 发表于 2012-8-28 11:56 ![]()
日本花1分钱引进，会用4分钱去消化吸收，韩国会花6分钱去消化吸收
这种“多龙治水”不是纯技术问题，主要还 ...
怎么会没有……
日本花1分钱引进，会用4分钱去消化吸收，韩国会花6分钱去消化吸收
这种“多龙治水”不是纯技术问题，主要还 ...
怎么会没有……
pupu 发表于 2012-8-28 19:29 ![]()
怎么会没有……
不多说些！！！
怎么会没有……
不多说些！！！
f117d 发表于 2012-8-28 19:39 ![]()
不多说些！！！
不好说，各有各的理。再者说了，现在FWS-10B和FWS-13不都已经出来了嘛，还是要往好的方向看嘛。我个人非常尊敬刘院士，他所做的工作对于我国航发事业是起到巨大推动作用的。在对俄合作上，也是举足轻重，俄国佬也很尊敬他的。
不多说些！！！
不好说，各有各的理。再者说了，现在FWS-10B和FWS-13不都已经出来了嘛，还是要往好的方向看嘛。我个人非常尊敬刘院士，他所做的工作对于我国航发事业是起到巨大推动作用的。在对俄合作上，也是举足轻重，俄国佬也很尊敬他的。
shopping 发表于 2012-8-28 12:59 ![]()
没上国家专项自然是多头管理，上了国家专项自然就不是多头管理咯。
他们现在叫屈
就是为了多要钱，多上项目
刘大响其实是航发口的“要钱人”
国家对涡扇重视的时间并不是很长，一般这类项目都有一个循序渐进的整合过程，不会一步到位就给一个新的大体制单位的编制，一下子给你每年xxx亿的投资；都会先从各个专项里面拨款高一些基础类研究，在产品专项上做重点部署，然后逐步考核，逐步整合行业单位；
刘说的单位内部互相保密的事情，其实很简单，原因不外乎是单位内部体制或申请经费渠道等问题，这个现象曾经在n多行业都存在，随着行业规划化以后，这类现象都在减弱，
国家多大科学工程投入，都是一开始让万马奔腾，场面壮观、效率低下，然后是逐步找头马，然后是整合队伍，分区饲养，一般就算是被淘汰的研究队伍也会给一点钱养着，现在毕竟钱太tm多了
涡扇其实所有问题都不是问题，就是个——时间问题，国内的体制并不是一成不变的，包括神舟在内，一开始都有各种“体制弊端”，后来也都会逐步改观，因为中国并不封闭并不死板并不傻缺
刘大响们只是身在水深火热中更着急而已，如果用同样的眼光看j10项目，也是体制问题一堆堆，，呵呵
没上国家专项自然是多头管理，上了国家专项自然就不是多头管理咯。
他们现在叫屈
就是为了多要钱，多上项目
刘大响其实是航发口的“要钱人”
国家对涡扇重视的时间并不是很长，一般这类项目都有一个循序渐进的整合过程，不会一步到位就给一个新的大体制单位的编制，一下子给你每年xxx亿的投资；都会先从各个专项里面拨款高一些基础类研究，在产品专项上做重点部署，然后逐步考核，逐步整合行业单位；
刘说的单位内部互相保密的事情，其实很简单，原因不外乎是单位内部体制或申请经费渠道等问题，这个现象曾经在n多行业都存在，随着行业规划化以后，这类现象都在减弱，
国家多大科学工程投入，都是一开始让万马奔腾，场面壮观、效率低下，然后是逐步找头马，然后是整合队伍，分区饲养，一般就算是被淘汰的研究队伍也会给一点钱养着，现在毕竟钱太tm多了
涡扇其实所有问题都不是问题，就是个——时间问题，国内的体制并不是一成不变的，包括神舟在内，一开始都有各种“体制弊端”，后来也都会逐步改观，因为中国并不封闭并不死板并不傻缺
刘大响们只是身在水深火热中更着急而已，如果用同样的眼光看j10项目，也是体制问题一堆堆，，呵呵
我们的WS10现在就仿佛70年代的F100，性能提高很多，故障更多。
当时美国军方除了加大投资力度来提高可靠性外，还积极寻找F100的替代品，用以形成两方竞争。
现在的普惠和通用动力就是那时候坚持和投资的回报
我们的军方呢？吵着换三姨夫
当时美国军方除了加大投资力度来提高可靠性外，还积极寻找F100的替代品，用以形成两方竞争。
现在的普惠和通用动力就是那时候坚持和投资的回报
我们的军方呢？吵着换三姨夫
水妞的中方 发表于 2012-8-28 14:43 ![]()
俺還是認為遲早有一天會把美國甩幾條街
這一天還要好幾年 好幾年 好幾年
从历史文化特质和自然资源禀赋看，俺认为中国在近未来（比方说一百年内）永不能甩开美国。
最好的结果是隔着太平洋分庭抗礼。
俺還是認為遲早有一天會把美國甩幾條街
這一天還要好幾年 好幾年 好幾年
从历史文化特质和自然资源禀赋看，俺认为中国在近未来（比方说一百年内）永不能甩开美国。
最好的结果是隔着太平洋分庭抗礼。
pupu 发表于 2012-8-28 19:48 ![]()
不好说，各有各的理。再者说了，现在FWS-10B和FWS-13不都已经出来了嘛，还是要往好的方向看嘛。我个人非常 ...
FWS-10B
============================
这个没有听说过呀，尿一点呗，你不会说海太行吧，海太行是WS10H，128千牛推力呀。
不好说，各有各的理。再者说了，现在FWS-10B和FWS-13不都已经出来了嘛，还是要往好的方向看嘛。我个人非常 ...
FWS-10B
============================
这个没有听说过呀，尿一点呗，你不会说海太行吧，海太行是WS10H，128千牛推力呀。
wang314014 发表于 2012-8-28 11:56 ![]()
日本花1分钱引进，会用4分钱去消化吸收，韩国会花6分钱去消化吸收
这种“多龙治水”不是纯技术问题，主要还 ...
大响宗师是不怕的。。。用人之际。。。。
日本花1分钱引进，会用4分钱去消化吸收，韩国会花6分钱去消化吸收
这种“多龙治水”不是纯技术问题，主要还 ...
大响宗师是不怕的。。。用人之际。。。。
又见学长前辈被采访啊，我这脸倍有面子啊啊
哎，，，还是bkc啊