航空发动机，我们缺什么？

制图：蔡华伟

国务院日前印发的《中国制造2025》将航空装备列为未来10年的重要突破目标。
　　航空装备中，最受关注的当属航空发动机。航空工业被比作现代工业的“皇冠”，航空发动机更被称为现代工业“皇冠上的明珠”，是飞机的心脏。长期以来，一直有人不理解，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？
　　航空发动机的研制究竟难在哪儿？中国该如何通过自主创新进行突破？记者进行了采访。
　　研制究竟难在哪儿
　　要承受1700℃以上温度，以及相当于3倍的蓄满水后的三峡大坝底部压力
　　“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，本身具有超常的难度。具体说来，航空发动机是为飞行器提供动力的热力机械，需要在高温、高压、高速旋转的条件下工作，对研制的要求很高。”中航工业发动机公司总经理庞为介绍说。
　　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。
　　有的人认为，高温、高压、高转速固然对研制提出了高要求，但是宇宙飞船不也会面临高温问题吗？海洋装备不也要处理高压问题吗？为什么航空发动机研制就被难住了？
　　庞为解释说，高温、高压和高速，单独看的确可以通过一些技术手段解决。比如：宇宙飞船、火箭，可以在高温处覆盖隔热瓦，解决高温问题；地面和水面动力，可以把发动机做得大一点，解决压力、强度问题；一次性产品，如导弹动力、火箭动力，不需要考虑长寿命，一些难题也就迎刃而解，最后烧掉或者不再使用就行了。
　　但是，航空发动机不一样，其研制还有“体积要小、重量要轻、寿命要长、可以重复使用”的要求，这意味着难度成倍增加。“设计航空发动机就是要让它在这些苛刻的约束条件下使性能得到最大发挥。了解这些特点，也就能够理解研制航空发动机为什么这么难。”庞为说。
　　航空发动机之所以被比作现代工业“皇冠上的明珠”，一定程度上因为其研制集中了现代工业最尖端的技术、最先进的工业成果。因此，航空发动机发展水平也是一国综合国力、工业基础和科技水平的集中体现。如果一个国家在部分技术环节、部分工业门类上存在短板，就会制约航空发动机发展。庞为举例说，如果材料工业拿不出最好的高温材料，发动机的性能就上不去。航空发动机使用的精密电子元器件需要其他配套工业部门研制，如果这方面无法突破，就会影响到航空发动机性能的发挥。
　　“目前国际上能搞火箭、导弹、核弹的国家有很多，能搞飞机的也有十几个国家。但真正能搞航空发动机的国家只有美国、英国、俄罗斯、法国等几个国家。综合国力、工业基础、科技水平，任何一方面跟不上，都搞不出先进的发动机。”庞为说。
　　为何需要那么多钱
　　航空发动机不单是设计、制造出来的，更是试验出来的。反复试验，近似于“烧钱”
　　不久前，中航工业集团董事长林左鸣表示，资金投入不足是制约航空发动机取得突破的主要因素之一。
　　这一说法立刻引起争议。有的人认为，干不出来就说是钱的事儿，难道钱少一些就真不行吗？
　　记者了解到，能够生产航空发动机的国家，在这一项目上投入的资金的确不少，且历时较长。根据统计，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。在这些国家，研制主体是企业，但大量投资来自政府。政府往往直接向企业投资研制军用发动机，获得的技术再间接向民用发动机领域转移。政府也向航空发动机基础研究和应用技术领域进行大量投资。
制图：蔡华伟

国务院日前印发的《中国制造2025》将航空装备列为未来10年的重要突破目标。
　　航空装备中，最受关注的当属航空发动机。航空工业被比作现代工业的“皇冠”，航空发动机更被称为现代工业“皇冠上的明珠”，是飞机的心脏。长期以来，一直有人不理解，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？
　　航空发动机的研制究竟难在哪儿？中国该如何通过自主创新进行突破？记者进行了采访。
　　研制究竟难在哪儿
　　要承受1700℃以上温度，以及相当于3倍的蓄满水后的三峡大坝底部压力
　　“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，本身具有超常的难度。具体说来，航空发动机是为飞行器提供动力的热力机械，需要在高温、高压、高速旋转的条件下工作，对研制的要求很高。”中航工业发动机公司总经理庞为介绍说。
　　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。
　　有的人认为，高温、高压、高转速固然对研制提出了高要求，但是宇宙飞船不也会面临高温问题吗？海洋装备不也要处理高压问题吗？为什么航空发动机研制就被难住了？
　　庞为解释说，高温、高压和高速，单独看的确可以通过一些技术手段解决。比如：宇宙飞船、火箭，可以在高温处覆盖隔热瓦，解决高温问题；地面和水面动力，可以把发动机做得大一点，解决压力、强度问题；一次性产品，如导弹动力、火箭动力，不需要考虑长寿命，一些难题也就迎刃而解，最后烧掉或者不再使用就行了。
　　但是，航空发动机不一样，其研制还有“体积要小、重量要轻、寿命要长、可以重复使用”的要求，这意味着难度成倍增加。“设计航空发动机就是要让它在这些苛刻的约束条件下使性能得到最大发挥。了解这些特点，也就能够理解研制航空发动机为什么这么难。”庞为说。
　　航空发动机之所以被比作现代工业“皇冠上的明珠”，一定程度上因为其研制集中了现代工业最尖端的技术、最先进的工业成果。因此，航空发动机发展水平也是一国综合国力、工业基础和科技水平的集中体现。如果一个国家在部分技术环节、部分工业门类上存在短板，就会制约航空发动机发展。庞为举例说，如果材料工业拿不出最好的高温材料，发动机的性能就上不去。航空发动机使用的精密电子元器件需要其他配套工业部门研制，如果这方面无法突破，就会影响到航空发动机性能的发挥。
　　“目前国际上能搞火箭、导弹、核弹的国家有很多，能搞飞机的也有十几个国家。但真正能搞航空发动机的国家只有美国、英国、俄罗斯、法国等几个国家。综合国力、工业基础、科技水平，任何一方面跟不上，都搞不出先进的发动机。”庞为说。
　　为何需要那么多钱
　　航空发动机不单是设计、制造出来的，更是试验出来的。反复试验，近似于“烧钱”
　　不久前，中航工业集团董事长林左鸣表示，资金投入不足是制约航空发动机取得突破的主要因素之一。
　　这一说法立刻引起争议。有的人认为，干不出来就说是钱的事儿，难道钱少一些就真不行吗？
　　记者了解到，能够生产航空发动机的国家，在这一项目上投入的资金的确不少，且历时较长。根据统计，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。在这些国家，研制主体是企业，但大量投资来自政府。政府往往直接向企业投资研制军用发动机，获得的技术再间接向民用发动机领域转移。政府也向航空发动机基础研究和应用技术领域进行大量投资。