5月5日，我國的長(cháng)征5B運載火箭在海南文昌發(fā)射中心成功發(fā)射！
 
自從1970年4月24日我國第一顆人造地球衛星東方紅一號躍上太空，許多科研人員為航天事業(yè)付出了一生的心血，航天事業(yè)也成為了中國人的驕傲！
 
許多人不理解，中國是世界上制造大國，造得出神舟飛船，卻為何研制不出先進(jìn)的航空發(fā)動(dòng)機？雖然我國在先進(jìn)飛機設計方面有所突破，但是在發(fā)動(dòng)機領(lǐng)域，我們依然落后，導致新型機型必須從國外進(jìn)口的尷尬局面。
 
為何能夠生產(chǎn)出火箭發(fā)動(dòng)機的中國人卻在飛機發(fā)動(dòng)機方面屢屢碰壁呢?下面我們來(lái)分析一下其中的真正原因。
  
國家戰略選擇的需要
  
研制高性能航空發(fā)動(dòng)機是一項十分漫長(cháng)、浩大的工程，需要投入大量的人力物力財力，在建國初財力有限的情況下，我國選擇了優(yōu)先發(fā)展航天事業(yè)。
 
建國之初，我國提出餓著(zhù)肚子也要搞“兩彈一星”。這是因為火箭本來(lái)就是武器，是洲際導彈的載體。將衛星換成核彈頭，能給地球上任一處位置的敵人造成毀滅性的打擊。正是有了兩彈一星，才沒(méi)有人敢侵略我們。就算是文革時(shí)期，我們的經(jīng)濟瀕臨崩潰，也沒(méi)有人敢打我們的主意。這是保衛政權所需要的，是根本的需求，無(wú)論花多少錢(qián)都是值得的。
 
航空發(fā)動(dòng)機沒(méi)有幾百億上千億元是不可能研制成功的，即便投了這么多錢(qián)依然極有可能失敗，航空發(fā)動(dòng)機不單是設計、制造出來(lái)的，更是試驗出來(lái)的。反復試驗，近似于“燒錢(qián)”。所以?xún)?yōu)先發(fā)展航天事業(yè)這是一個(gè)戰略選擇。 
  
航空發(fā)動(dòng)機研發(fā)特性的約束
  
航空發(fā)動(dòng)機這類(lèi)產(chǎn)品是多學(xué)科的應用，也是資金技術(shù)密集型的產(chǎn)業(yè)。成功研制航發(fā)不是一件一蹴而就的事情，往往需要長(cháng)達幾十年擴日持久的積累。
 
目前，全球三大航空發(fā)動(dòng)機制造商分別是：美國通用電氣、英國羅爾斯·羅伊斯、美國普拉特·惠特尼，航空發(fā)動(dòng)機制造技術(shù)被英美法三國把持。
 
航空發(fā)動(dòng)機有多難造？航空發(fā)動(dòng)機技術(shù)含量極高，研制過(guò)程極其復雜，被譽(yù)為現代工業(yè)皇冠上的“明珠”。究竟有多復雜？航空發(fā)動(dòng)機幾乎涉及了所有科學(xué)技術(shù)和工程技術(shù)領(lǐng)域，而且制造一臺航空發(fā)動(dòng)機需要上萬(wàn)個(gè)零配件，不是你想造就可以造的。
 
除了本身制造流程的復雜，航空發(fā)動(dòng)機的兩大難點(diǎn)在于：材料和設計。在材料方面，航空發(fā)動(dòng)機要求耐高溫、耐腐蝕、高負荷、高壽命，同時(shí)還要保證重量要輕，這非?？简炓粋€(gè)國家的材料研發(fā)水平和冶金技術(shù)。此外，設計比材料的問(wèn)題更加難以搞定，更復雜。
 
就算你擁有了很強的工業(yè)實(shí)力、強大的材料研發(fā)能力和一流的設計能力，但是如何解決設計與加工、材料之間的匹配問(wèn)題，這又是一大難題。即使匹配度極高，你還要經(jīng)過(guò)無(wú)數次的試驗，無(wú)形中提高了研發(fā)的周期，因此需要雄厚的資金支持。
 
舉個(gè)例子。
 
下圖中是一個(gè)AL31發(fā)動(dòng)機渦輪葉片的內部結構示意模型，可見(jiàn)十分復雜，葉片就是靠這些孔洞通風(fēng)以便能在高溫和巨大離心力下保持強度。
 
這些葉片都是單晶材料，生產(chǎn)難而且加工也不容易，需要用整塊材料銑出，再經(jīng)歷澆筑、打孔等等步驟形成復雜的冷卻結構。其中每一個(gè)小步驟還有很多細節上的講究，需要很長(cháng)時(shí)間經(jīng)驗篩選才能優(yōu)化出生產(chǎn)標準，而這些方法沒(méi)人會(huì )傳授，只能自己摸索。
 
葉片上細密的冷卻孔。這還只是渦輪發(fā)動(dòng)機上基本的葉片，在諸如發(fā)動(dòng)機控制器這些復雜到逆天的設備面前都不值一提。除了加工生產(chǎn)，前期還要從零始按照需求設計優(yōu)化，數萬(wàn)個(gè)零件需要進(jìn)行數據換算，最后還要保證拼在一起能正常工作。
 
渦輪葉片的結構，這么小的一個(gè)部件內部就如此復雜！  工業(yè)體系的高要求
 
 因為技術(shù)復雜的程度不同，所以火箭和飛機對于工業(yè)體系的要求也不相同?；鸺此茝姶?，但并不精細——可能分離、變軌和回收等環(huán)節有很多精細化的控制，但就純粹“工業(yè)產(chǎn)品”的角度而言，它需要的加工程度并不高深?？赡苡幸恍┎牧闲枰突?，但也是簡(jiǎn)單的“強度忍耐”，并不像航空發(fā)動(dòng)機葉片那樣除了強度還要有韌性、溫差、老化等多方面的要求。這也可以解釋?zhuān)瑸槭裁达柺苤撇玫某r和伊朗，也能焊制出洲際導彈。
 
但飛機上使用的“航空發(fā)動(dòng)機”就不同了。飛機發(fā)動(dòng)機現在有“活塞”、“渦槳”、“渦軸”和“渦扇”四種，每一種都需要相當高深的加工技術(shù)。只有完美無(wú)缺的加工技術(shù)，才能保證航空發(fā)動(dòng)機可靠的品質(zhì)，才有可能在國際殘酷的競爭環(huán)境中存活?？梢哉f(shuō)，除了戰斗機的“渦噴”發(fā)動(dòng)機可以不計較商業(yè)利益之外，其它的發(fā)動(dòng)機都必須“省油、耐用”，而且要擁有超級強大的“平均無(wú)故障時(shí)間”。 
 
當前全球民航業(yè)主要使用渦扇飛機。為了提高發(fā)動(dòng)機的“平均無(wú)故障時(shí)間”，發(fā)動(dòng)機葉片技術(shù)已經(jīng)達到了“高不可攀”的地步。單晶硅、精密鍛造、數控成型、復合材質(zhì)等新技術(shù)層出不窮；而這些，都是我國目前的工業(yè)技術(shù)水平所達不到的。   
眼下正是研制航空發(fā)動(dòng)機的好時(shí)候
  
航空發(fā)動(dòng)機制造是工業(yè)體系中的皇冠，且高度敏感，是中國一直渴求的技術(shù)。
 
國務(wù)院印發(fā)的《中國制造2025》將航空裝備列為未來(lái)10年的重要突破目標，到2025年，中國的航空發(fā)動(dòng)機裝備有較大把握取得突破，實(shí)現與世界航空動(dòng)力強者同臺競技。
 
在上世紀70年代，我國真正從預研開(kāi)始研究發(fā)動(dòng)機，型號研制則是從上世紀80年代開(kāi)始。50、60年代，中國只是做一些航空發(fā)動(dòng)機的修理和跟蹤研制。后來(lái)中國從蘇聯(lián)引進(jìn)了幾型發(fā)動(dòng)機生產(chǎn)，但蘇聯(lián)只轉讓生產(chǎn)圖紙，而且轉讓的是其即將淘汰的發(fā)動(dòng)機型。如從蘇聯(lián)引進(jìn)離心式渦噴—5發(fā)動(dòng)機的時(shí)候，蘇聯(lián)的軸流式發(fā)動(dòng)機已經(jīng)出來(lái)了，離心式技術(shù)面臨淘汰。這些告訴我們，花再大的代價(jià)也買(mǎi)不來(lái)航空發(fā)動(dòng)機先進(jìn)的設計、試驗、制造、材料技術(shù)，我們必須堅定不移地走自主創(chuàng )新之路。
 
摘取現代工業(yè)“皇冠上的明珠”不容易。中航工業(yè)發(fā)動(dòng)機公司科研人員、制造人員表示，眼下正是研制航空發(fā)動(dòng)機的好時(shí)候。
  
其一，經(jīng)過(guò)多年持續的自主研制，今天航空發(fā)動(dòng)機研制部門(mén)已掌握了一定的研制規律和設計制造技術(shù)，取得了一些成績(jì)，有利于加快推動(dòng)航空發(fā)動(dòng)機技術(shù)取得突破。
 
其二，我國國家綜合實(shí)力不斷增長(cháng)，對航空發(fā)動(dòng)機發(fā)展的支持將越來(lái)越大。航空發(fā)動(dòng)機研制迎來(lái)了難得的發(fā)展機遇。
  
其三，隨著(zhù)新技術(shù)的發(fā)展，以大數據、大聯(lián)接、云計算、3D打印、新一代互聯(lián)網(wǎng)等為特征的“智能智慧化”新業(yè)態(tài)將提升航空發(fā)動(dòng)機的生產(chǎn)自動(dòng)化、智能化水平。
  
其四，資金狀況日漸改善。在新公布的世界500強中，中航工業(yè)位居159位，正把更多的財力和人力用于航空發(fā)動(dòng)機研制。中航工業(yè)旗下目前有29家境內外上市公司，正積極通過(guò)資本市場(chǎng)融資，用于發(fā)動(dòng)機項目。同時(shí)，社會(huì )資本也在積極進(jìn)入航空發(fā)動(dòng)機領(lǐng)域，有利于產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
 
隨著(zhù)國家綜合實(shí)力的增強和企業(yè)自身的發(fā)展壯大，假以時(shí)日，中國的航空發(fā)動(dòng)機裝備有較大把握取得突破，實(shí)現與世界航空動(dòng)力強者同臺競技。