中国航空发动机现状·症结·差距

中国航空发动机现状·症结·差距

近年来，中国的航空事业呈现井喷发展之势，每年各型新飞机以超过大众想象的速度展现在人们的面前，但是，一个不可回避的问题也常常被业内外人士提出：现在中国的航空发动机到底怎么样？何时能迎头赶上？中国航发有值得珍视的“家底”

我国航空发动机事业创建于抗美援朝时期，历经维护修理、测绘仿制、改进改型、自主研制等发展阶段，从无到有、由小到大。如果从开始整机研制的1956年算起，至今恰好62年。回顾往昔，在极为困难的情况下，航发事业不仅为航空武器装备发展和国民经济建设做出了重要贡献，也为其进一步发展奠定了技术与产业基础。这是不争的事实，有值得我们高度珍视的“家底”。家底1.基本建成航空发动机研制生产体系

以发动机设计研究院所和主机生产企业为核心，建成了包括一批专业化配套生产企业和科研所在内的航空发动机研制生产体系。迄今，我国以航空发动机为主业的企事业单位共26家，其中设计研究所4家，主机生产企业6家。年销售收入大约300亿元，军航发和民航发之比大致7：3，其中军航发的制造与维修比例5：1，民航发维修与零部件转包

比例接近1：1。中国航空发动机集团公司（AECC）成立时，对外公布的集团从业人员9.6万，总资产1100亿元。家底2.基本具备研制生产所有种类航空发动机的能力

关于中国航发的产能似乎一直未作正式发布。笔者从2009年的中国航空博物馆空军装备展上获得了一组公开数

据（截止时间应为2008年），在对未列品种和产量数据进行补正后，笔者估算：从1956年至2008年的52年间，涡扇、涡喷、涡桨、涡轴和活塞式发动机等5类航空发动机总产量约57000台。按年平均数外推10年，即从1956年到2018年的62年间，我国航空发动机的总产量不低于67000台，即年产量大约1100台。国产航空发动机数量占现役军用配套总数的90%以上，基本满足了国产歼击机、强击机、轰炸机、运输机、教练机和直升机等航空装备的需求。近年来，一批新的高性能发动机开始研制，有的已经获得突破，如“太行”系列大推力、推重比8一级涡扇发动机，并有了2的量产能力。家底3.构建7基本完整的科研条件与基础设施即使是在国家财力不够、投入不足的过去，仍然构建了包括高空试验台等在内的一大批高水平基础科研设施。近十多年来，国家对航空发动机的投入大幅增加，科研设施条件得到全局性的显著改善。

中国上海的COMAC的总装厂内，C919第一架机正在安装CFM国际LEAP-1C发动机的推力反向装置。

2017年12月25日我国首台大型客机发动机验证机

（CJ-1000AX）首台整机在上海完成装配。同一天，该发动机的核心机实现100%设计转速稳定运转，并且采用了多种先

进技术，包括3D打印的燃烧全燃油喷嘴。中国航发的症结那么，如今国人深深忧虑的航空心脏病究竟指的是什么？又是怎么造成的呢？

现代航空的发展历史并不长，是在第一次工业革命的孕育、第二次工业革命的催生下问世和成长的，最基本的推动力就是发动机的进步。可以毫不夸张地说，发动机既是航空器的动力，也是整个航空产业的“动力”。从活塞时代到喷

气时代，发动机带来了现代航空的飞速发展。从上世纪中叶开始，燃气涡轮发动机成为航空动力的主力样式，而且在可预见的今后尚无其它可以替代的样式。新中国的发动机事业起步不晚，初期走过的道路、特别是在涡喷发动机仿制批产方面的储备较厚实，能力已很强。

但是，在从涡喷向涡扇、特别是大推力涡扇的提升转变的世界潮流中，我们从发展理念到技术实践，大大落伍了。加之除运10外，我们此前从未从国家层面独立发展过大型

客机，因而商用大涵道涡扇发动机的研制更是空白。故而，我国航空发动机的症结集中表现为：军用涡扇发动机的性能急需提升，民用涡扇发动机急需解决有无问题。中国航发

与世界先进国家的差距

战斗机的发动机的差距用图表举例，而运输机是典型的军民两用品种。国际上用于此类飞机的先进大涵道比涡扇发动机最大推力已超过500千牛，空中停车率降到每百万飞行小时5次以下；热端部件寿命最长达到4万小时，耗油率在现有水平上再降15%的新一代产品，将在2020年前后进入市场。

我国因尚无实物商用涡扇发动机，只能以在研的产品预期性能与国际水平作比较。上世纪90年代用于A321的CFM56-582（斯奈克玛国际公司产品），推力140千牛，涵道比5.5；我们计划用于大运的在研FWS20推力120千牛，涵道比5.4，与之性能相近。即使按时完成研制任务，在时间上相差20年。我们自研的CJ1000A与计??替代的、C919选用动力Leap-1C（斯奈克玛国际公司产品）推力同为136千牛，涵道比10～11，但在时间上也至少相差20年。此外，还有其他重要指标也存在差距，诸如首翻期（在规定条件下，产品从开始使用到首次翻修的工作时间和（或）日历持续时间）为国外同类产品的1/2～3/4。

即使在基础较好、自主保障率较高的中等功率涡轴发动机方面，也有一定差距。此类发动机已经发展了四代，前三代我们基本解决了有无问题，代表型别为WZ6、WZ8A、WZ9，比国外同类型别服役晚约15～20年，分别装备了我们的直8、直9、直10。但以CTS800-4（罗罗与霍尼韦尔的合资公司轻

型直升机涡轮发动机公司LHTEC的产品，配装英国“山猫”直升机）为代表的第四代涡轴发动机国外已在本世纪初服役，我们尚在研制，服役时间预计滞后约15年。

曾在珠海航展上展出的WS10模型样机，细节处见工业之美。

而尤其需要重视的是先进发动机的技术储备之差距。美国用于未来六代机或F-35替代动力的自适应变循环发动机

已呼之欲出。用于高超声速临近空间飞行器和水平起降、可重复使用的空天飞行器的涡轮冲压组合动力将分别在15年、25年内达到6级技术成熟度。美国、欧洲正不约而同地实施新的一批航空发动机的科技发展计划，以持续保持技术领先优势。如果我们缺乏强有力的战略应对和特殊举措，我们同世界先进水平的差距不仅不会缩小，还会进一步拉大。航

发难在哪里？

国人对这个问题十分关切，对材料制造之难关切尤甚。但这是一个多层面的问题，必须全面认识，综合施治。首先表现在极高技术难度和可靠性要求。发动机涉及的学科和技术领域之多几乎与整个飞行器相同，甚至技术要求还更高。航空发动机所需的主要科学基础是支持其高温、高速、旋转和长寿等工作特点的科学学科，如工程热力学、气体动力学、燃烧学、传热学和现代控制理论等。而其所需技术几乎覆盖材料、制造、试验等所有现代技术门类，特别是高温材料和