序言

这是一张航空发动机示意图。

第一眼看上去复杂不？

很复杂！

它是由上万个零件组成，加工精度要达到微米级甚至是纳米级，所以一直到现在它仍然是中国的软肋，并且最容易被国外卡脖子的。

那么问题来了：

为什么中国长期造不出性能先进的航空发动机？

它的制造难点究竟在哪里？

发动机叶片制造

航空发动机的零件有很多，我这里就拿最密密麻麻的叶片来说吧。

那有朋友肯定会问了：

这些看上去不就是普通的白铁皮嘛！科技含量会高到哪里去？

兄dei，此言差矣！

一台航空发动机有几千片不同种类的叶片，它们是发动机的关键零件，实现了发动机的核心功能。

这些叶片由不同材料、不同工艺制成，并面对着不同的工程学挑战。

它们按部件主要分为风扇叶片、压气机叶片和涡轮叶片，尤其是像里面的高温单晶涡轮叶片，可以说是发动机加工难点中的难点，同时也是发动机核心技术最高的部分。

具体难度有多大呢？

小鲸我来跟大家详细说说啊。

飞机发动机在工作的时候呢，叶片所处的燃烧室最高温度超过2000℃，压力相当于几十个标准大气压。

而且叶片要以每分钟数万转的速度，持续高速旋转数个小时，同时需要承受承担叶片本身重量1万倍的离心力。

小鲸来大家划重点啦：高温、高压、高强度。

那如何克服这些难点呢？

这就必须在发动机中采用复杂的冷却系统，设置迷宫一样的冷却通道，搞出成千上万个引入冷气的细微小孔。

同时叶片里面的材料也很重要，比如热障涂层，它的作用是就像是给叶片穿上衣服，用特殊涂层把叶片包裹起来，使叶片本身不接触高温。

但是问题又来了：

什么样的物质可以实现隔热需求？

怎么合成这种物质？

叶片在高速旋转时，这种涂层会不会因为离心力而裂开或者脱落呢？

还有，怎么把这种涂层涂在叶片上呢？

一层有多厚？涂几层？

看到这些问题，我们就已经能感受到它的难度了。

当然这些肯定不是几个老师傅拿着刷子就能搞定的，这也需要专门的设备和技术。

退一万步说就算我们有涂料，也不能说明我们就能够完美地还原出来。就比如可乐的配方就写在瓶子上，也没见谁能够完美还原。

并且航空发动机的涡轮叶片，还需要精密的制造技术—熔模铸造工艺。

简单来说，这种工艺就是首先要将易熔材料制成模样，然后在模样表面包覆若干层耐火材料制成型壳，再将模样熔化排出型壳，从而获得无分型面的铸型，经高温焙烧后即可填砂浇注的铸造方案。

它最大的特点就是精度特别高，能够铸造外型复杂的铸件，但是工序繁杂，费用较高。

目前只有少数航空发动机强国掌握这种技术，就比如美国通用电气公司、普惠公司。要注意下，是普惠，不是卖电脑的惠普哦！还有英国罗罗公司，法国赛峰公司，以及俄罗斯的联合发动机制造集团公司。

国产发动机进展

那国产发动机的进展怎么样了？

目前中国军用航空发动机的水平，已经仅次于美国和俄罗斯。

各类技术相继追赶成功，除了少数型号需要从俄罗斯进口，我们已经基本实现了军用发动机的独立自主。

比如下一代国产发动机“涡扇-15”的推重比在10左右，基本和俄罗斯土星公司的117S相当，已经接近号称“最完美发动机”的美国F135。

但在民用领域，因为要求更高且我国起步较晚，至今还没有实际量产。

估计又有杠精会说了：

民用发动机这么复杂，咱们想办法弄一台样品，直接逆向研发难道不成？

对于这个观点，小鲸我想说啊。

首先人家给不给你就是个大问题，再者就算人家给你了样品，咱们所能做的就是，把每一个零件的尺寸给它量一量，逆向得来的数据，肯定是会存在一点误差的。

尤其像发动机这么复杂的机器，咱们自己没有吃透，也是不可能完全山寨成功的。

除此之外呢，想把逆向研发所得到的成果，转换为自己的东西，必须先消化吸收再进行正向开发，而这个阶段的困难也很大。

这就好比以前上学读书的时候，碰到不会做的题目，怎么办？

那就抄学习好的同学答案呗！

抄完了会发现原来这题目很简单嘛是吧？

但是呢，后面遇到同类型的题目稍微改了一些条件，又不会做了，这个就是我们现在碰到的问题了！

好在国家已经在多年之前就开始重视了。

最新的消息是由我们自主设计的，长江1000A发动机已经开始进行各种测试了。

根据目前已知的数据，它的直径1.95米，长3.29米。结构相当复杂，由约35000个零部件组成，参与研发的单位达到24家之多，为了试制与装配首台整机，团队花费了18个月时间，可见其难度之大。

与美国LEAP-X1C发动机相比，也就是中国的C919大飞机目前使用的动力来源，这两者的叶片数量均为18片，而且长江发动机也做到了在气动效率上不输于后者的水平。

但是呢，咱们的长江发动机与美国的差距最大的，还是两者所用的叶片材料。

长江发动机所用的是钛合金材料，而美国的发动机使用的是三维碳纤维树脂。这种碳纤维材料制成叶片时极易加工，并且成型后在抗振性、使用寿命和耐高温性能上，相比于合金更加优异。

那什么时候咱们能够使用长江发动机呢？

如果后期试飞顺利的话，它将在2025年之后投入航线运营。

感悟

最后小鲸想说：

航空发动机是一个战略性的、高端的、高精尖的技术产品，也跟一个大国、强国的地位紧密相关。

美国和其它一些西方国家，为了维持在航空工业的优势地位，常年针对中国进行材料和技术封锁。

但是越是封锁，就越说明航空发动机的战略重要性，那咱们就越需要突破。

虽然我们工业化的时间不长，人家开始玩工业化的时候，咱们这边乾隆爷还在江南公费旅游呢，并且这种差距体现在从材料到设计，再到企业管理，人才培养，方方面面都有。

这些年咱们奋起直追，但从研发到生产，确实和国外顶尖水平还是有差距，欠下的功课一时半会儿还追不上。

但是小鲸相信呢，在接下来的 10 年之内，咱们中国在航发技术上一定会有长足的发展。