为何总被西方“卡脖子”？国产航空发动机，与西方的差距有多少？

“芯片强，则国强；航发强，则军事航天更强”，一个好的飞机发动机直接影响着飞机的性能和安全。对于飞机来说，发动机就是飞机的“心脏”。

2017年5月5日下午，国产大飞机C919在上海浦东国际机场顺利完成首飞，这是我国在民用航空领域迈出的重要一步。但是，它的“心脏”却不是我们自己的，而是国外的。

事实上，飞机发动机长期以来一直被美国英国法国所垄断，就连俄罗斯也被远远地甩在后面，在世界民用航空市场上，几乎没有俄罗斯的市场份额。

西方国家为了稳固和保持自己在航空领域的领先地位，垄断全球市场以尽可能多地谋取利润。从项目规划到投资，再到制造生产和知识产权。西方设置层层关卡，对其他国家和企业进行封堵，想想我们前些年，一直备受打击的芯片，就不难理解了。

世界上那么多国家，能独立供应飞机发动机的却只有几家。 为什么飞机发动机会出现如此极端的情况？国产航空发动机与西方国家的差距到底在哪里？

制造飞机发动机究竟有多难？

不同于普通车辆的发动机，飞机发动机对于安全性和可靠性的要求极为严苛，一台发动机从设计图到最终投入使用需要极其漫长的时间。包括前期的实验论证和方案设计，生产出来后，还要对发动机零件和整机进行测试。如果中间出现任何故障，就必须要修改设计，重头开始。直至确认所有的试验无误为止。最后，飞机投入运营前，还需要针对特殊的环境做试验，如高空飞行可能会遇到的鸟击试验，所有的这些步骤全部完成，至少也需要十几年的时间。

而如果想成功研发出一台发动机，也不能单单只靠那么几个人的力量，更需要几代人的力量才能研发出来。

一台飞机发动机，从外部看起来好像没那么复杂。实际上，里面却包含了上万个零件，并且每个零件之间的精度甚至可以达到纳米级别。而对于制作工艺和材料来说，要求也极为严苛，也正是因此，经常会被西方国家卡脖子。

想要制造出一台发动机必须要具备怎样的条件？

先来看看，飞机发动机是如何工作的？

现在我们常说的飞机发动机其实指的是喷气式发动机，它主要的构造有：进气道，压气机，燃烧室，涡轮和尾部喷管。

飞机在飞行时，外部的冷空气会不断通过进气道进入发动机内部。与此同时，发动机内部的燃烧室在运作时会产生大量的热气体，这些气体与外部的空气相遇就会产生巨大的气压差，而发动机就是借助气压差，来提供飞机所需的推力。

如果飞机发动机想获得更大的推力，就要想办法增大内外部之间的气压差。外部的空气无法轻易掌握，只能尽可能提高发动机运作时的温度，然而也不能无限地提高，因为温度过高会使内部的零件直接熔化掉。这种条件下，一般的铁根本耐不住，只有极其耐高温的镍才可以承受得了。

并非是夸大其词，二战末期投入实战的一种喷气式发动机，由于制造的原材料是钢铁，导致飞行短短几十个小时，就要重新拆解和装修，甚至有的时候还会因为导致飞机直接在半空中“歇活”。

当发动机产生的推力作用于空气时，空气也会反过来施加相应的力作用于发动机内部的涡轮。涡轮受到巨大的力，旋转速度会变得更快，甚至可以达到上万转。而高转速会产生巨大的离心力，就好比几个小朋友手拉手转圈圈时，速度一快，就会摔出很远。如果旋涡设计得不好，离心力很容易破坏掉涡轮。

但是极其难为人的点就是，飞机要想有较好的性能，就必须要有足够大的推力。这也意味着，涡轮的转速必然会大。可以说，产生离心力几乎无可避免，除非可以找到质量极其轻的钛合金和碳纤维，才可以有效减小离心力对于发动机的破坏。

美国通用电气公司所制造的GE发动机，就是因为在设计和制造过程中加入了钛合金和碳纤维，使得发动机的性能得到大大地提升。

飞机发动机所需要的镍、钛合金、碳纤维这些尖端的原材料生产大多被发达国家所垄断。俗话说得好“巧妇难为无米之炊”，连材料都没有，要如何制造？

除了原材料外，制造飞机发动机还需要具备极高的工艺。

要知道同样一个材料，工艺的精准度不一样，做出来的成品也会千差万别。从原材料到成品，即便是看起来简简单单的一道工序里面也有可能也包含着上百道微小且不同的工序。

以发动机内部，涡轮上的叶片为例，看似每一片叶片都和普通的风扇叶片外形差不多。但是，仔细看会发现，叶片上覆盖着大大小小很多的小气孔，并且每一个气孔的位置也是有讲究的。一旦位置打错了，即使外表看起来一模一样，用起来的效果也会相差甚远。

极高的工艺还体现在对于发动机的控制上。包括对温度和气压精准的控制，温度过高，会加重发动机的损耗，温度过低又无法给飞机足够的动力。另外，还要控制发动机的耗油率，噪音大小，污染气体的排放、维修频率高低和成本。

在所有制造发动机必备的条件里面，创新性、技术人才是至关重要的。正如参与设计国产C919大飞机的工程师刘大响所说：“要想研发出高性能的国产发动机，设计是主导、材料是基础、人才最重要”。

发动机经过这么久的发展后，技术也变得越来越先进了，而想要继续获得突破，非常不易，只有源源不断的创新型人才，才能为国产发动机的研发输送新鲜的血液和灵感。

国产飞机发动机到底怎样了？

国产民用航空业，从新中国成立之初的一穷二白，到今天，已经取得了很大的成绩。

现在我国的运12系列民用飞机已经签订了大量出口订单，甚至历史性地进入了美国和俄罗斯市场，C919大飞机也于17年首飞成功，ARJ21-700新一代涡扇支线客机已经投入了运营，除此之外，与俄罗斯合作的CR929也成功亮相。

虽然起步晚，虽然每一步都很难。但是，我们从未放弃，现在也正在努力打破西方垄断的局面。

而我们自主研发设计的C919大飞机预计也将会在2025年装上我们自己的发动机。

未来20年中国对于民用客机的需求还会大幅度增长，巨大的需求就是我们努力的动力。

对于国产飞机发动机的研发，我们要少一点戾气，多一点鼓励。要知道，研发自己的发动机这个发动机并没有错，而且，我们也不可能一直花钱去买别人的。毕竟，买别人再先进的航空发动机，都换不来一个航空强国。