导读

航空发动机代表着一国科创的最高水平，也是透视科创模式成功与否的水晶球，而鉴于航发技术的种种特性，实质决定了科创核心需求的模式而不是反过来。

如果说航空工业是现代工业的皇冠，那么作为心脏的航空发动机就是皇冠上的明珠。

这个世界上能自行制造核武器的国家有9个，能自行制造洲际弹道导弹的国家有5个(美俄中英法)，但能自行制造大推力军用涡扇发动机的国家只有3个(美俄中)，能自行制造大涵道大推力高性能民用涡扇发动机的国家只剩2个(美英)。

世界上掌握一流水平涡扇发动机制造技术的仅有英国R&R（罗尔斯·罗伊斯）、美国P&W（普惠）和GE（通用）3家，俄法都属二流，行业的垄断程度可见一斑。

毕竟一代发动机决定一代飞机，就是美国都未放松过对中国航发技术的封锁，而我国之所以在航空领域薄弱就被卡在了发动机上，甚至有专家直言“若没有国外动力系统，我国的航空兵主力就无法升空作战”。

航空发动机作为地球上技术水平最高、核心技术门槛最严格、涉及理论最高深、整体结构最复杂的工业产品，代表着一国科创的最高水平，无疑也将是透视科创模式成功与否的水晶球。

航空发动机制造有多难？

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？

因为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，本身具有超常难度。

且不说，先进发动机的工作温度在1700摄氏度以上，大大超过涡轮叶片镍基合金的熔点，单从承受压力看，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，更别提，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。

虽然中国已在单晶涡轮叶片和粉末涡轮盘获得重大突破（已开始规模化生产、应用于太行发动机），但航发技术浓缩了太多尖端，仅以涡轮叶片为例，其材料就要求不仅能在1200℃以上的高温下持续工作，还能承受巨大的离心力、气动力、腐蚀、疲劳应力等常人想不到的载荷。

而几平方厘米的叶片上分布的许多散热小孔位置设置极为讲究，是根据气路走向而定，即便当年我国试图拆解CFM-56（用于波音737、空客A320上的发动机）也很难“山寨”，就连维修都得靠原厂家，可见技术高超。

更为重要的是，由于航空装备的特殊性，研制需要的大量数据只能靠自己试验，即便设计制造出来，还需大量试验验证，暴露问题进而改进。

其中，整机试验就要做几千小时甚至上万小时；而一些性能指标比如疲劳寿命，试验累积不到一定时数，就无法知道达不达标。有些试验甚至是破坏性试验，如涡轮盘破裂试验，做完就报废，岂非近乎“烧钱”！

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。而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。

航空发动机产业显然是典型的资金和技术密集型产业，离不开大量投入，更依托于一国的总体科技、经济实力。

就中国目前的航发技术看，实力有限。比如，从近期官方披露的“xx15发动机”的消息来看，涡扇15发动机目前已经生产了最少3个批次。

自2010年之后，涡扇15发动机的发展才开始迈入高速发展阶段。但太行发动机现今潜力已经挖掘殆尽，除了在“航改燃”（例如055导弹驱逐舰使用的QC280燃气轮机就是YWH-25-17的核心机）上仍有余力外，在航空领域估计不会再有新的建树。

相比西方先进发动机已开始采用整体叶盘，俄罗斯、中国至今尚未或是刚展开单晶空心涡轮叶片的工业化制造，我国业内承认与“先进”之间尚有30年的差距。

中国航空发动机的落后，除了国外最严密的技术封锁以及我国科技基础落后、决策失误之外，最主要的因素还在于“反向设计”的科创模式。

因为中国军事工业以苏联技术援助起家，擅长逆向仿制，即拆解-仿制-组装，但涡扇发动机这个“工业王冠”就连“知其然”都难，又如何仿制创新？

因此，除太行发动机装备少量歼-11B战斗机外，中国所有的新研军机都是买装或仿制国外的发动机，如“飞豹”战斗轰炸机使用的是仿制英国“斯贝”发动机的涡扇9-“秦岭”。

而且，从科研体制看，相比欧美等航空强国极其注重基础研究和预研（预研工程-核心机计划-发动机系列化），中国恰恰“倒行逆施”，长期将发动机视为飞机项目的附属，等飞机立项开始研制，才考虑发动机的研制，并有了具体型号，才去搞基础研究、应用探索，这不但不符合航空动力型号研制的客观规律，而且一旦该型号飞机下马，那么跟随的发动机也将下马。

对科创模式的特殊要求

鉴于此，航发技术种种特性，实质决定了科创核心需求的模式而不是反过来。

一是，航发技术的代际升级，少则几年，多则几十年，时间极长且不容中断，这就决定必须要超越国策及人事的周期性波动。

不然，正如涡扇-6的命运，经历了“三下四上五转移”，耗时20年，可最终还是在国家政策从“临战”转向经济建设，军事科研战线收缩调整下因歼-9、强-6先后下马而强行停止研制。

二是在于国家与企业的界面，因为航发技术涉及国家机密，又高度垄断于美英之手，排他性不说，即便自主研发，也需国家倾一国之财力、精英共同攻克难题。

罗尔斯·罗伊斯公司就曾因“台风”战斗机的巨大成功（以致欧洲战斗机市场在未来20年内都没有大规模更新换代的需求）陷入困顿，军用高科技领域一旦出现产品或技术断代之后几乎无可弥补。

三是事关社会各行业间的相关合作。

毕竟，航空发动机工业的技术体系相当庞大，有4个层次、5个系统、27个子系统、188个技术单元，涉及主要装备制造技术领域，这都需要各方鼎力合作。

单是当初“秦岭”（原型为“斯贝”MK202）国产化参与其中的单位就达上百家，还通过全国性有组织、有计划、有步骤的推广才让“斯贝”给我国整体的机械工业领域带来醍醐灌顶似的提高。

四是对材料工业的依赖与突破。

研究表明，在新一代航空发动机性能的提高中，制造技术与材料的贡献率为50%-70%;而在减重贡献率中,制造技术和材料的贡献率占70%-80% , 可见先进的材料和工艺的重要性，更依赖于技术的突破。

单是能完整加工钛合金的国家就只有美俄日中，更别提生产工艺的艰难与材料耗损之大了。

此外，航发技术的研发需要前瞻性、超越性、关联性、跨界性。比如美英等的发动机研发就比飞机研发提前很多。

美国F-22战机所用的F-119发动机属于第四代发动机，但美国的核心机技术已发展到第六代。而正是在研制之初未充分估计航空发动机工作状态转换问题，美国三代动力系统的第一个作品F100-PW-100在装备部队以后大量出问题，以致F-15战斗机经常性的“趴窝”。

因此，航空发动机研发不能只盯着自己的一亩三分地，还需考虑天气异常等一切可能发生的特殊情况，所涉之处皆有所求，可谓千丝万缕之中仍需纵横捭阖。

缺一不可的“四个要”

如此看来，任意单一变量显然是不够的，至少要适合航发技术的四个要，既要倾一国之力咬定青山不放松，又要发挥社会的力量，还要以资本杠杆进行市场化运作，更要未雨绸缪超前为未来战争做好科创准备。

印度70年代引进阿杜尔发动机试图“山寨”，可惜卡佛里发动机国产化接近26年，心血还是“付诸东流”。航发技术的突破艰难在全球都是有目共睹的，即便是英国罗尔斯·罗伊斯公司当初研制首台大涵道比、三转子涡轮风扇发动机时也因研发费用严重超支与无法按时交货而破产，还是靠英国政府为其失败买单（收归国有助其研发成功）才有了今天的成功。

更别提，中国饱受航发悲痛的“血泪史”，且不说涡扇-5、涡扇-6的“半途而废”与“斯贝”的生不逢时，单是“运-10”被扼杀she’hu在摇篮中，就让涡扇-8同样惨遭下马厄运，并伴随3000余人科研团队的逐渐流失，将中国与美欧的技术能力差距越拉越大。

即便是80年代末中外合作生产大飞机的“三步走”计划也终究成了“黄粱美梦”，“运十”下马的错误决策，不但浪费了国家先期投入的5亿元，还丧失了国内上万亿的大型飞机市场。

正因“重视引进”，对航发技术掉以轻心，结果单90年代初Su-27/30系列的引进就花了60～70亿美元，大大超过建国前50年对航空工业的总投入，可谓“赔了夫人又折兵”。

因此，即便我国“两弹一星”异常成功，是极大安全压力下“孤掷一注”的结果，但一国航发技术仅靠“重点保障”、“特殊照顾”是不能持久的，也是建立不起完备先进的科研工业体系的。

美国就深知这一点，在苏联卫星上天后，为防止竞争敌手出现技术上的意外领先，就专门成立了国防高级研究计划局（DARPA是美国军事科研的最高机构），专门负责高新技术的研究、开发和应用（电脑、软件、通信、Internet和网络技术等都发端于DARPA），其完全不受官僚机构的任何干扰，最大限度地容忍风险与失败、保障创新思维的产生与实现，而美国国防部就提供自由的环境与庞大的资金罢了。

也正因其独立自主的科创模式，不仅为美军成功研发大量先进武器技术，还为美国积累雄厚的科技储备，引领了世界军民两用高新技术研发的潮流。

美国独占科技鳌头都尚且如此，中国又岂能不纠偏“反向设计”的科创模式，积极设立这一独特的科研机制？

在“中国制造2025”计划提出十大重点工程，排名第三即为航空航天装备，要求突破高推重比、先进涡桨（轴）发动机及大涵道比涡扇发动机技术，建立发动机自主发展工业体系。

这就不难预判，中国未来航发技术的进步将步入快车道，并将真正在创新驱动战略中起到引领作用。