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本文内容较多，主要包含三部分，约4300字，请选择阅读：

一、世界上有哪些国家可以研制一流飞机发动机？

二、造飞机发动机到底难在哪里？

三、中国航空发动机：我们一直在路上

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在中国还没有突破飞机发动机时，它一直是人类工业明珠中最耀眼的一颗，如今飞机发动机，准确的说战斗机的发动机将不再是中国的“心脏病”时，光刻机终于因为可以卡中国的脖子而晋升为“人类科技之巅”。飞机发动机也由原来的“小甜甜”，开始要沦落为“牛夫人”了。

某些人变脸之快，堪比川剧

几十年来，飞机发动机曾经一直是我们的“心病”。

▶一、世界上有哪些国家可以研制一流飞机发动机？

之前，全世界只有美、俄、英、法四国可以独立研制一流的军用飞机发动机，而在要求更高的民航发动机领域，只有美、英、法三国的四家公司具有独立研制的能力，它们分别是美国通用电气航空集团公司（GE航空）、普惠公司（P&W）、英国罗罗公司（R&R）以及法国斯奈克马公司（SNECMA），占据了全世界民用发动机市场90%左右。

请注意研制一词！也就是研发和制造，就如现在中国芯片设计公司多如牛毛，但是真正可以制造芯片的也就是那么几家一样，飞机发动机其原理大家都懂，甚至中国在多年以前就能设计出来，但是直到近几年才真正实现了可以制造和量产。

那么，造飞机发动机到底难在哪里？

▶二、造飞机发动机到底难在哪里？

造飞机发动机是一项极其复杂和困难的任务，需要在材料科学、热力学、机械设计、制造工艺等多个领域取得突破性进展。

二战时期，喷气式发动机在英国和德国研制出来，这种发动机仍然属于热机的一种，但是，它将原来进气、加压、燃烧和排气四个阶段为一个周期的分时循环过程，变成了一个连续的过程，气体依次流经发动机各部位，对应着活塞式发动机的四个工作位置。

研制飞机发动机的难点主要体现在以下几方面：

1.设计和材料

首先，喷气发动机燃烧的气体温度非常之高，而大多数金属的熔点在1500摄度左右。A380配备的4台罗尔斯发动机在起飞时，可以产生近18万马力，相当于上千辆家用汽车的动力，内部最高温度达到1700摄氏度以上，大大超过了涡轮叶片镍基合金的熔点。

其次，涡轮风扇直径大、转速高，扇叶受到的离心力非常大。适用于大飞机的航空发动机，其风扇直径在3米左右，如此巨大的风扇倘若采用质量重的金属材料，即使做成空心叶片，强大的离心力也可以瞬间撕裂风扇。发动机内部的压力达到50个大气压，相当于蓄满水后三峡大坝底部3倍的压力。在高温、高压、高速旋转环境中，对叶片和轴承的材料提出极高的要求。

这就要求发动机的材料既要能耐高温高压，又要强度大，而且还得轻。

2.制造和装配

空心叶片的制造难度非常大！叶片成形工艺和晶相结构对叶片的强度和寿命影响非常大。为了避免分体铸造造成的应力集中和结构缺陷，叶片和叶盘要求一次性铸造成型，这需要极高的制造工艺。

制造一两片叶片还可以不计成本和代价，但是一台发动机，要各类叶片400~500片。这些叶片种类多，形状和大小都有差别，要批量生产数以千计标准化的，性能可靠的叶片，就不是那么简单的事了。

而发动机的零部件型号和规格都非常相似、数目繁多、结构外形复杂，装配工艺非常繁复，严重依赖手工装配。

叶片规格都不一样，需要按编号装配

3.测试和验证

航空发动机是一个复杂的系统，由成千上万个零件组成。每个零件都需要在极端的环境下工作，同时还要保持高度的精度和可靠性。一款发动机从研发制造出来，还需要经过大量的试验来进行验证，这完全是一个烧钱的过程。零件试验、部件试验、系统试验、核心机试验、整机试验，这些过程有些是破坏性试验，需要破坏零件或整机。

国外航空发动机的地面试验和飞行试验所用发动机台数少则50台、多则上百台，发动机地面试验都要上万小时，最高达16000小时以上，飞行试验则需5000小时以上。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。

因此，可以说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。（相对来说，光刻机涉及到电学、光学和量子力学的范畴了，所以，说得光刻机是“人类科技之巅”也不为过。）

▶三、中国航空发动机：我们一直在路上

2009年出版的《陆海空天惯性世界》一篇《中国航空发动机的历史，现状和未来！》的文章，该文长达27500多字，详细介绍了我国发动机的历史，讲述了一代代研制发动机的科家为之终生奋斗的可歌可泣的事迹。

朝鲜战争之后，我国开始仿制苏联的发动机，涡喷5、涡喷6、涡喷7等一系列发动机仿制成功，增强了我国航空工业的实力。在挺过了3年困难时期，中国开始研制自己的发动机，当时该发动机的代号是910，也就是后来俗称的涡扇6（WS6），当时想把它做为新研制的歼9、轰6、运9和大型客机的动力。但是，这个项目走走停停，直到飞行前50小时试车，却下马了。

研发了16年之久的606所人，把项目总结会开成了项目追悼会，从此，涡扇6成了中国航空人永远的痛。

1.云横秦岭家何在？雪拥蓝关马不前--韩愈

到了70年代，随着中美关系解冻，1972年，英国同意向我国出售民用“斯贝”发动机，1975年12月13日 ，签定了引进英国“斯贝”发动机专利的合同。

仿制的“斯贝”发动机，中国将其型号定为涡扇9，定点西安航空发动机厂试制生产。该厂此前生产的是涡喷8，是仿制苏联PД-3M的产品。1979年 11 月，由中英双方共同在中国完成了 150 小时持久试车考核。1980 年 2月到 5 月，又在英国完成了高空模拟试车、零下 40 摄氏度条件下的起动试车，以及 5 大部件的循环疲劳强度试验，结果都符合技术要求。中英双方代表签署了中国制造涡扇9 发动机考核成功的文件。

可以说这次引进是非常成功的。通过试制引进了 70 年代水平的新材料、新工艺、新技术，机械加工工艺比原来提高一级精度以上，工厂掌握了诸如金属喷漆、真空热处理等 12 项具有世界先进水平的技术和 46 项国内先进工艺技术。同时，国内冶金、材料、化工、机械等工业的技术水平，也相应得到提高。

90年代初，涡扇9全面国产化工作启动；1995年11月，70%国产化率的涡扇9通过150小时试车；2000年全国产化的涡扇9一次点火成功；2001年150小时试车圆满结束。结果表明全国产涡扇9发动机各项性能技术指标均达到要求，于是这款发动机被重命名为秦岭发动机。

国产斯贝发动机——秦岭

中国花了近20年的时间，才消化英国70年代的新材料、新技术和新工艺。

2.横空出世，莽昆仑，阅尽人间春色--毛主席

1984年WS6下马的那一年，606人擦干眼泪又开始了新型发动机的尝试，当时选用WP13发动机的三级低压压气机和缩小的斯贝的前 7 级高压气机的叶片造型，另外根据涡扇6以及 WP15 等发动机的设计经验，设计出燃烧室、高低压涡轮和加力燃烧室等部件。

WP13是1970年代末我们从阿拉伯兄弟得到的米格21MF和米格23附带的发动机P13Ф-300和P29研制而来的。当年我们引进罗罗发动机之后，竟然研制成功了空心涡轮叶片，是继美国之后第二个拥有该技术的国家。但是，我国第一次从发动机制造国向设计国转型的WP13B，相比于国外同类产品出生得实在太晚了，以致于没有进入实用就转入了技术储备。

606启动的新型发动机项目正是昆仑发动机，这是一个继承性大，技术风险小，投资较少，周期短的设计方案，可以说 WS6 的骨血在昆上得到一定程度的继承，就当时而言昆仑是中国人所能拿出的最好方案，他集合了中国所能掌握的发动机上的所有技术，而且基本上都是对原有发动机的继承。这个似乎不太难的型号，我们整整花了18年的时间。

2002 年 5月 21日，《中国航空报》发布了一则激动人心的消息，我国自行研制的第一台具有完全知识产权的昆仑涡喷发动机正式定型，从此之后，中国战机有了自己的“中国心”。

昆仑发动机

3.北上太行山，艰哉何巍巍--曹操

当美国F100出世时，中国的WS6、WP13和昆仑都明显落后，无论我们现役还是在研的发动机都无法与F100对抗。

随着中美关系的解冻，中国把F404、F100、F110都列上了引进目录，美国也想利用中国来压制苏联，但是美国人却只想有限度的提高中国发动机的实力，如用老迈的J79装备F16来敷衍中国。当时，中国还在与美国谈引进PW1120、F404、PW1216装备超7等方案。虽然中美正处于蜜月期，但是美国对中国是有戒心的，它只是倾向于利用中国来牵制苏联。1990年左右，东欧剧变，随后苏联解体，中国再无牵制价值，美国立马变脸对中国进行武器禁运。

好在我们虽没有得到美系发动机，但其发动机军用标准和研制方法却被我们所了解，美国通过核心机研制发动机的方法引起了我们的关注。

1991年1月，我国正式决定开展中推核心机的研制和中推验证机的方案论证工作。中推核心机的研制工作是以 624 所为总设计师单位，江和甫任中推预研总设计师。从1991 年 2 月起正式开始方案设计， 中推核心机的试制工作由 430 厂为主承制单位，参加研制的单位有 420、460170、100、606、621、625、西工大、德阳二重等全国 21 家厂所院校。首台中推核心机的加工和装配仅用了 9 个月的时间，至 1992 年 11 月 18 日完成加工总装、19 日出厂，并于 21 日运抵 624 所。

刘大响在中推核心机旁留影

80 年代初期，我们搞到一批 CFM56-3，这种发动机的核心机就是 F101 的核心机，而 F101的核心机的衍生产品就是 F110 的核心机。

1986 年，为了配合歼 10 战斗机的研制，以CFM56 核心机经改进发展出一款大推力涡扇发动机配装歼 10 战斗机的规划正式立项。当时瞄准的目标就是 F110-GE-129，随后就开始了核心机的改进工作，1987 年，开始进入验证机研制阶段，1993 年完成。之后开始型号研制，考虑将其作为歼 11 和歼 10 两种战机的动力，并申请了一架苏 27 作为试飞平台。可以说这是一个极具风险的选择，我国的两种主力战斗机动力的宝都压在太行发动机的身上，一旦失败，对我国的国防和发动机发展都将造成无法弥补的损失。1997 年进入发动机与型号匹配的突击阶段。2000 年底开始高空台试车。02 年 6 月装单台太行发动机的苏 7 试飞台进行了首飞，02~03 年开始试装歼 10 战斗机。2005 年 5 月11 日开始定型持久试车， 11 月 10日通过长久初始寿命试车，2005 年 12 月28 日完成定型审查考核。

2006 年 2月 24 日，中国航空报头版刊登了我国首台有自主知识产权大推力军用加力涡扇发动机太行发动机定型的消息。

2021年珠海航展太行发动机发展型首次亮相

▶四、写在最后

数十年来，我国一直未放弃过自主研发航空发动机，虽然一直落后于美俄，但是我国飞机“心脏”从来都比印度的好！

本图由老郭整理绘制

而2018年珠海航展上，换装矢量发动机的歼-10B做出“眼镜蛇机动”、“落叶飘”等高难度机动动作时，还有一堆人在为这款发动机找一个外国爹，说是中国进口苏-35时带的F117S俄罗斯发动机。

再到后面歼-20换装WS15，只证明了一件事：兔子有“瞧一眼就怀孕”的特技！以后中国飞机再也不用绑“喷子”做引擎了！

下一篇，将介绍基建狂魔是如何练成的，敬请关注！

本文主要参考了：

《陆海空天惯性世界》之《中国航空发动机的历史，现状和未来！》

以下为本人的《薅明珠系列》，供大家参考：