（8月28日，中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán)公司成立大會(huì)在北京舉行。中共中央總書記、國(guó)家主席、中央軍委主席習(xí)近平作出重要指示，中共中央政治局常委、國(guó)務(wù)院總理李克強(qiáng)作出批示，中共中央政治局委員、國(guó)務(wù)院副總理馬凱出席大會(huì)并講話。來源：新華網(wǎng)）

昨天，中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán)公司正式成立，這是中國(guó)政府向高技術(shù)進(jìn)軍的又一重大決策，引發(fā)廣泛關(guān)注。在航空業(yè)界，有這么一個(gè)形象的說法：中國(guó)要研制成大飛機(jī)，必須攻克一大頑癥——那就是“心臟病”。“心臟病”的意思是說，發(fā)動(dòng)機(jī)是飛機(jī)的“心臟”，航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造技術(shù)，中國(guó)還不過關(guān)。下面，就讓我們來看看這“心臟病”有多重要、多難治。

（資料圖：第八屆珠海航展中航集團(tuán)展出的太行第三代渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，“太行”發(fā)動(dòng)機(jī)是中國(guó)首個(gè)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高性能、大推力、加力式渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)，它結(jié)束了國(guó)產(chǎn)先進(jìn)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的空白。圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）

研制大飛機(jī)，航空發(fā)動(dòng)機(jī)是關(guān)鍵。時(shí)至今日，航空發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)成為人類有史以來最復(fù)雜最精密的工業(yè)產(chǎn)品，每臺(tái)零件數(shù)量在萬件以上，其研制工作被稱作是在挑戰(zhàn)工程科學(xué)技術(shù)的極限。正因?yàn)槿绱耍娇瞻l(fā)動(dòng)機(jī)素有“工業(yè)王冠上的明珠”、“工業(yè)之花”之美譽(yù)，被認(rèn)為是人類工業(yè)革命300年來最重要的技術(shù)成果。從這些美譽(yù)之詞中，我們可以看出航空發(fā)動(dòng)機(jī)地位之重要、技術(shù)難度之高。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)是一個(gè)進(jìn)入門檻極高的行業(yè)，是“零容錯(cuò)”的行業(yè)，在一個(gè)國(guó)家的發(fā)展中具有極其重要的戰(zhàn)略地位，世界航空強(qiáng)國(guó)都將其列為優(yōu)先發(fā)展、高度壟斷、絕對(duì)機(jī)密的高科技尖端技術(shù)。航空發(fā)動(dòng)機(jī)也因此被看作是大國(guó)地位的象征。當(dāng)前，世界上只有美國(guó)、英國(guó)、法國(guó)、俄羅斯、中國(guó)等少數(shù)幾個(gè)國(guó)家能夠生產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)。

目前，以大飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)為例，國(guó)際上主要發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)制造商，由美國(guó)GE及其合資公司（如CFM國(guó)際公司）、美國(guó)普惠、英國(guó)羅羅三家公司壟斷，他們均形成了較為完善的發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)系列，發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的發(fā)展都有較好的系統(tǒng)性、繼承性和連貫性。也就是說，中國(guó)還不具備生產(chǎn)適用于大飛機(jī)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)。必須認(rèn)識(shí)到，中國(guó)是后發(fā)工業(yè)化國(guó)家，不得不面對(duì)既有的先進(jìn)工業(yè)化國(guó)家對(duì)高技術(shù)市場(chǎng)的壟斷。這是特殊國(guó)情，也是特殊階段。但中國(guó)不甘于落后，中國(guó)要奮起直追。2009年初，中國(guó)政府斥巨資在上海成立中航商用航空發(fā)動(dòng)機(jī)有限責(zé)任公司，志在研制出大飛機(jī)的“中國(guó)心”。在新的形勢(shì)下，中國(guó)政府又在北京成立中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán)公司，可謂在航空發(fā)動(dòng)機(jī)上志在必得。

飛機(jī)發(fā)展史同航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展史緊密相聯(lián)。世界上因?yàn)橄扔辛嘶钊桨l(fā)動(dòng)機(jī)，才誕生了有動(dòng)力、可持續(xù)飛行的飛機(jī)；先有了噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)，才誕生了噴氣式飛機(jī)，使超音速、高超音速飛行成為現(xiàn)實(shí)；大推力火箭發(fā)動(dòng)機(jī)研制成功，才把人類送入宇宙空間。

活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料是汽柴油，它的工作原理是：汽油在汽缸里燃燒產(chǎn)生燃?xì)?，燃?xì)馔苿?dòng)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，活塞連桿驅(qū)動(dòng)主軸轉(zhuǎn)動(dòng)，這個(gè)過程與汽車的驅(qū)動(dòng)方式高度相似，只是飛機(jī)的主軸連接螺旋槳，而汽車的主軸連接著車輪。最后主軸帶動(dòng)飛機(jī)螺旋槳高速旋轉(zhuǎn)，從而產(chǎn)生向前的拉力。

活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)在飛機(jī)發(fā)展的早期起了重大作用，今天我們還可以見到塞斯納（Cessna）教練機(jī)、水上飛機(jī)等小型飛機(jī)仍然在使用螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)。但是毫無疑問，它的缺點(diǎn)也是很明顯的。第一，活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)提高功率的辦法是增加汽缸的數(shù)量，但增加汽缸便會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)更為笨重，這與飛機(jī)要求重量輕的原則是背道而馳的；第二，活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)通過螺旋槳驅(qū)動(dòng)飛機(jī)飛行，但螺旋槳的效率很低，限制了飛行速度的提高，一般在每小時(shí)700公里左右，就幾乎達(dá)到了活塞式飛機(jī)的速度極限。

1937年4月，弗蘭克•惠特爾爵士（Sir Frank Whittle）第一次在試車臺(tái)上試用了噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。1949年，第一架噴氣運(yùn)輸機(jī)“彗星號(hào)”首次飛行。直到今天，我們?cè)谔炜罩泻蜋C(jī)場(chǎng)里能看到的所有大型飛機(jī)幾乎全部都采用了噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。

噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)按結(jié)構(gòu)不同可細(xì)分為沖壓噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)、脈沖噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)、渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、渦槳噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和渦扇噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。大型民航飛機(jī)大都采用渦扇噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)（Turbofan），它是一種非常復(fù)雜的機(jī)械裝置，但其基本工作原理實(shí)際上卻并不復(fù)雜?？諝馔ㄟ^發(fā)動(dòng)機(jī)最前端的風(fēng)扇（進(jìn)氣道）進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)，一部分空氣走中間內(nèi)涵道，經(jīng)過壓氣機(jī)多級(jí)壓氣過程變成高壓空氣，然后與航空燃油混合燃燒并急劇膨脹，從燃燒室出口排出后先經(jīng)過渦輪帶動(dòng)主軸和前端的風(fēng)扇高速旋轉(zhuǎn)，最后從尾噴管高速噴出，與另一部分從外涵道直接流出的空氣匯合，共同推著飛機(jī)前進(jìn)。由于渦扇噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的大功率、高速度、油耗低等優(yōu)良性能，成為了大型民航飛機(jī)的首選。

大飛機(jī)航空發(fā)動(dòng)機(jī)采用的是燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，根據(jù)熱力學(xué)原理，渦輪燃?xì)鉁囟仍礁?，流過發(fā)動(dòng)機(jī)單位體積或重量的空氣產(chǎn)生的功就越多。也就是說，為了增大發(fā)動(dòng)機(jī)的功率最好是不斷提高渦輪燃?xì)獾臏囟取Ｈ欢?，大多?shù)金屬的熔點(diǎn)是1500攝氏度左右，也就是說，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，一旦溫度達(dá)到熔點(diǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)很多部件就會(huì)熔化掉！因此，如何讓發(fā)動(dòng)機(jī)部件耐得了高溫，是一個(gè)極大的難題。

當(dāng)今大飛機(jī)普遍采用渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)作為其動(dòng)力來源。如果說渦輪的重點(diǎn)是要解決耐高溫的問題，那么風(fēng)扇的問題重點(diǎn)是要解決離心力和重量的問題。適用于大飛機(jī)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)，其風(fēng)扇直徑在3米左右，比如美國(guó)GE為波音777研制的GE90的風(fēng)扇直徑達(dá)到了3.142米，葉片高度達(dá)1.22米，如此巨大的風(fēng)扇倘若采用質(zhì)量重的金屬材料，即使做成空心葉片，強(qiáng)大的離心力也可以瞬間撕裂風(fēng)扇。因此，如何讓大風(fēng)扇葉片變輕并耐得了離心力，就成為一個(gè)必須攻克的難題。

不管是熱端的渦輪、燃燒室也好，冷端的風(fēng)扇大葉片也好，其特殊的材料與制造工藝的研制都必須過關(guān)。另外，航空發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部極為復(fù)雜精密，對(duì)制造裝配的要求是“零差錯(cuò)”，如何提升制造裝配工藝水平也是一項(xiàng)難度極高的挑戰(zhàn)。正因?yàn)楹娇瞻l(fā)動(dòng)機(jī)極難制造，所以至今能夠生產(chǎn)的國(guó)家屈指可數(shù)。也正是認(rèn)識(shí)到航空發(fā)動(dòng)機(jī)的高技術(shù)含量及其高附加值，航空發(fā)達(dá)國(guó)家歷來將其作為高度壟斷、嚴(yán)密封鎖的高科技尖端技術(shù)，其核心技術(shù)嚴(yán)禁向國(guó)外轉(zhuǎn)讓，并且在西方國(guó)家之間也不例外。

總的來說，航空發(fā)動(dòng)機(jī)是知識(shí)密集、技術(shù)密集 、資本密集產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)業(yè)鏈很長(zhǎng)，其發(fā)展不僅能夠促進(jìn)本國(guó)科技進(jìn)步，而且能都帶動(dòng)大批相關(guān)產(chǎn)業(yè)的持續(xù)發(fā)展，其智力、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)的溢出效應(yīng)是難以估量的。據(jù)日本業(yè)界的一項(xiàng)研究，在單位重量創(chuàng)造的價(jià)值比這一數(shù)值上，船舶為1，轎車為9，計(jì)算機(jī)為300，支線飛機(jī)是800，而航空發(fā)動(dòng)機(jī)高達(dá)1400，被稱為世界工業(yè)產(chǎn)品“王冠上的明珠”。

正是看到了研制大飛機(jī)航空發(fā)動(dòng)機(jī)具有極高的難度，后發(fā)國(guó)家在短時(shí)間內(nèi)難以攻克。因此，中國(guó)在啟動(dòng)大飛機(jī)項(xiàng)目之后，為了讓我們自己的大飛機(jī)C919盡快順利進(jìn)入市場(chǎng)，先裝配進(jìn)口成熟發(fā)動(dòng)機(jī)就成為理性的選擇。美國(guó)GE與法國(guó)斯奈克瑪公司組成的合資公司——CFM國(guó)際公司研發(fā)的下一代發(fā)動(dòng)機(jī)LEAP－X1C，最終得以獲選C919的唯一動(dòng)力。2015年11月2日，C919大型客機(jī)首架機(jī)總裝下線，人們清楚地看到雙側(cè)機(jī)翼下掛的兩具CFM公司生產(chǎn)的LEAP-X1C渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。

幾十年來，中國(guó)在“市場(chǎng)換技術(shù)”的過程中學(xué)習(xí)到的一個(gè)基本經(jīng)驗(yàn)或者說教訓(xùn)就是，如果沒有自己的自主研發(fā)能力，你能獲得的技術(shù)永遠(yuǎn)都只能是低檔貨、別人淘汰或即將淘汰的東西，你永遠(yuǎn)只能跟著別人屁股后面跑。在飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)的問題上中國(guó)人最終認(rèn)識(shí)到，核心技術(shù)是市場(chǎng)“換”不來，但卻能被中國(guó)巨大的市場(chǎng)“養(yǎng)”起來。當(dāng)然，最開始“養(yǎng)”的是外國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)——并且可能并不是最先進(jìn)的。

或許是深深汲取了歷史的教訓(xùn)，航空工業(yè)業(yè)內(nèi)人士稱，航空發(fā)動(dòng)機(jī)這顆“中國(guó)心”的研發(fā)戰(zhàn)略，可以用“兩步跟進(jìn)”、“三步趕超”來描述：“兩步跟進(jìn)”，就是C919大飛機(jī)先裝上外國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)，盡快走向市場(chǎng)；然后，再裝中國(guó)自己研制的航空發(fā)動(dòng)機(jī)，一先一后，彼此承接，不可分割。“三步趕超”，指的是中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的自主研發(fā)進(jìn)程可以比喻成三個(gè)境界，也就是從“填空補(bǔ)缺”到“望其項(xiàng)背”，最終確保和發(fā)達(dá)國(guó)家“并駕齊驅(qū)”。

作者為上海交通大學(xué)科學(xué)史與科學(xué)文化研究院副研究員。文章為作者獨(dú)立觀點(diǎn)，不代表主辦機(jī)構(gòu)立場(chǎng)。