中国航空发动机集团公司成立分析

    中国航空发动机集团公司正式成立，这是中国政府向高技术进军的又一重大决策，引发广泛关注。在航空业界，有这么一个形象的说法：中国要研制成大飞机，必须攻克一大顽症——那就是“心脏病”。“心脏病”的意思是说，发动机是飞机的“心脏”，航空发动机制造技术，中国还不过关。下面，就让我们来看看这“心脏病”有多重要、多难治。

    航空发动机在国际上是被高度垄断的绝密技术

    研制大飞机，航空发动机是关键。时至今日，航空发动机已经成为人类有史以来最复杂最精密的工业产品，每台零件数量在万件以上，其研制工作被称作是在挑战工程科学技术的极限。正因为如此，航空发动机素有“工业王冠上的明珠”、“工业之花”之美誉，被认为是人类工业革命300年来最重要的技术成果。从这些美誉之词中，我们可以看出航空发动机地位之重要、技术难度之高。

    航空发动机是一个进入门槛极高的行业，是“零容错”的行业，在一个国家的发展中具有极其重要的战略地位，世界航空强国都将其列为优先发展、高度垄断、绝对机密的高科技尖端技术。航空发动机也因此被看作是大国地位的象征。当前，世界上只有美国、英国、法国、俄罗斯、中国等少数几个国家能够生产航空发动机。

    目前，以大飞机发动机为例，国际上主要发动机整机制造商，由美国GE及其合资公司（如CFM国际公司）、美国普惠、英国罗罗三家公司垄断，他们均形成了较为完善的发动机型号系列，发动机技术的发展都有较好的系统性、继承性和连贯性。也就是说，中国还不具备生产适用于大飞机的航空发动机。必须认识到，中国是后发工业化国家，不得不面对既有的先进工业化国家对高技术市场的垄断。这是特殊国情，也是特殊阶段。但中国不甘于落后，中国要奋起直追。2009年初，中国政府斥巨资在上海成立中航商用航空发动机有限责任公司，志在研制出大飞机的“中国心”。在新的形势下，中国政府又在北京成立中国航空发动机集团公司，可谓在航空发动机上志在必得。

    航空发动机简史：从活塞时代到喷气时代

    飞机发展史同航空发动机的发展史紧密相联。世界上因为先有了活塞式发动机，才诞生了有动力、可持续飞行的飞机；先有了喷气式发动机，才诞生了喷气式飞机，使超音速、高超音速飞行成为现实；大推力火箭发动机研制成功，才把人类送入宇宙空间。

    螺旋桨航空发动机：活塞时代

    活塞式发动机的燃料是汽柴油，它的工作原理是：汽油在汽缸里燃烧产生燃气，燃气推动活塞往复运动，活塞连杆驱动主轴转动，这个过程与汽车的驱动方式高度相似，只是飞机的主轴连接螺旋桨，而汽车的主轴连接着车轮。最后主轴带动飞机螺旋桨高速旋转，从而产生向前的拉力。

    活塞式发动机在飞机发展的早期起了重大作用，今天我们还可以见到塞斯纳（Cessna）教练机、水上飞机等小型飞机仍然在使用螺旋桨发动机。但是毫无疑问，它的缺点也是很明显的。第一，活塞式发动机提高功率的办法是增加汽缸的数量，但增加汽缸便会使发动机更为笨重，这与飞机要求重量轻的原则是背道而驰的；第二，活塞式发动机通过螺旋桨驱动飞机飞行，但螺旋桨的效率很低，限制了飞行速度的提高，一般在每小时700公里左右，就几乎达到了活塞式飞机的速度极限。

    航空涡轮发动机：喷气时代

    1937年4月，弗兰克•惠特尔爵士（Sir Frank Whittle）第一次在试车台上试用了喷气发动机。1949年，第一架喷气运输机“彗星号”首次飞行。直到今天，我们在天空中和机场里能看到的所有大型飞机几乎全部都采用了喷气发动机。

    喷气发动机按结构不同可细分为冲压喷气式发动机、脉冲喷气式发动机、涡轮喷气发动机、涡桨喷气发动机和涡扇喷气发动机。大型民航飞机大都采用涡扇喷气发动机（Turbofan），它是一种非常复杂的机械装置，但其基本工作原理实际上却并不复杂。空气通过发动机最前端的风扇（进气道）进入发动机，一部分空气走中间内涵道，经过压气机多级压气过程变成高压空气，然后与航空燃油混合燃烧并急剧膨胀，从燃烧室出口排出后先经过涡轮带动主轴和前端的风扇高速旋转，最后从尾喷管高速喷出，与另一部分从外涵道直接流出的空气汇合，共同推着飞机前进。由于涡扇喷气发动机的大功率、高速度、油耗低等优良性能，成为了大型民航飞机的首选。

    研制航空发动机主要难在哪里？

    首先是发动机的耐高温问题 

    大飞机航空发动机采用的是燃气涡轮发动机，根据热力学原理，涡轮燃气温度越高，流过发动机单位体积或重量的空气产生的功就越多。也就是说，为了增大发动机的功率最好是不断提高涡轮燃气的温度。然而，大多数金属的熔点是1500摄氏度左右，也就是说，当发动机工作时，一旦温度达到熔点，发动机很多部件就会熔化掉！因此，如何让发动机部件耐得了高温，是一个极大的难题。