其次是大风扇的制造问题
当今大飞机普遍采用涡轮风扇发动机作为其动力来源。如果说涡轮的重点是要解决耐高温的问题,那么风扇的问题重点是要解决离心力和重量的问题。适用于大飞机的航空发动机,其风扇直径在3米左右,比如美国GE为波音777研制的GE90的风扇直径达到了3.142米,叶片高度达1.22米,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。因此,如何让大风扇叶片变轻并耐得了离心力,就成为一个必须攻克的难题。
最后,是材料与制造工艺问题
不管是热端的涡轮、燃烧室也好,冷端的风扇大叶片也好,其特殊的材料与制造工艺的研制都必须过关。另外,航空发动机内部极为复杂精密,对制造装配的要求是“零差错”,如何提升制造装配工艺水平也是一项难度极高的挑战。正因为航空发动机极难制造,所以至今能够生产的国家屈指可数。也正是认识到航空发动机的高技术含量及其高附加值,航空发达国家历来将其作为高度垄断、严密封锁的高科技尖端技术,其核心技术严禁向国外转让,并且在西方国家之间也不例外。
自主研发,再难也要上
总的来说,航空发动机是知识密集、技术密集 、资本密集产业,产业链很长,其发展不仅能够促进本国科技进步,而且能都带动大批相关产业的持续发展,其智力、技术和经济的溢出效应是难以估量的。据日本业界的一项研究,在单位重量创造的价值比这一数值上,船舶为1,轿车为9,计算机为300,支线飞机是800,而航空发动机高达1400,被称为世界工业产品“王冠上的明珠”。
正是看到了研制大飞机航空发动机具有极高的难度,后发国家在短时间内难以攻克。因此,中国在启动大飞机项目之后,为了让我们自己的大飞机C919尽快顺利进入市场,先装配进口成熟发动机就成为理性的选择。美国GE与法国斯奈克玛公司组成的合资公司——CFM国际公司研发的下一代发动机LEAP-X1C,最终得以获选C919的唯一动力。2015年11月2日,C919大型客机首架机总装下线,人们清楚地看到双侧机翼下挂的两具CFM公司生产的LEAP-X1C涡扇发动机。
几十年来,中国在“市场换技术”的过程中学习到的一个基本经验或者说教训就是,如果没有自己的自主研发能力,你能获得的技术永远都只能是低档货、别人淘汰或即将淘汰的东西,你永远只能跟着别人屁股后面跑。在飞机发动机的问题上中国人最终认识到,核心技术是市场“换”不来,但却能被中国巨大的市场“养”起来。当然,最开始“养”的是外国发动机——并且可能并不是最先进的。
或许是深深汲取了历史的教训,航空工业业内人士称,航空发动机这颗“中国心”的研发战略,可以用“两步跟进”、“三步赶超”来描述:“两步跟进”,就是C919大飞机先装上外国发动机,尽快走向市场;然后,再装中国自己研制的航空发动机,一先一后,彼此承接,不可分割。“三步赶超”,指的是中国航空发动机的自主研发进程可以比喻成三个境界,也就是从“填空补缺”到“望其项背”,最终确保和发达国家“并驾齐驱”。