也說“製造飛機發動機為什麽那麽難”？

回顧中國造飛機曆史，有人就用不會造發動機來否定中國造飛機。造飛機和造發動機是兩個概念。全世界會造中小飛機的很多，但會造發動機的就那幾家。投入大，產出低，市場難推廣，很容易被大公司壟斷，小公司很難活。能活下來的都是有一把刷子的。
 
造飛機相對好些。例如造車，廠家就多些。運十可是飛過百次的，從上海飛西安，飛北京，都飛過。下馬造飛機（不是下馬發動機）實在是曆史的錯。不在此羅嗦。

其實，對發動機的原理，全球知道的專家很多。你請這些專家，能請到這些專家，都不是問題。中國的問題，是製造中的：材料、模具和工藝。

材料就不說了，不是咱的專長。你可以想象他的純度，合金鋼，鈦，鋁，銅，橡膠，樹脂，....

模具和工藝呢，下鄉時跟上海師傅當過翻砂工、車工、鉗工，前後幹了三年。93年還回深圳開過兩年多工廠，有點實踐。 所以羅嗦一點這方麵的問題。

一是軸承。這是高速旋轉的基礎。中國的軸承精度不夠。連小軸承都一樣。目前小軸承全世界的最大工廠在日本，例如Sanyo Denki。 所有Intel CPU FAN（僅此一項，一年以億為單位），小型家電等的高端都是他的傑作。92年我的產品也用他的。目前台灣有一家做得不錯，但量太小太小。

模具呢，這是大問題。目前亞洲的模具最好是日、韓、台。我當時用的台灣師傅，結果還是不能過關。我的朋友（上海人，母親日本人）在日本大學畢業，德國深造過，在上海做大型印刷機，也是第一關模具老出問題。先用的是日本師傅，現在用的韓國師傅。還有鴻海 ，iPhone的外殼他賺錢，模具和鍍。不合率還那麽高，郭老不是也常說這些問題。

工藝，要求精益求精。一切向錢看的浮躁，是很難達到極品。例如下文說的：精鑄葉片，一體在葉盤上，這些模具都要求極嚴格，翻砂澆注很要火候，光沙子的顆粒大小，洗滌都有極嚴的要求。不是做中餐的少許就可以打發的。目前把精鑄葉與葉盤一體化，日、韓、台都做得非常好。在10KRPM都是沒有聲音的。

所以中國的“合眾”工藝/能力都有了，就看心態和堅持。十年磨一劍。每四年換個領導，沒戲。


--------------附錄：

航空渦扇發動機技術含量極高，被譽為“工業王冠”。

隨著中國航空工業的井噴式發展，近年來，每當有一款國產新型戰機首飛，網友們最關心的往往已不是飛機的性能，而是這款飛機是不是采用國產發動機。就目前來說，答案往往是令人失望的，航空發動機為何那麽難？中國人就造不出先進的航空發動機嗎？

我們先認識一下現代的先進航空發動機，現代戰鬥機、軍用運輸機、民航幹線客機等采用的都是渦輪風扇發動機。簡單來說，渦扇發動機有2個同心圓涵道，由風扇、壓氣機、燃燒室、渦輪、噴管等5部分組成。其中壓氣機、燃燒室和渦輪又往往被合稱為發動機的核心機。戰鬥機用渦扇發動機，與運輸機、民航客機的區別主要在於風扇，客機的發動機一般采用大直徑風扇，可降低耗油率；戰鬥機的發動機風扇直徑一般較小，以進行超音速飛行。

空氣從渦扇發動機的進氣口流入，經過壓氣機壓縮後，在燃燒室與煤油混合燃燒，高溫高壓燃氣經由渦輪、噴管膨脹，最後高速從尾噴口噴出。渦扇發動機的推力一部分來自噴出燃氣所產生的反作用力；另一部分是渦輪驅動風扇，風扇旋轉驅動空氣，經由發動機外涵道噴出的反作用力。

渦扇發動機與渦噴發動機

渦扇發動機為何那麽難？想象一下，蘇27的AL-31渦扇發動機最大加力推力是12.5噸，2台AL-31可推動20多噸的蘇27以超過2倍音速飛行。但AL-31的風扇直徑不到900毫米，渦輪直徑不到300毫米；基本物理學原理，力是相互作用的，也就是說這麽小尺寸的風扇、渦輪反過來要時刻承受著12.5噸的力。形象一點說，大家應該都看過壯漢用喉嚨頂著鋼槍推動汽車的表演，渦扇發動機也大概如此，隻是壯漢推汽車是慢慢挪動，而渦扇發動機要推動飛機以2倍音速飛行，各部件要承受住異常嚴酷的高溫高壓考驗。

另外，一台用於超音速戰機的渦扇發動機直徑一般僅1米左右、長度4米左右。以AL-31為例，這麽小的一個圓筒狀物體，要塞進4級風扇、9級壓氣機、2級渦輪、可收斂-擴張噴管、燃燒室、加力燃燒室，還要在之間安排冷卻空氣通道，周圍安裝燃油控製係統等的。所以，設計、製造一台高性能的渦扇發動機，可謂"螺螄殼裏做道場"，難度極大。在世界範圍內，掌握一流水平渦扇發動機製造技術的僅有英國羅·羅、美國普惠和通用3家公司，俄法兩國都屬於二流，這是一個真正的壟斷行業。

專業一點地描述，渦扇發動機要達到更大推力、更低的油耗，首要的是提高增壓比、提高熱效率，渦輪前溫度是衡量熱效率的一個重要指標。例如，第三代蘇27的AL-31發動機的渦輪前溫度是1665K，而第四代F-22的F-119發動機將這個指標提高到了1977K；AL-31的渦輪前溫度尚在普通鋼材熔點之下，但F-119的已超出約200度。

F-119發動機讓F-22能以1.7音速進行超音速巡航。

要在這樣高的溫度下正常工作，F-119的渦輪采用了第三代單晶空心葉片。具體什麽是單晶空心葉片，在此很難展開描述，隻能說一片麵積僅幾平方厘米的葉片具有大量自由曲麵、複雜的內腔（用於進氣冷卻），還要控製合金晶體生產連續一致，這需要極高超的精密鑄造工藝。俄羅斯、中國至今尚未或是剛展開單晶空心渦輪葉片的工業化製造。

而發動機要提高推力與自身重量之比，還要將壓氣機和渦輪造得更輕巧。壓氣機和渦輪的傳統製造工藝是將葉片以榫頭、榫槽鎖緊的方式連接在葉盤上，但西方先進發動機已開始采用整體葉盤。即用電子束焊接等方法將單晶空心精鑄葉片固定在葉盤上，重量可比傳統工藝製造的降低30%。整體葉盤的製造工藝有10多種，但除了上述的美英3家航發巨頭，其它國家也還未能應用於批量生產。

渦扇發動機的風扇遠離燃燒室，熱負荷低，但它的氣動效率也被繼續精進。通用F-119和羅·羅瑞達900發動機的風扇都采用了寬弦葉片，其加工方法是將鈦合金毛坯用切削方法加工成兩半葉片，用真空擴散焊成一整體空心葉身，最後超塑成極為複雜的曲麵。這又是一種全新的加工工藝。

這麽說，美軍F-22A隱身戰機所采用的F-119渦扇發動機為例，它的6級壓氣機、2級渦輪全部采用帶空心單晶葉片的整體葉盤，3級風扇則全部采用寬弦葉片，所以它的推重比達到10，在迎風麵積較小的情況下，最大加力推力超過15噸。所以，美軍F-22A隱身戰機能以1.7倍音速進行超音速巡航；而中俄的四代機殲20、T-50隻能暫時采用第三代渦扇發動機，要等待第四代發動機研製成功，飛機才能真正完成研製。

風扇、壓氣機、渦輪這些都是與動力輸出直接相關的部件，製造難度大理所當然，但渦扇發動機的鈦合金機匣也不是省油的燈。發動機筒內外壁上還有許多造型奇特的結構，製造這些奇奇怪怪的構件就需要相對應的焊接技術，可以對一些超薄組件、造型獨特的構件進行焊接，英美航發三巨頭都在焊接上下足了功夫。

很多網友對鈦合金加工的感覺還是非常高科技，但為了進一步減重，西方第四代發動機又開始使用了樹脂基複合材料作為低溫部件。比如F-119發動機的外涵道機匣、進氣道機匣等，耐熱溫度一般在300至350攝氏度左右，性能更加先進的樹脂基複合材料耐溫的上限更高，可以突破400攝氏度大關。

壓氣機和渦輪的小小葉片還有引入冷卻空氣的內腔，令製造難度陡增。

英國羅·羅公司發展的寬弦葉片，凱特王妃也要擺出造型以示鼓勵

我國軍事工業以蘇聯技術援助起家，擅長逆向仿製，在過去解決了多個領域的"有無"問題，甚至有輕武器專家以"山寨之王"自居。對於很多一般裝備，逆向仿製即便"不知其所以然"，也至少做到"知其然"。

但渦扇發動機這個"工業王冠"，應用有各種新理論、新材料、新工藝，要做到"知其然"都難，可以說是無法簡單複製的。甚至，在沒有操作手冊的情況下，要將渦扇發動機正確拆開都困難。例如，我們非常熟悉的CFM-56，其使用在波音737、空客A320這些主流商業客機上，是世界上使用範圍最廣的渦輪風扇發動機之一，但是拆解CFM-56的難度仍然很大，幾平方厘米的葉片上分布著許多小孔，這些孔隙的作用是散熱的，小孔的位置設置極為講究，是根據氣路走向而定的……因此CFM-56的維護都是由專業公司來完成的。

即便是能製造出各種類型的發動機構件，但是在裝配上仍然需要技術、工藝支撐，同一生產線上製造出來的不同批次發動機都存在差別，推比相差甚至可以達到0.2。隨著推比達15以上的發動機開始研製，各種新材料被大量應用，發動機結構也越來越複雜，對加工工藝要求也更高。你要仿製別人的新型發動機，所要花的時間可能比自己從零開始研發還要多，而且仿製產品的性能還很可能不及原型機。

這方麵我國是有慘痛教訓的，例如"太行"渦扇發動機，其核心機就源於CFM-56，太行發動機在05年完成設計定型，但8年過去了仍然問題不斷，隻用在雙發的殲11戰鬥機上。單發的殲10戰鬥機對發動機可靠性要求高，直到殲10B量產，殲10係列戰機都隻能采用俄製AL-31FN發動機。

從科研體製來看，我國以前航空發動機的研發是跟隨型號的，即要研製一款飛機，才會去研發一款配套的發動機；飛機如果下馬了，發動機也就隨之下馬了。但美英等發達國家，發動機與飛機研發基本是分開的，發動機核心機的研發提前很多。例如，美國F-22戰機所用的F-119發動機屬於第四代發動機，但美國的核心機技術已發展到第六代，用於接替F-119的第五代發動機核心機也已製造出來。

研製渦扇發動機是非常困難，也正因為困難，才沒任何捷徑可走，必須完全自主研發，而且要不惜巨資提前進行預研。近年，我國工業界也有所頓悟，開始投入重金獨立研發，但之前的差距太大，要追趕世界先進水平可能還要數十年的艱苦努力。  （文/陳喆 杜鬆濤）