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6月21日，由科技日报社主办的“是什么卡了我们的脖子• 亟待攻克的核心技术” 科学传播沙龙上，国家“千人计划”特聘专家、天骄航空创新研究院常务副院长王光秋做了主题演讲。
我在欧洲罗尔斯·罗伊斯公司工作了20多年，在国内商飞工作了五年，对航空领域了解比较多。今天演讲的主要分三个方面：第一是航空发动机的产业特点；第二是技术现状和发展趋势；第三是卡脖子。在最后这一部分，我将以欧盟和美国在航空发动机领域对中国出口的限制，来说明哪些领域我们还比较欠缺。
航空发动机产业的特点
航空领域的特点很简单——安全性第一。高投入、高风险、高科技，最后一点也很重要，长周期、慢回报。简单说，光有钱搞不出发动机，还需要一定条件，需要时间。但是最重要的还是安全性。
例如，空客A380用的罗罗公司的遄达900发动机。有一次我正在新加坡出差，在新加坡起飞的这个飞机就发生了事故，盘旋了近2个多小时后才着陆。由于发动机的失效，中压涡轮叶片飞出，在机翼上打了一个洞，机翼上导线也打断了，导致另一侧的发动机无法控制。好在飞行员能力很强，安全着陆，没有造成任何人伤亡，但是事故还是很严重的。
后来发现，事故的原因其实很简单：发动机设计、制造都没有问题。问题出在一个轴承支座上几公分大的喷油嘴上。这是一个机油的喷油嘴，由于在加工时车刀走得不均匀，飞行了8000小时出现了疲劳断裂。最终导致漏油并在轴承腔发生燃烧，造成事故。
高科技意味着高风险。在罗罗公司发动机研制投资回报图中，能看到水平线下面的发动机都是赔钱的，研发费用有的花10亿，有的花30亿美元，这些研发费用要卖发动机才能挣回来，如果要走到上面才说明开始盈利，一般来说10-15年很正常。一个中等的发动机，大概得卖2000台才能收回研制成本，所以说在航空发动机领域必须有耐心，有耐性。
一般的风投恐怕不会投资这个领域，因为10-15年才能开始盈利，而且还是在一切顺利的情况，有些机型则很难盈利。就拿波音787来说，正常情况下卖400-600架飞机能到达收支平衡。尽管787这个项目很成功，卖了1000多架飞机，但由于延误多次，很可能需要1300—1400架才能达到收支平衡。而空客A380仅卖了240架，就很难盈利。发动机这个行业一旦进入大量服役以后，维修和卖配件是利润很高的产业。
技术现状和发展趋势
航空发动机的技术挑战，在役的典型是737、320，中国也搞了919，新一代的787，A350，商飞在搞CR929，也是同类的和这些相竞争的。在未来新产品的方案方面，波音也有一些介绍，如翼身融合飞机（BWB）。我们下一代有可能开始专注超音速发动机，匹配超音速飞机。
发动机的基本结构，这个是传统结构，传统结构是两轴、三轴的，和汽车类似。宝马、奔驰汽车都是后轴驱动，奥迪是前轴驱动，各有特色。而罗罗生产的大型发动机都是三个轴，GE和普惠是两轴。这两年航空发动机有技术革命，普惠公司发明了一种齿轮发动机，成功用于现在的A320NEO，还有俄罗斯的干线飞机，MC21，还有日本的支线飞机，把低压去掉安了一个齿轮，这是革命性的。现在最先进的民用发动机，787是典型的在役代表，GEnx和Trent1000，比这个更好的是GE9X，这个没有服役，TrentXWB已经服役了，这是民机领域绝对第一的。
举一个例子，3D打印在航空里真正应用的很少，GEnx发动机喷油嘴是3D打印的。结合中国的情况，3D打印技术，国内高校和私营企业、国营企业，估计几千家在搞，非常多。我认为，只有真正把3D打印的成果用到飞机上、航天器上才算是成功的。
还有复合材料我国也搞得很多，私营企业碳纤维、树脂的工厂得有四五十家。我们的产能在世界上数一数二，但是我们自己生产的复材在航空领域用了多少？数量和产能差距非常大。而GE9X和GEnx都已经用复材的风扇了。
再讲一下齿轮传动，齿轮传动是了不起的突破，国内我们也在学习，这可以说是航空发动机的革命性的一项技术，进一步降低了耗油率，降低了噪音。当然技术不是一蹴而就的，普惠公司从1980年开始，搞30年才成熟，解决散热的问题。尽管A320用齿轮传动有点小问题，但是不能抹杀普惠公司做出的革命性贡献。
下面来说说在军用航空领域，我们面临的挑战。民用领域我们看得很清楚，军用领域欧盟咄咄逼人，这方面的资料非常少。但是我们可以回顾一下背景，SR-71动力系统是普惠公司1958年生产的，1958年到现在60多年了，这个发动机用在SR-71黑鸟侦察机上。飞行高度达到30000米，最大速度可以达到3.5倍音速。它飞到2万米高空时，我们根本追不上，导弹也够不着，1958年就出来了。
这种飞机采用的是涡轮冲压组合发动机，它是涡轮(涡喷、涡扇)和冲压两种发动机组合工作的推进装置，两种发动机共用进气道和尾喷管。2倍半以上音速时有一个阀门打开，涡轮发动机就变成冲压发动机，速度达到音速3倍。现在国内外都在搞的涡轮冲压组合发动机，1958年美国已经做了，并且已经普遍应用了。
在这个基础上，美国有两种主力战斗机——F22和F35，F22是重型的战斗机，当时有两种备选发动机，一是F119，二是F120，F119是传统发动机，普惠公司的，F120是GE公司的。我们航空发动机目标是让飞机飞得远，飞得快，也就是航程长，速度要快，这个思想和刚才一样。低速是涡扇发动机，高速是涡喷发动机，两者合一。这样在没有任务的时候，巡航就用涡扇发动机，飞的距离长。如果有任务，需要超音速飞行，就用涡喷发动机。
美国觉得F120的技术风险过高，最终选了F119。但是美国国防部很聪明，继续资助GE公司在这个领域研究，所以又开发了下一个更先进的ADVENT技术，它能让飞机油耗和机动性根据不同的任务要求得到充分的发挥。
与此相关的资料非常少。我们认为，这个资料还是五六年前的，现在美国已经非常成熟了，美国有一些计划，F35和F22换发动机会要新一代的自适用循环发动机，这是战斗力领域的又一次革命。
过去美国洛马公司搞了SR-71，现在搞了SR-72，双模态超燃冲压，高速下还能点火，就是在超音速以内用的，甚至马赫数1.5倍，用高速涡轮燃气发动机。1.5-3倍用亚燃发动机，3-6倍用超燃冲压发动机，马赫数6以内的所有性能都能具备。这种察打一体的战斗力，美国第一期要无人，以后要有人，这个非常可怕，它可以飞几千公里，速度是3-6的音速倍数，我们一般导弹可能都追不上。当然这方面资料也非常少。 www.aero.cn 航空翻译 www.aviation.cn 本文链接地址：“千人计划”专家：中国航空发动机哪些技术被“卡脖”
