航空發動機是一個技術精深得使新手難以進入的領域，它需要國家充分開發、保護并充分利用該領域的成果，需要長期的數據和經驗積累以及國家大量的投入。
——美國國家關鍵技術計劃說明書中這樣寫道

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作為“現代工業皇冠上的明珠”的航空發動機，是衡量一個國家綜合科技水平、科技工業基礎實力和綜合國力的重要標志。

航空裝備中，最受關注的當屬航空發動機。航空工業被比作現代工業的“皇冠”，航空發動機更被稱為現代工業“皇冠上的明珠”，是飛機的心臟。長期以來，一直有人不理解，為什么中國造得出神舟飛船、造得出殲—10戰機，偏偏造不出先進的航空發動機？

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航空發動機的研制究竟難在哪兒？

要承受1700℃以上溫度，以及相當于3倍的蓄滿水后的三峽大壩底部壓力

航空發動機是經典力學在工程應用上逼近極限的一門技術，本身具有超常的難度。具體說來，航空發動機是為飛行器提供動力的熱力機械，需要在高溫、高壓、高速旋轉的條件下工作，對研制的要求很高。

溫度有多高？
目前先進的航空發動機工作溫度在1700攝氏度以上，大大超過發動機渦輪葉片鎳基合金的熔點。

壓力有多大？
發動機壓氣機增壓后的壓力高達50多個大氣壓，相當于3倍的蓄滿水后的三峽大壩底部壓力。

旋轉有多快？
轉子每分鐘旋轉幾萬轉，葉尖承受的離心力相當于40噸重卡車的拉力。

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問：
高溫、高壓、高轉速固然對研制提出了高要求，但是宇宙飛船不也會面臨高溫問題嗎？海洋裝備不也要處理高壓問題嗎？為什么航空發動機研制就被難住了？

答：
高溫、高壓和高速，單獨看的確可以通過一些技術手段解決。比如：宇宙飛船、火箭，可以在高溫處覆蓋隔熱瓦，解決高溫問題；地面和水面動力，可以把發動機做得大一點，解決壓力、強度問題；一次性產品，如導彈動力、火箭動力，不需要考慮長壽命，一些難題也就迎刃而解，最后燒掉或者不再使用就行了。

但是，航空發動機不一樣，其研制還有“體積要小、重量要輕、壽命要長、可以重復使用”的要求，這意味著難度成倍增加。設計航空發動機就是要讓它在這些苛刻的約束條件下使性能得到最大發揮。了解這些特點，也就能夠理解研制航空發動機為什么這么難。

航空發動機之所以被比作現代工業“皇冠上的明珠”，一定程度上因為其研制集中了現代工業最尖端的技術、最先進的工業成果。因此，航空發動機發展水平也是一國綜合國力、工業基礎和科技水平的集中體現。如果一個國家在部分技術環節、部分工業門類上存在短板，就會制約航空發動機發展。舉例來說，如果材料工業拿不出最好的高溫材料，發動機的性能就上不去。航空發動機使用的精密電子元器件需要其他配套工業部門研制，如果這方面無法突破，就會影響到航空發動機性能的發揮。

目前國際上能搞火箭、導彈、核彈的國家有很多，能搞飛機的也有十幾個國家。但真正能搞航空發動機的國家只有美國、英國、俄羅斯、法國等幾個國家。綜合國力、工業基礎、科技水平，任何一方面跟不上，都搞不出先進的發動機。

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為何需要那么多錢？

航空發動機是一個實驗性的技術，必須有足夠的投入來做實驗，不客氣的說，發動機技術成熟度跟投入的資金成正比，投入資金越大，就越容易成熟。反之，它成熟的時間、技術掌握的時間就要拖后。

問：
有的人認為，干不出來就說是錢的事兒，難道錢少一些就真不行嗎？

答：
資金投入不足是制約航空發動機取得突破的主要因素之一。能夠生產航空發動機的國家，在這一項目上投入的資金的確不少，且歷時較長。根據統計，過去50年，美國投入航空發動機預研經費就超過1000億美元。裝備美國第四代飛機F—22的F119發動機，從最初的部件研究到具備完全作戰能力歷經32年，其中僅驗證機研制和原型機研制共投入31億美元。在這些國家，研制主體是企業，但大量投資來自政府。政府往往直接向企業投資研制軍用發動機，獲得的技術再間接向民用發動機領域轉移。政府也向航空發動機基礎研究和應用技術領域進行大量投資。

這么多錢用在哪兒？

航空發動機不單是設計出來的，也不單是制造出來，更是試驗出來的。反復的試驗，一定程度上就相當于“燒錢”。

航空發動機研制，必須借助大量的經驗數據。由于航空裝備的特殊性，這些數據只能靠自己試驗獲得。做試驗要購買原材料、加工試驗件，研制試驗設備，研究試驗技術，試驗過程本身也要消耗大量物資和能源。

航空發動機設計制造出來后，還要做大量的試驗進行驗證，以充分暴露問題。

很多試驗是研制程序和規范要求必須做的，包括零件試驗、部件試驗、系統試驗、核心機試驗、整機試驗等等，一級一級往上做，一項不能少。其中，整機試驗就要做幾千小時，甚至上萬小時，是真的在“燒”發動機。一臺大推力發動機一小時要燒掉十幾噸煤油。

問：
有人會問，難道不能少“燒”一陣子嗎？

答：
據了解，按照規范，一些性能指標，比如疲勞壽命，試驗累積不到一定時數，就無法知道達不達標。試驗暴露出的問題，改進后還要繼續試驗。

有些試驗是破壞性試驗，需要破壞零件或整機。如渦輪盤破裂試驗，做完就報廢，而且一做就是幾十個盤，因為要累積數據。再比如民用飛機發動機中的風扇包容試驗和鳥撞試驗，試驗需要損毀整臺發動機。這些試驗不做又不行，是適航體系、設計體系為了保證飛行安全而規定必須進行的試驗。

問：
個別試驗是不是可以省略？

答
中國航發有關負責人表示，我國在航空發動機研制過程中也曾想走捷徑，省去一些試驗不做或做的次數少一些，但最后產品技術問題集中暴露，還得補充投資做試驗，而且耽誤了項目的總體推進。

除了試驗外，制造技術、材料技術也需要相當數量的投入，開展基礎研究、應用研究，并通過反復迭代試驗進行驗證。

航空發動機產業是典型的資金密集型和技術密集型產業，離不開大量的投入，更依托于一國的總體科技經濟實力。

換個角度看，航空發動機研制雖然“費”錢，但研制成果運用的時間也很長，不會花一大筆錢、幾年就過時。國際上，一些型號的航空發動機成型后三四十年還在用。

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成熟航空發動機=資金+時間+人才+試飛員的生命……

事實上任何一個發動機的穩定性和可靠性都是一點一滴地改進獲得的，特別是在長期使用過程中需要不斷發現問題，分析問題，解決問題。在這方面即便是美國和蘇聯這樣的超級大國也不能例外。

美國F100的核心機JTF22于1958年開始研制，在擁有JTF22的情況下，美國普惠公司開始研發F100并于1974年完成F100-PW-100的研制，但在交付美國軍隊使用后，暴露出一系列問題，造成多起機毀人亡的事故。F15戰斗機成為機庫女皇，F16則大量停飛。

雖然到80年代初，發動機失速的概率降低到原先的12%，但直到1984年的F110-PW-220技術才真正成熟。為了提升F100的可靠性和穩定性，美國用了10年，而F100從核心機研制到發動機成熟的時間跨度則足足有26年，F110發動機從1970年至1984年總計耗資11億美元。

蘇聯的AL31F同樣飽受挫折。1973年，AL31F發動機開始研制，在有AL21F的技術做基礎的情況下，蘇聯依舊耗時12年才完成AL31F的研制工作，而且最初的AL31F首次翻修壽命僅50小時。

在裝備部隊后，AL31F更是故障不斷。這導致蘇27雖然在1985年6月開始裝備部隊，但直到1990年9月才通過驗收。而隨著蘇聯解體，AL31F的后續改進受到了很大影響，直到今日空中停車依舊是AL31F的頑疾。

一款成熟的發動機更是試飛員用生命鑄就的。

蘇聯在研制某新型戰機過程中，墜機數十架，其中不少事故都是因為發動機故障。據俄羅斯功勛試飛員托爾勃耶夫稱，“曾在一個月內安葬了12名戰友。”托爾勃耶夫本人也是九死一生——全身四處壓縮性骨折，四處椎間盤突出。

因此，一款成熟的航空發動機完全是靠資金、時間、人才和試飛員的生命堆出來的。

近年來，我國航空發動機研制過程逐漸解密。從中國航發了解到，我國真正從預研開始研究發動機，是在20世紀70年代，型號研制則是從20世紀80年代開始。50、60年代，中國只是做一些航空發動機的修理和跟蹤研制。后來中國從蘇聯引進了幾型發動機生產，但蘇聯只轉讓生產圖紙，而且轉讓的是其即將淘汰的發動機型。如從蘇聯引進離心式渦噴—5發動機的時候，蘇聯的軸流式發動機已經出來了，離心式技術面臨淘汰。

這些告訴我們，花再大的代價也買不來航空發動機先進的設計、試驗、制造、材料技術，我們必須堅定不移地走自主創新之路。