辟谣！中国航空发动机究竟落后先进水平30年？中国该如何突破？

　　2021年初，一则消息传出，令全世界震惊不已。中国大涵道比涡扇发动机CJ-1000发动机叶片已通过震动疲劳测试，距离投产又迈了一大步。但有些人却嗤之以鼻，认为中国航发远远落后美国30 年。事实究竟如何？中国航发的短板到底在哪里？我们该如何逆风翻盘？
　　中国大涵道比涡扇发动机水平如何？
　　近几年中国先进的军用飞机那是＂下饺子＂一样地扎堆出现，歼20、运20、直20先后服役，让中国国防实力快速提升。
　　中国国防强大了，自然就会有一些人酸涩不已，一直拿中国航发说事儿。
　　某些西方国家一直在炒作中国运20使用的是俄制的D-30KP-2型航空发动机，D-30KP-2是由前苏联研制的第一款大涵道涡扇发动机，目前由俄罗斯彼尔姆航发中心生产。
　　这款航发继承了俄罗斯人的性格，皮实耐用推力大，最大推力可达125千牛。但是翻修寿命短了点，只有3000小时，比起美国发动机的寿命差了点。
　　中国采购了不少D-30KP，目前中国空军现役的伊尔-76运输机 和轰-6系列的轰炸机 都采用该款发动机的衍生型号。
　　大涵道比的涡扇发动机相比较老式的涡喷发动机，具有油耗低、噪声小、寿命长、稳定性高等特点。
　　所以民用和军用的大型飞机都在使用大涵道比的涡扇发动机。
　　但我国很长一段时间都依赖俄罗斯和乌克兰的的大涵道比的涡扇发动机，这对我国的国防发展形成制约。
　　面对这个情况，我们要发展自己的大型航发，所以在D-30KP-2的基础上研制出我国的涡扇18发动机。
　　很多国外媒体描述涡扇18就是中国版的D-30-KP2，这么说也没错。但是涡扇18的综合性能要比D-30-KP2提高9%左右。
　　单从材料来看，涡扇18就比D-30KP-2轻了300多公斤，这意味着在推力相近的情况下，涡扇18航程更远。
　　相关数据显示，中国替换涡扇18的伊尔-76航程增加了200多公里，而使用涡扇18的轰-6K轰炸机作战半径就会更大，对于周边和更远国家的敌人更有威慑力。
　　涡扇18只是一个开始，目前使用涡扇20已经的运-20已经开始批量服役，标志着我国终于可以独立自主生产大型军用运输机，摆脱对其他国家航发的依赖。
　　涡扇20的数据可比涡扇18强了不少，单从推力来看就达到16吨左右，超过涡扇18和D-30KP-2。
　　涡扇20的服役让我国成为除了美、俄、英、法之后第五个能够单独研制大涵道比涡扇发动机的国家，让我国空军开始了做大做强，再创辉煌的路子。
　　中国涡扇20的服役，也让中国空军和海军航空兵的远洋打击能力大幅提高。
　　此举让小日子过得不错又爱逛鬼庙的某国夜不能寐，马上找到自己的老大哥主动＂送韭菜＂，要买华而不实的F-35战斗机缓解焦虑。
　　老大哥为了安抚小弟的情绪，也是操碎了心。一方面割着＂韭菜＂，一方面在网络上大肆渲染涡扇20不过尔尔，宣城涡扇20的性能指标，也不过是前苏联80年代的水准。
　　但事实是否如此？
　　涡扇-20的综合性能确实和苏联80年代水准相当，但这个技术算差吗？中美航发的差距真的达到30年了吗？
　　航空发动机究竟难在哪？
　　航发被誉为高端制造业领域的＂现代工业皇冠上的明珠＂，具有研发难度高、技术难度高、产业难度高的特点，是一个技术和资金双高的产业。
　　航发的产业壁垒极高，所以航发的水平考察的是一个国家综合科技和工业水平。能独立设计和制造航发说明这个国家的科技和工业已经很牛了。
　　我们国家的军用航发已经不依赖进口，这足以证明我国的综合工业能力已经不凡。如今能制造航空发动机的企业也不过寥寥几个。
　　美国通用和普惠、法国斯奈克玛、俄罗斯土星、英国罗罗以及中国的中国航发。其他航发生产商都是依赖这几家企业的技术建立的联合公司。
　　例如美国通用和法国赛峰联合成立CFM国际，我们的C919的航发就是由这家公司提供；IAE公司是由美国普惠、英国罗罗、日本航发和德国航发四家组成联合体。
　　仔细看来大涵道比涡扇发动机的相关技术主要被西方国家把持。
　　但即使被西方把持，也只有少量的科技头部公司才具备航发制造能力，可想这个行业的技术壁垒到底有多高。
　　航发的三大件是压气机、燃烧室和涡轮，这三个部件决定了航发的综合性能。
　　压气机可分为离心式压气机和轴流式压气机，目前主流的航发采用轴流式压气机。
　　轴流式压气机的原理就是利用压气机主轴旋转，将空气沿着主轴方向流动，主轴的通道逐步收窄的，从而达到提高空气的密度，实现空气压缩。
　　简单理解为大坝屯水时，只开一个闸口泄水，闸口附近水压必然会提高。
　　当空气的压缩比越高，燃烧室的空气密度就越高。当雾化后的燃油和高压缩比的空气在燃烧室混合被点燃时，就会产生高温高压的燃气形成推力。
　　燃油的燃烧效率越高，燃烧速度越快，发动机的动力性就越好，功率就越大。
　　而涡扇发动机产生的燃气会推动低压涡轮旋转做功，带动涡扇旋转，提高空气压缩比，使发动机的推力加大。
　　整个大涵道比涡扇发动机涡轮部分花费费用最高，其次是压气机。
　　造成航发成本居高不下的原因就是因为原材料成本过高，占比高达50%。
　　涡轮的叶片要在高温高压的严苛环境中进行做工，对其材料制造工艺有着非常苛刻的要求。
　　整个航发使用的高温合金主要材料包括镍、钴、钛等金属，其中高温合金和钛合金占比分别达到35%和30%。
　　加上涡轮叶片主要采用粉末冶金工艺来制造空心叶片，优点是应力集中避免了结构缺陷，
　　但缺点是制造成本高技术难度大。
　　除此之外航发的的控制系统、燃烧室、风扇、以及发动机的短舱成本都不菲。
　　目前我国已经用完整的航空发动机产业链，已经具备航发的研发、制造、以及后期维护。
　　中航商用航空发动机有限责任公司已经开发出用于国产C919的替代型号CJ-1000发动机，也叫＂ 长江＂ 发动机。
　　综合性能对标的是国际CFM公司的LEAP-1C发动机。LEAP-1C推力可达124.5～133.4 千牛之间，是目前最先进的航发之一。
　　而我们的CJ-1000推力在98.1～196.1 kN之间，综合性能优于LEAP-1C。
　　cj-1000
　　CJ-1000只是我国民用大涵道比涡扇发动机的开始，CJ-2000发动机的出现，标志着我国大涵道比涡扇发动机的的发展，其最大推力可达350kN远远超过CJ-1000。
　　CJ-2000也将推动我国C929与波音787、空客A350开始竞争。
　　CJ-2000也会和罗罗公司的遄达1000、遄达XWB等航发一较高下。
　　我国航发技术未来必然辉煌，但是基于目前的现状，我国航发也确实遇到了诸多问题。
　　我国航发该如何逆风翻盘
　　CJ-1000的高压压缩机目前是进口的德国MTU航空发动机公司 生产的产品，燃烧室则是意大利Avio公司生产。
　　进口并不意味着国产的不行，而是国内的制造商要生产同样工艺的产品成本较高，这是制造的品控稳定性导致的，这也凸显了我国航发的短板。
　　例如陶瓷基复合材料，就是将陶瓷和各种复合纤维进行混合制造出的新一代复合材料。
　　优势是耐高温抗氧化，发动机使用陶瓷基复合材料可以提高整个发动机耐高温的能力提高300K以上。
　　这意味着使用陶瓷基复合材料做发动机，可以提高发动机的效率，加上陶瓷基复合材料密度小，可减轻发动机的重量，促使整个发动机效率提高。
　　目前西方国家已经开始普遍在航发应用陶瓷基复合材料，我国虽然可以研发出相媲美的产品，但是产业化的速度却落后不少。
　　这也是我国航发技术起步较晚造成的，虽然有完整的产业链，但是在诸多细分产业链还存在技术差距，这是不容忽视的现实。
　　但是中美航发差距绝对没有三十年这么多。
　　我国航发想要逆风翻盘超越西方的产品短期内确实很难做到。
　　因为技术确实存在差距，现实层面也存在诸多问题。受制于我国的精密加工、材料、制造工艺的差距，让我国的高端制造业发展确实较为缓慢。
　　原因就是我说的，我国工业起步晚、底子薄。不过随着我国政策的扶持，加上我国对航空市场庞大的需求，必然会推动我国航发产业的升级。
　　举个例子，目前航发的控制系统也开始升级，系统变得越来越复杂。老式的航发使用的是液压机械控制系统，现如今的发动机都采用数字电子控制(简称FADEC系统)。
　　在此之前整个民用FADEC系统一直被英美垄断。我国也从上世纪80年代就开始了FADEC系统的研究。
　　军用的FADEC系统很早就国产化了。
　　而民用FADEC系统市场，国内企业例如海特高新、晨曦航空等企业也开始发力准备和西方国家一较高下。
　　随着CJ-1000即将落地，必然会推动国内FADEC系统控的发展。
　　其配套的传感器、电机、元器件等产品也随着我国这次的产业升级发生改变。
　　能发生这样的转变，得益于从2016年开始，我国整合了全国航发产业的相关技术，成立中国航发集团有限公司。
　　在技术的整合下，加上充沛的资金支持，中国航发已经开始加快＂跑步速度＂，缩小和先进技术的代差。
　　现如今世界给了我们一个新的风口，那就是工业4.0时代的到来。
　　AI技术的出现，可以代替人类执行航发相关产业研究的重复性实验；大数据可以加快数据分析的速度，提高科研人员的研发效率；以及智能工厂可以大幅加快我国精密加工的速度和效率，降低产品瑕疵率等等。
　　新的风口自然是新的机遇，我国无锡透平叶片有限公司和无锡航亚科技股份有限公司已经可以生产出顶尖的航发重要的加工件。
　　在工业4.0时代，必然会加快新产品和新技术的开发，让我国在航发产品的部分产业链超越西方成为可能。
　　我们需要用包容的角度看待差距，用科学的角度理性分析我们的进步和发展。
　　事实上，我们的技术不差，我们的各种飞机都能和美国飞机角力。但我们是从1949年一无所有开始发展，到如今我们能够制造自己的大飞机和各种战斗机和特种飞机，这值得骄傲和自豪。未来我们也必将取得更大的成功。