国产航空发动机为什么研制这么难？花几千亿研发为何还搞不定
国产航空发动机为什么研制这么难？花几千亿研发为何还搞不定就跟生活中常见的气球差不多，如果封口突然漏气了，气球就会快速飞出去，原理是一样的。它通过进气道吸入大量的空气，经过燃烧室与燃油混合燃烧后，再通过喷口将高温高压又高速的气体排出，最后产生向前的反推力。在业内有句话是这样讲的：如果说航空工业是一个国家工业的皇冠，那么航空发动机制造就是工业皇冠上的明珠！既然是明珠，就注定了它的制造非常复杂，难度也非常大。要说明的是，航空发动机，其实是分好几种的，比如平常我们乘坐的飞机，使用的是涡轮风扇发动机。
开头2017年，国产大飞机C919在上海浦东首飞成功。
如今五年过去了，但对它的质疑一直存在，有人就说啦："连飞机最重要的发动机还是美国的，怎么好意思说是国产的？"
要知道中国在航空发动机上的研究，已经超过几十年，也投入几千亿软妹币。但跟国外先进水平比较起来，还是存在一定的差距。
我们能造火箭原子弹，为何还搞不定发动机？中国航空发动机到底差在哪？
发动机制造在业内有句话是这样讲的：如果说航空工业是一个国家工业的皇冠，那么航空发动机制造就是工业皇冠上的明珠！
既然是明珠，就注定了它的制造非常复杂，难度也非常大。
要说明的是，航空发动机，其实是分好几种的，比如平常我们乘坐的飞机，使用的是涡轮风扇发动机。
它通过进气道吸入大量的空气，经过燃烧室与燃油混合燃烧后，再通过喷口将高温高压又高速的气体排出，最后产生向前的反推力。
就跟生活中常见的气球差不多，如果封口突然漏气了，气球就会快速飞出去，原理是一样的。
但原理简单，不代表就能制造出来，目前全球能制造出这玩意的，只有五个国家，那就是联合国五常-中美俄英法。
航空发动机跟火箭原子弹有啥差别呢？
火箭、原子弹基本上都是一锤子买卖，至于说马斯克搞的猎鹰火箭能重复使用，也就是这几年才实现的。
而现在大飞机的寿命一般都在6～8万飞行小时，25年左右。飞机全寿命都能做到不换发动机。
火箭发动机一般全寿命也就运行几百秒，只要保证这几百秒不出故障就行；而飞机发动机则是要保证6万多小时的稳定运行，不能出问题。
更何况飞机发动机直接关系着人命，光保障“生命”这一项，工程设计上就增加了很多难度。
就拿上面密密麻麻的叶片来说吧，别看平平无奇，却是核心技术的完美体现。
航空发动机的叶片，是由三种叶片组成的，分别是风扇叶片、压气机叶片和涡轮叶片。
风扇叶片，也就是最外面的叶片。它将进入发动机的空气进行初步压缩，压缩后的气体分为两路，一路进入内涵道进行继续压缩，另一路进入外涵道直接高速排出，产生推力。
然后是压气机叶片，它会对进入内涵道的空气进一步进行压缩，气流压力和温度明显升高，以满足燃烧室需求。
最里面的涡轮叶片则具有膨胀减压的效果，可使燃气的化学能转化为涡轮的机械能。
航空发动机在工作的时候，温度都在1700摄氏度以上，同时叶片需要每分钟旋转几万转，而且持续几个小时还不能坏，这就对叶片的研制有很高的要求。
高温、高压和高速那都是标配，此外发动机体积要小、重量要轻、寿命要长，这意味着难度成倍增加。
这还仅仅是叶片的制造，还有压气机、燃烧室、排气系统、传动系统、燃油系统、控制系统等不同的子系统。
发动机对部件的加工精度要求也高，每一项子系统的设计和制造都能把一个强国挡在大门外，而把各个子系统整合起来就又是一个大学问了。
航空发动机的另一个难点在于，这是一项涉及空气动力学、工程热物理、机械、密封、电子、自动控制等多学科的综合性系统工程。
而且因为水桶效应，任何一个学科存在短板，都会导致航空发动机水平受限，可以说航空发动机的水平就是一个国家基础科学的水平。
举个例子，如果材料工业拿不出最好的高温材料，发动机的性能就上不去。
航空发动机使用的精密电子元器件需要其他配套工业部门研制，如果这方面无法突破，就会影响到航空发动机性能的发挥。
除了学科水平，还和经济实力有关，因为航空发动机需要大量的实验数据。
换句话说是不断试出来的，而且不是一般的烧钱，基本上这东西的烧钱速度比你直接烧钱速度还快。
上试车架24小时不停运行，那都是小儿科，飞鸟撞击试验撞一台废一台，而且还是非量产的试验发动机，成本自己想吧。
据统计，过去50年，美国投入航空发动机的预研经费就超过1000亿美元。
光美国F-22战机的F119发动机，从最初的部件研究到具备完全作战能力历经32年，其中仅验证机研制和原型机研制共投入31亿美元。
中国发动机发展回顾中国发动机的发展，其实也是一部赶超史。
上世纪50年代，中国航空发动机工业从零起步，根据苏联的技术仿制出了中国第一台WP5发动机。
到了70年代，中国开始对航空发动机进行了部分的自主设计，研制出WS9、WP13系列发动机，满足了军用歼8飞机的需求。
直至2002年，国产WP14”昆仑”发动机定型，中国才首次走完了自行研制的全过程，也一跃成为继美、俄、英、法之后的第五个航空发动机生产国。
2005年12月，WS10也就是俗称的“太行”发动机研发成功，成为我国首个具有自主知识产权的高性能大推力涡扇发动机。
经过这么多年的发展，我国已经建立了相对完整的发动机研制生产体系。
2011年开始专为国产大飞机研制了一台名叫CJ-1000A的航空发动机，这个对标的正是通用的LEAP发动机，但由于我国民用航空发动机技术积累较少、一时半会估计指望不上。
所以或许早就考虑到了该因素，C919研制之初的设计方案，其所适配的便是GE的子公司CFM旗下的LEAP -1C发动机。
中国能生产军用发动机，咋就生产不出民用的？按理说军用的不是更牛？
其实不是这样的，军用首先解决的是有没有、能不能用的问题，至于其他毛病也不是说不能用吧，克服克服都可以。
但民用就不同了，它是和世界各国在同一水平竞争，类似经济性、安全性差一点，或者价格太贵，根本就没人要你的，除非白送。
而且很多时候，白送别人都不一定要。
不少人一提起我国的飞机发动机就忍不住痛心疾首，以为跟国足一样，比哪个国家都比不过。
客观讲，我国的飞机发动机比国足还是强了不少档次的。
目前虽然许多国家都可以自主研制生产飞机，但具备独立研制航空发动机能力并形成产业规模的国家却只有少数几个。
国产发动机和国外有着一定的差距，这是现实，最大的差距还是在于使用寿命与稳定性上面。
美制发动机的寿命能达到1.2万小时。俄制发动机的寿命是4千小时。过去国产发动机寿命几百小时，后来搞到一千多小时，现在也能达到4千小时，差距高达3倍。
中国航空发动机之所以寿命短、故障率高，很大程度都是由于轴承不堪重负。
航空发动机的内部运转是遵循共振规律的，这就意味着如果材料跟设计上都有问题的话，高强度共振那么一弄，轴承无法承受住巨大的压力，发动机就会歇菜。
所以发动机的寿命与稳定性问题，最终可以归结到材料跟设计上。
感悟国外发动机技术之所以先进，首先是因为起步早，早在二战之后的几十年里持续投入海量资源，有着一流的人才长期耕耘，经历过无数次的失败，才创造出这样的工业奇迹。
中国想要赶上，是没有捷径可言的，必须扎扎实实地走下去。
人家之前做过的预研，走过的弯路，栽过的跟头都是宝贵经验，如果我们花费足够的时间和精力，不吃几次亏，是不可能达到相同的水平。
虽然目前我们航空发动机，已经有了很大的进步，但要研制出世界一流的航空发动机，还需要日积月累的技术积累才行，相信这一天不会太远！
