導(dǎo)語(yǔ)

2025年9月3日，北京天安門廣場(chǎng)上空，鐵流滾滾，鷹擊長(zhǎng)空。為紀(jì)念中國(guó)人民抗日戰(zhàn)爭(zhēng)暨世界反法西斯戰(zhàn)爭(zhēng)勝利80周年，一場(chǎng)盛大的閱兵式在這里舉行，向世界展示了中國(guó)的力量與自信。

圖1：參與閱兵的主力戰(zhàn)機(jī)

當(dāng)由先進(jìn)的預(yù)警機(jī)、殲擊機(jī)、運(yùn)輸機(jī)等組成的空中梯隊(duì)以雷霆萬(wàn)鈞之勢(shì)呼嘯而過(guò)時(shí)，那震耳欲聾的轟鳴聲，是獻(xiàn)給歷史的禮炮，更是強(qiáng)軍征程的序章。

然而，在這雄壯的交響樂(lè)背后，一個(gè)長(zhǎng)久以來(lái)縈繞在中國(guó)航空工業(yè)心頭的問(wèn)題，也再次浮現(xiàn)在我們的腦海中：這些戰(zhàn)鷹的澎湃動(dòng)力，究竟從何而來(lái)？它們的“心臟”——航空發(fā)動(dòng)機(jī)，是否真正實(shí)現(xiàn)了從“外國(guó)引進(jìn)”到“中國(guó)創(chuàng)造”的跨越？這顆日益強(qiáng)勁的“中國(guó)心”，又是如何一步步搏動(dòng)起來(lái)的？

答案，既寫(xiě)在呼嘯長(zhǎng)空的身影中，也深藏于幾代航發(fā)人艱苦卓絕的奮斗歷程里。2025年的閱兵，既是一次力量的展示，更是中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)工業(yè)邁向一流的關(guān)鍵見(jiàn)證。要讀懂這顆“現(xiàn)代工業(yè)皇冠上的明珠”，我們必須深入了解那些極限挑戰(zhàn)背后的坎坷與毅力。

一

什么是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的“極限挑戰(zhàn)”？

航空發(fā)動(dòng)機(jī)被稱為“工業(yè)皇冠上的明珠”絕對(duì)實(shí)至名歸。它要在極端苛刻的條件下穩(wěn)定工作，我們可以用“三高”來(lái)概括：

高溫： 以渦扇-15為例，發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的溫度可達(dá)1600℃以上——遠(yuǎn)超鋼鐵的熔點(diǎn)。這就要求葉片等部件必須用特殊材料制造，并依靠特殊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)最大化的冷卻效率。

圖2：渦扇-15（左邊）測(cè)試中，藍(lán)色尾焰代表更高的燃燒溫度

高壓：當(dāng)飛機(jī)高速飛行時(shí)，吸入的空氣會(huì)被高壓壓氣機(jī)壓縮到數(shù)十倍于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，并混合燃料實(shí)現(xiàn)狂暴卻穩(wěn)定的燃燒。要實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)的每一個(gè)承壓部件，從機(jī)匣到渦輪盤(pán)，都必須承受這種巨大的內(nèi)部壓力。任何細(xì)微的材料缺陷、加工誤差，都可能在巨大應(yīng)力下導(dǎo)致災(zāi)難性的后果。

高轉(zhuǎn)速： 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子每分鐘旋轉(zhuǎn)幾萬(wàn)次，葉片末端“在超音速的風(fēng)暴中起舞”。此時(shí)，葉片承受的離心力相當(dāng)于自身重力的幾萬(wàn)倍。因此，其材料必須極度均勻，結(jié)構(gòu)必須精密無(wú)比，整個(gè)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)也必須達(dá)到完美的動(dòng)態(tài)平衡。

正因如此，航空發(fā)動(dòng)機(jī)并非單一技術(shù)的突破，而是材料、工藝、氣動(dòng)、熱力、控制等多門尖端學(xué)科的極致融合。它像一道終極考題，考驗(yàn)的是一個(gè)國(guó)家整體工業(yè)實(shí)力是否“樹(shù)大根深”。

二

跨越天塹：攻克航發(fā)到底難在哪？

“三高”的宏觀挑戰(zhàn)，具體可拆解為材料科學(xué)、精密加工、系統(tǒng)設(shè)計(jì)和試驗(yàn)驗(yàn)證這四個(gè)必須攻克的核心技術(shù)領(lǐng)域。

圖3：羅爾斯·羅伊斯軍用發(fā)動(dòng)機(jī)的定向結(jié)晶和葉片內(nèi)部管線設(shè)計(jì)

首先是材料科學(xué)，它直接決定了發(fā)動(dòng)機(jī)的性能上限。這里的技術(shù)挑戰(zhàn)集中在兩個(gè)關(guān)鍵部件。第一個(gè)是直接承受上千度高溫燃?xì)鉀_擊的渦輪葉片。常規(guī)金屬合金在此溫度下會(huì)迅速失效，因此必須采用“單晶高溫合金”，通過(guò)復(fù)雜的定向凝固工藝，使整片葉片由一個(gè)完整的金屬晶體構(gòu)成，以消除高溫下脆弱的晶界。第二個(gè)是連接所有葉片的渦輪盤(pán)，它在高溫下承受著巨大的離心力。為此，必須采用粉末冶金工藝，將合金制成微米級(jí)均勻粉末再壓制成型，以確保材料內(nèi)部的均勻性和強(qiáng)度。

其次是精密加工，它將先進(jìn)材料轉(zhuǎn)化為可用的高性能零件。有了頂級(jí)的材料，還需要同等級(jí)別的加工技術(shù)。例如，為減輕重量并提高效率，現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)普遍采用整體葉盤(pán)結(jié)構(gòu)，即將葉片和輪盤(pán)加工成一個(gè)整體，這必須依靠高級(jí)別數(shù)控機(jī)床進(jìn)行整體銑削。再如，為了讓渦輪葉片能在超越其材料熔點(diǎn)的環(huán)境中工作，必須在其表面加工出數(shù)千個(gè)毫米級(jí)直徑的氣膜冷卻孔，這需要運(yùn)用激光等特種加工技術(shù)。

圖4：葉根的沖動(dòng)力和葉尖的反作用力共同驅(qū)動(dòng)葉片完成能量轉(zhuǎn)換

再次是系統(tǒng)設(shè)計(jì)，它將所有部件整合成一個(gè)高效運(yùn)轉(zhuǎn)的整體。設(shè)計(jì)是發(fā)動(dòng)機(jī)的靈魂，但這背后依賴深厚的理論和數(shù)據(jù)積累。無(wú)論是設(shè)計(jì)出讓氣流在高速下平穩(wěn)流動(dòng)的最佳葉片形狀，還是構(gòu)建實(shí)現(xiàn)最優(yōu)、最經(jīng)濟(jì)的熱力循環(huán)，都離不開(kāi)大量的風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)據(jù)和核心算法。同樣關(guān)鍵的還有發(fā)動(dòng)機(jī)的全權(quán)限數(shù)字電子控制系統(tǒng)（FADEC），其核心的控制律軟件必須建立在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)特性的深刻理解和海量試驗(yàn)數(shù)據(jù)之上。

最后是試驗(yàn)驗(yàn)證，這是確保發(fā)動(dòng)機(jī)現(xiàn)實(shí)落地的必經(jīng)之路。一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)從圖紙到合格產(chǎn)品，必須經(jīng)歷極其嚴(yán)苛和復(fù)雜的測(cè)試流程。只有經(jīng)歷充分驗(yàn)證，才能確定理論設(shè)計(jì)的目標(biāo)是否達(dá)到。它不僅需要在高空試驗(yàn)臺(tái)這種戰(zhàn)略設(shè)施中模擬各種極端飛行條件，還要進(jìn)行漫長(zhǎng)且耗資巨大的部件與整機(jī)長(zhǎng)時(shí)試車。每個(gè)核心部件都需單獨(dú)測(cè)試數(shù)千小時(shí)，整機(jī)則要經(jīng)歷嚴(yán)苛的持久試車。

圖5：換裝了單臺(tái)CJ-1000A的運(yùn)-20高空試驗(yàn)臺(tái)

這四個(gè)領(lǐng)域并非孤立，面對(duì)的實(shí)際工程難題可能是幾種問(wèn)題的耦合?！疤小卑l(fā)動(dòng)機(jī)在研發(fā)初期所遭遇的可靠性問(wèn)題，很大程度上就源于在材料與加工工藝上的不成熟；而其冗長(zhǎng)的研制周期，則直接反映了系統(tǒng)工程的極端復(fù)雜性。

三

中國(guó)航發(fā)，從“心臟病”到“自強(qiáng)”的涅槃

長(zhǎng)期以來(lái)，“心臟病”是中國(guó)航空工業(yè)發(fā)展的核心桎梏。要理解中國(guó)航發(fā)如何從困境中突圍，渦扇-10“太行”發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)歷程，提供了一個(gè)最深刻的剖析樣本。

這一切的起點(diǎn)，要追溯到上世紀(jì)90年代蘇-27戰(zhàn)斗機(jī)的引進(jìn)。中國(guó)同時(shí)也獲得了配套的AL-31F發(fā)動(dòng)機(jī)，但并未能同步引進(jìn)其完整的設(shè)計(jì)圖紙和制造工藝體系，為后續(xù)的自主研發(fā)留下了隱患。

相應(yīng)地，面對(duì)當(dāng)時(shí)主力戰(zhàn)機(jī)的動(dòng)力需求，國(guó)產(chǎn)渦扇-10項(xiàng)目被寄予厚望。在技術(shù)路線的選擇上，我國(guó)并未選擇模仿觸手可及的俄式發(fā)動(dòng)機(jī)，而是將目光投向了美系核心機(jī)——通用電氣公司的CFM56。該核心機(jī)與美軍F110軍用發(fā)動(dòng)機(jī)同源，后被證明兼具先進(jìn)性和經(jīng)濟(jì)性。但研發(fā)團(tuán)隊(duì)很快發(fā)現(xiàn)：他們嚴(yán)重低估了在缺乏原始設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)和理論支撐下進(jìn)行逆向工程的難度。

圖6：曾出現(xiàn)過(guò)大量生產(chǎn)好的殲-11B因無(wú)“太行”可用被迫停放于停機(jī)坪上

逆向工程并非簡(jiǎn)單的測(cè)繪仿制。早期的“太行”研發(fā)，就陷入了“知其然，而不知其所以然”的困境：能復(fù)刻出葉片的外形，卻難以理解內(nèi)部通道如何作用于冷卻；能分析出合金成分，卻不知鑄造單晶葉片的工藝；能構(gòu)造核心機(jī)，卻不知如何調(diào)整不同工況下的動(dòng)態(tài)平衡。這導(dǎo)致早期的“太行”發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期存在性能不穩(wěn)定、可靠性不足等問(wèn)題。

在經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的摸索與挫折后，大約在2014年，“太行”進(jìn)行了一次架構(gòu)級(jí)別的“回爐重造”。這次調(diào)整的核心，是從單純模仿外形轉(zhuǎn)向深入鉆研基礎(chǔ)理論，徹底吃透其設(shè)計(jì)思想和工程原理。這個(gè)過(guò)程雖然付出了巨大的代價(jià)，但其成果是歷史性的。它不僅最終催生了性能更強(qiáng)、可靠性更高的后期“太行”發(fā)動(dòng)機(jī)，更重要的是，它在這個(gè)過(guò)程中鍛造了一支對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)有深刻理解的研發(fā)隊(duì)伍。

圖7：成熟后的“太行”發(fā)動(dòng)機(jī)各項(xiàng)指標(biāo)與同源的F110-GE-132類似

“太行”項(xiàng)目的深遠(yuǎn)影響，體現(xiàn)在它為后續(xù)型號(hào)的發(fā)展鋪平了道路。一方面，在其成熟可靠的核心機(jī)基礎(chǔ)上，通過(guò)擴(kuò)大風(fēng)扇，很快衍生出了用于運(yùn)-20B的大涵道比渦扇-20發(fā)動(dòng)機(jī)。另一方面，“太行”曲折的研發(fā)歷程，讓中國(guó)航發(fā)深刻認(rèn)識(shí)到逆向工程的局限性。因此，在為殲-20配套研制全新的渦扇-15“峨嵋”發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，國(guó)家堅(jiān)定了從零開(kāi)始、完全正向研發(fā)的決心。

渦扇-15是一款與渦扇-10在設(shè)計(jì)理念上完全不同的全新發(fā)動(dòng)機(jī)?！疤小钡某晒?，主要價(jià)值并非體現(xiàn)在其具體技術(shù)之上，而是它在探索過(guò)程中積累的寶貴經(jīng)驗(yàn)、建立的研發(fā)體系與培養(yǎng)的人才梯隊(duì)。正是這段艱難的求索，為后續(xù)“峨嵋”發(fā)動(dòng)機(jī)的“正向研發(fā)”掃清了道路、提供了信心和基礎(chǔ)。從“太行”的逆向追趕到“峨嵋”的自主創(chuàng)新，這標(biāo)志著中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)事業(yè)已完成從“摸著石頭過(guò)河”到“自己設(shè)計(jì)橋梁”的歷史性跨越。

四

2025，我們的發(fā)動(dòng)機(jī)到底怎么樣了？

這一歷史性的跨越，其成果并非遙遠(yuǎn)的藍(lán)圖，而是已經(jīng)翱翔于藍(lán)天的現(xiàn)實(shí)。一個(gè)由多款先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)組成的強(qiáng)大產(chǎn)品譜系，清晰地回答了這個(gè)問(wèn)題。

專為殲-20戰(zhàn)斗機(jī)配套研制的渦扇-15“峨嵋”發(fā)動(dòng)機(jī)，無(wú)疑是中國(guó)航發(fā)領(lǐng)域的巔峰之作。作為一款推重比達(dá)到10一級(jí)的大推力渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，其最大加力推力已達(dá)到160千牛級(jí)別。這意味著，換裝兩臺(tái)“峨嵋”的“完整體”殲-20，將獲得超過(guò)320千牛的最大推力，不僅賦予其超凡的機(jī)動(dòng)性能，更使其能夠輕松實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間的超音速巡航，這是衡量第五代戰(zhàn)斗機(jī)性能的關(guān)鍵指標(biāo)。

圖8：“峨嵋”發(fā)動(dòng)機(jī)已批量列裝部隊(duì)

如果說(shuō)渦扇-15是“矛之尖”，那么渦扇-20則是“國(guó)之重器”的堅(jiān)實(shí)基石。它徹底替代了運(yùn)-20早期使用的俄制D-30發(fā)動(dòng)機(jī)。作為一款現(xiàn)代大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，渦扇-20擁有更高的燃油效率和更大的推力。換裝渦扇-20的運(yùn)-20B運(yùn)輸機(jī)，不光具備了穩(wěn)定的發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)，其航程、載重量和起降性能也得到了質(zhì)的飛躍，真正實(shí)現(xiàn)了跨洲際戰(zhàn)略投送能力。

圖9：渦扇-20讓運(yùn)-20真正達(dá)到了設(shè)計(jì)指標(biāo)

更具深遠(yuǎn)意義的變革，發(fā)生在產(chǎn)業(yè)層面。航空強(qiáng)國(guó)的經(jīng)驗(yàn)表明，一個(gè)強(qiáng)大的航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)，絕不能只依靠軍用項(xiàng)目“一條腿走路”。為此，中國(guó)正全力構(gòu)建軍民融合的產(chǎn)業(yè)鏈條，其核心代表就是為國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)C919配套的CJ-1000A發(fā)動(dòng)機(jī)。民用發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)可靠性、經(jīng)濟(jì)性和耐久性的嚴(yán)苛要求，及其巨大的市場(chǎng)需求，將帶動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)升級(jí)與成本控制，最終讓中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)自我造血、可持續(xù)的良性發(fā)展。

圖10：CJ-1000A是未來(lái)C919的國(guó)產(chǎn)動(dòng)力

在解決當(dāng)前需求的同時(shí)，我國(guó)的目光已投向未來(lái)——為下一代戰(zhàn)機(jī)準(zhǔn)備的變循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)。它能根據(jù)需求自適應(yīng)地改變自身涵道比，兼具渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的省油和渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的高速性能。這代表了航空動(dòng)力的下一個(gè)制高點(diǎn)，而這一次，中國(guó)正與世界頂尖玩家站在同一條起跑線上。

結(jié)語(yǔ)

那穿云裂石的轟鳴聲，用最深刻的實(shí)踐提醒著我們：真正的強(qiáng)大，沒(méi)有捷徑。從“太行”的涅槃到“峨嵋”的展翅，每一片單晶葉片、每一行控制代碼、每一次試驗(yàn)試飛，都是這條攀登之路上不可或缺的腳印。每一點(diǎn)推力的提升，背后都是材料、工藝、設(shè)計(jì)與試驗(yàn)等領(lǐng)域無(wú)數(shù)次的失敗與再?zèng)_鋒。航空發(fā)動(dòng)機(jī)的自主化，早已超越了單純的軍事意義，它是國(guó)家意志的終極體現(xiàn)。

從“望塵莫及”到“并駕齊驅(qū)”

國(guó)產(chǎn)航發(fā)讓中國(guó)戰(zhàn)鷹翱翔天際

這榮耀的瞬間，值得親身體驗(yàn)

進(jìn)入九三閱兵全圖鑒

第一視角看戰(zhàn)機(jī)列陣

感受劃破長(zhǎng)空的中國(guó)力量