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发帖数: 22479 | 1 中国工程院院士甘晓华介绍说，在航空领域，飞机的设计制造一般需要15—20年，发动
机要20—25年;全世界能做飞机的企业有20—30家，能做发动机的却只有3—5家。从事
军用航空发动机设计的他坦言，国内军用航空发动机跟国外最先进水平相比落后一代(
20—25年)甚至更多。然而，“民用发动机，因为没有基础，也不好比较，恐怕也差了
一代甚至更多。”
针对发动机研发的落后现状，2009年1月，中国航发商发(中国航发商用航空发动机有限
责任公司)成立，目标很明确：制造可商业化的发动机。2016年，中国宣布在“十三五
”期间，将启动实施航空发动机和燃气轮机重大专项，用某位分析师的话说，估计“直
接投入在1000亿元量级，加上带动的地方、企业和社会其他投入，专项投入总金额约达
3000亿元”。中国自主制造商用航空发动机已是国家战略。
另一方面，航空发动机市场潜力巨大。中国航发商发预测，未来20年全球将需要新交付
客机3.8万架，发动机需求量达7.4万台，市值1万亿美元。由于亚太地区经济发展迅速
，航空运输需求旺盛，亚太地区预计将占到这1万亿的三分之一。然而，中国薄弱的发
动机研发基础却可能无法很快地抢占这一市场。
“长江1000和长江2000发动机，和现在运营的最先进的发动机基本上相当，如果按计划
2025年能够顺利设计出来，那从时间上讲，起码也要晚10年。”中国航发商发总经理、
民用航空发动机专家冯锦璋说。
长期从事军用发动机研制的甘晓华对于当前民用发动机落后的历史原因有清楚的认识：
“以前为了国防急需，又没有钱，都是测绘仿制，然后赶紧装备部队。”他认为，现在
做基础创新，“就需要打牢基础，获得关键技术，然后到型号研制，一步一个脚印”。
“说一千道一万，航空发动机的问题是基础不牢，核心在这个地方。”他继续说，“以
前搞测绘仿制，我们是知其然，不知其所以然，现在要知其然，更要知其所以然。”
发动机是试出来的吗？
做湍流基础研究的陈十一教授认为，中国的大飞机制造是有可能弯道超车的。他分析说
，波音737或空客320均是二三十年前的设计制造，而当下新兴的技术，如3D打印、AI等
将带来新的可能，在跟跑同时，中国可以预先创造新的设计，进而实现领跑。
这一看似“激进”的看法获得了冯锦璋的积极回应。他认为3D打印技术首先可以缩短发
动机的设计制造时间，但正是这一点上，中外差距巨大。
“目前我们国家的发动机从设计到完成起码10年，国外也就是30—36个月，三年左右。
”他说。之所以会花费如此长的时间，原因则在于做了太多的物理试验：“我们一台发
动机的制造，不算设计，就是造出来，也要一年多的时间;从研究的角度，要搞几轮迭
代，每一次设计达不到目标就要再重新开始。”
缩短迭代的周期和次数，革新发动机设计的理念和方法迫在眉睫。
“我们国家以前有一句非常有名的话，叫作发动机是试出来的，这句话其实挺对的，发
动机需要很多的试验验证，但这句话背后也蕴含着另外一层含义，就是我们的计算设计
水平不是很好。”他继续说，“在国外差不多十年十五年前就流行另外一句话，It’s
better not to develop aero engines through a ‘build & bust’ process(开发航
空发动机，最好不要走“建造再摧毁”的流程)。”
不同于以往“试验是设计迭代的一部分”的研发理念，通过MASC(Modelling, Analysis
, Simulation, Computing)方法，西方先进企业对航空发动机的设计更多的是一系列的
数值计算和分析，并以此为基础，进行的精细化优化。“试验很大程度上是对设计的确
认，而不是直接参与设计的迭代，这是一个巨大的差异。”冯锦璋说。
支撑制造最重要的是标准和规范。为了长江1000和长江2000的研发，冯锦璋走访了不少
工厂，考察制造业的现状。他发现，国内的不少标准规范，有些是抄过来的、有些是实
际工作的积累;而与之形成鲜明对比的是国外先进的标准规范，精细化要求的背后都有
强大的分析和计算作为依据。
“我们航空发动机的铸造，基本上没有核心技术。我们做的几个里没有一个是合格的，
最后只能是不合格的里面挑一个。”冯锦璋说。而锻造作为经常用的成型手段，很大程
度也还是靠经验。
从基本的焊接技术，到燃烧室，到风扇、叶片、机械系统、涡轮，冯锦璋详细地展示了
长江1000和长江2000研发中的典型问题。核心想法只有一个，以计算分析为主的设计工
作必须是自主研发发动机的主要方向。
冯锦璋介绍，随着飞行器构造越来越复杂，如果按照传统模式，试验小时数会越来越高
，到2030年，将达到100万小时;而如果采用分析计算方法，可以减少1个数量级，到10
万小时。 |
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