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航空發動機是飛機的“心臟”，民用客機的發動機注重安全性和可靠性，而軍用發動機在這個基礎上還追求更大的推力，以及開加力時的最大推力。由此可見，航空發動機領域中最強者必然是軍用航發，而軍用發動機算是人類科技的巔峰之作。具備研發、制造和生產航空發動機的國家一般都不輕易出口自己的技術，只出口發動機成品，有的甚至連維護都需要送回原產國。 航空發動機究竟有多難造？其制造難點在于其復雜結構和高精密要求，涉及材料選擇、設計、制造、控制系統和嚴格試驗等多個方面。下面我們一起來看一下。

復制拆解難

航空發動機難以制造的特點首先體現在復制拆解難，一款汽車、航空器的外形可以通過反向測繪進行復制，汽車就不用說了，復制起來更是信手拈來。航空器外形復制也是有的，比如圖-160和B-1B轟炸機，但發動機的復制如果沒有圖紙介入，那根本是不可能的。比如目前波音737客機上使用的主流發動機CFM-56系列發動機，從1974年首次運轉到今天，一共生產了超過2萬臺，波音、空客主打的單通道客機幾乎都用了。

拆解CFM-56時就會發現，發動機葉片上指甲蓋大小的地方覆蓋著許多小氣孔，如果沒有圖紙定位，完全沒法對其進行復制。一旦氣孔打的位置不對，會直接影響葉片散熱，那么復制品的整體性能就下降了。GE公司憑借CFM-56的技術基礎，研制了覆蓋各種機型使用的發動機，與普惠展開直接競爭。

材料制造難

航空發動機其實也很簡單，以經典的CFM-56發動機為例，包括低壓壓氣機、九級高壓壓氣機、一級高壓渦輪和四級低壓渦輪，中間還有一個環形燃燒室。但是就是這些結構，工作的溫度、壓力環境不一樣，就說明其使用的材料是不同的。以渦輪葉片為例，工作環境上千攝氏度，一分鐘數萬轉，使用多種金屬混合制造，而且比例也各不相同。

因為在靠近燃燒室的葉片承受的溫度較高，材料也用得耐高溫，稀有金屬元素的比例就不一樣。如果全部使用統一耐高溫材料，那么單價就高了，經濟性就差，對于商業化運營的民用客機發動機最好是又便宜又好用。

同理，除了渦輪葉片之外，發動機各個部件所用的材料也是不一樣的，波音737使用的CFM-56發動機渦輪為高溫合金打造，其他部分有的使用了復合材料。目前比較流行的是樹脂基復合材料，普惠的F-119外涵道機匣就用這個材料，可耐400攝氏度溫度，而成本也可以得到控制。

加工精度高

如果有了先進的材料和圖紙，也不代表能夠制造出一臺優秀的航空發動機，因為加工工藝是最后的攔路虎。一臺CFM-56發動機航空發動機的風扇直徑僅為1.55米，長度為2.5米，如此小的空間內要產生86千牛的推力，可想而知其加工工藝有多么復雜。

從小的方面看，以目前主流單晶渦輪葉片為例，精鑄工藝要求是0.1毫米的誤差，這樣才能保證每個葉片都可以正常工作。要讓各種合金材料放在一起加工，就需要掌握高溫合金的加工技巧和焊接工藝。同時，發動機轉子、葉片在工作時處于高速運轉，工藝不到家就意味著發動機磨損很快，壽命不長，直接影響經濟性。

工藝的高要求同時也促進航空發動機運行的效率，還是以葉片為例，GE公司搞了一種無縫對接式葉片，在發動機葉片外端有一個特殊材料制成的軟體，在葉片工作時可與外環結構無縫對接，提高發動機的工作效率。這樣的軟質材料對加工工藝的要求是非常高的，不僅要保持穩定性，還要經濟、不用太多的保養。不然提高發動機效率的同時，也加重了地勤的負擔，在經濟賬上表現不夠明顯。

綜上，從逆向測繪、材料和加工工藝角度看，航空發動機應該說是工業工程領域的皇冠，是一國科技實力的標識。

我國以渦扇-10“太行”發動機為基礎，自行研制了軍民兩用的渦扇-20大涵道比大推力渦扇發動機，配裝于運-20戰略運輸機。我國還在研制以C-919民用飛機為裝機對象的長江-1000A大涵道比渦扇發動機，并計劃在國內組裝生產具有世界超一流水平的LEAP-X“賽峰”發動機。同時還在研制下一代推力為200~400千牛的多款先進大涵道比發動機。這些項目都表明，中國大涵道比發動機的“井噴”時代即將來臨。

來源：工程客微信號