从引进到超越：航空专家陈浩揭秘国产发动机的逆袭之路

你是否知道，中国航空发动机曾经历过地面试车爆炸、项目几乎停摆的绝境？从完全依赖仿制到自主研发先进战机心脏，国产发动机走过了一条怎样坎坷的追赶之路？如今，为歼20量身打造的涡扇15发动机最大推力达18.5吨，推重比超过10，首次大修周期达4000小时，性能已超越美国F119早期版本。这背后是单晶叶片、定向凝固、整体叶盘等核心技术的全面突破。更令人振奋的是，国产CJ1000A发动机即将让C919客机实现100%国产化，中国航空动力正迎来真正的自主可控时代。

Hello大家好，欢迎收听我们的博客，我是主持人凌薇。今天，我们有幸邀请到了陈浩，一位航空发动机专家，来和我们聊一聊中国国产发动机的故事。大家好，我是陈浩，非常高兴能和大家分享这个话题。今天咱们来聊一聊。国产的这些航空发动机，咱们从最早的这些发动机怎么起步的，到后来遇到的这些技术的难题，咱们再来看一看，现在的这些先进的发动机它们到底有哪些突破。最后我们再来聊一聊，未来发动机技术到底会走向何方好，那我们就开始今天的内容，咱们先来聊第一个话题就是国产发动机的坎坷的追赶之路。咱们就从最早的这些发动机开始，聊起这些早期的发东机到底遇到了哪些比较难缠的问题，其实咱们就讲，就新中国成立之初，我们的航空发动机是完全靠仿制的。对，那当时我们只有米格15的这个配套的发动机，那连最基本的材料工艺、包括我们的测试的手段都没有，一切都要从头开始。听起来就是，起步真的是太艰难了。然后后来我们虽然说也有了一些自己的创新，比如说我们的涡喷五。但是其实它的核心的问题还是没有解决，我们的材料工艺还是依赖进口的，所以我们的发动机的可靠性，包括它的寿命阿豆是很短的，就飞几百小时就要大修，就完全没有办法跟国外的这些先进的发动机相比，那我们在自主研制这些大推力涡闪发动机的过程当中，到底遇到了哪些比较卡脖子的难题？最核心的问题，其实就是我们的高温合金，还有我们的先进制造工艺，发动机的核心部件，比如我们的单晶叶片，它要在1600度以上，还要承受很大的影力。那这个材料的性能就是直接决定了我们的发动机的推重比还有它的寿命。那这个材料的问题，不解决你发动机就无从谈起，停起来好像每一个环节都很难突破。比如说我们的这个气门冷却，虽然说它提高了我们燃烧室的热端部件的寿命，但是它的冷却效率还是有限的。然后我们的这个全线数字控制系统，虽然说它让我们的发动机的响应变得更快了，但是它的节流特性海是不够稳定，包括我们的验证机。比如说我们2015年的时的一次地面试车发生了爆炸，就整个项目就几乎停摆了，就这些无数的这种技术难题把我们的研发团队推到了绝境，那中国在这些年当中，是怎么一步一步的实现这个航空发动机的自主化的。其实我们从一开始，就是国家队出手，像我们的太行发动机，直接引进国际上的先进技术，然后我们再加以消化吸收，再慢慢的实现国产的替代。听起来就是一个很漫长的过程。没错，而且它是一个理论设计、制造试验，在改进的一个反复的过程。就每一步都要投入巨大的人力和物力，然后还要面对很多的技术难题。但是我们的这个国产的发动机，也逐渐的在这个可靠性，寿命数字控制这些方面，不断的去突破，才最终实现了这个真正的自主可控行国产发动机的起步和挑战。这部分内容咱们就先聊到这，休息一下，马上回澜咱们来进入第二部分，咱们来聊一聊涡扇15发动机到底有哪些技术突破？它到底性能有多强那涡扇15其实它是我们国家为了歼20专门研发的一个第五代战机的大推力的涡扇发动机，那它的最大推力可以达到180千牛，也就是约18.5吨。然后它的推重比是超过十的，那这个数据其实已经比美国的f19要优秀了，那它不光是推力更强，它的生活寿命包括它的可靠性也都得到了大幅的提升。它的首次大修的周期是4000小时，总寿命是接近8000小时。那这就已经基本追平了美国的f19早期版本，听起来，这个发动机确实很厉害，那它是怎么做到这么多技术突破的它其实很多关键的技术都是自主研发的，比如说它的单晶的高温合金的叶片，它的定向凝固，包括它的整体叶盘的加工，都是解决了原来我们进口的这些部件的卡脖子的难题。然后它的热胀涂层，包括它的气膜冷却都是进行了升级。所以它的涡轮的温度是可以超过1650度的，那这就让它的发动机的性能就可以得到大幅的提升。那涡扇15在实际的应用当中表现怎么样？它其实在2022年的11月的时候，就已经装上了歼20，然后完成了首飞到了2023年的3月，官方就宣布了可以批量生产了，那就意味着，中国的这个航空动力终于实现了这个真正的自主可控，那这个也是让歼20可以真正的摆脱对国外发东机的依赖那同时，它也带动了我们的高端制造，包括我们的新材料，包括我们的智能的控制等等这些技术的升级。那也为我们后续的这种第六代机的研发积累了很多的经验和数据那我们现在来比较一下，咱们国产的这个涡扇15和美国的f19还有俄罗斯的41f1这三大发动机到底谁更厉害？那我们先看推力，那我们的涡扇15的最大推力是180千牛，那这个是要比美国的f19要强一些，那f19的它的最大推力是156千牛，那它的优势是在于它的矢量控制，以及它的红外隐身上面的优化。那我们的涡扇15，它的推重比是超过了10，那也是比f19要优秀。那f19的话，它的推重比是9，那它的优势也是在于它的高超音速的，那俄罗斯的那个发动机，跟咱们的这个涡扇15比起来怎么样？俄罗斯的那个al41f1，它的最大推力是147千牛，那它的优势是在于它的矢量控制比较灵活，但是它的可靠性包括它的寿命是比较短的。那我们的涡扇15它的寿命是它的两倍，还多，而且它的稳定性，包括它的维护，阿豆得到了大幅的提升。那所以整体上，我们的这个发动机是要比俄罗斯的那个要先进很多的。那你觉得国产的这些发动机现在有哪些短板？然后未来有哪些发展方向？我觉得，我们现在虽然说我们的这个涡战15在推力寿命包括稳定性都已经追上了国际先进水平。但是我们在一些细节上面，比如说我们的这个燃烧效率，还有我们的热负荷的分布的均匀性，还有我们的边界层的控制还是跟美国的有一些差距。那这是我们需要继续去突破的。看来就是说还是有一些硬骨头要啃。没错，没错，然后，未来的发动机会朝着这个高推重比、长寿命、低油耗，包括智能的数字控制，包括可持续的航空燃料等等这些方向去发展。我们也有理由相信，随着我们的材料科学和我们的制造工艺的不断的进步，我们的国产发动机也会不断的去超越国际水平。好，国产发动机的技术突破。这部分内容差不多了，咱歇口气，待会见咱们接下来聊一聊这个发动机的未来的发展趋势。好吧，那第一个问题，我们先来聊一聊民用航发最近有哪些重要的突破。那最亮眼的肯定就是我们的cj1008a这个发动机，它是我们国产的c9i9客机的国产替代的动力。然后它也是在2023年的时候完成了首飞，到2025年的时候就会进入装机验证。它的推力是13吨级，它的主要的目标就是对标美国的leap昂c，这个确实对于我们的国产的大飞机来说是一个核心的组件。没错，然后，同时，我们的这个aes100涡轮发动机也在不断的升级，它的功率已经可以达到1000千瓦，已经用在我们的值20和我们的ac352等这些平台上面了。并且我们也在规划一些衍生的版本，包括一些窝讲的。还有一些小型涡扇，就是覆盖从无人机到通航到支线市场，它的模块化的设计，也让它的维护什么的变得更简单，寿命也做了提升，比同类的进口的产品要优秀。而且它的试航认证也是完全自主的，所以一旦取证成功之后，我们的c9i9就会实现百分之百的国产化，那这个也会让我们的国产的民用的航发的出口也有很大的潜力。最近国产发动机在技术创新上，还有哪些让人眼前一亮的这种突破？比如说我们的新一代的涡扇15它就是采用了全向的矢量喷口，然后推重比也提升到了11以上包括它的单晶叶片、定向凝固整体叶盘，包括这个热胀涂层等等，这些技术都进行了升级，所以它的工作温度是可以超过1650度的。那这个就使得它的性能得到了大幅的提升。听起来就是，不光是性能提升，结构也变得更复杂了。没错没错，好，然后，包括它的这个全旋线数字控制系统也进行了升级，所以它的节流特性就变得更稳定了，包括它的试验验证也更加的细致，所以它的可靠性和维护性都得到了提升。那同时，我们的变循环的技术也在自主研发当中，那就会让发动机可以根据飞行状态自动去切换高推力模式和高效率末世，那就是为我们的未来的第六代机，包括我们的无人机提供了一个。非常有力的动力支持。你觉得国产发动机现在有哪些核心的突破？然后未来会在哪些方向上取得进展。我觉得，现在我们的自主研发的这些发动机，已经在推重比，包括寿命，包括数字控制这些方面都取得了大幅的提升。那同时，我们的这个民用的航发也因为国产的大飞机的量产，影来了一个新的发展机遇。那包括我们的这个试航认证也是完全可以自主的完成。所以一旦取证成功之后，我们的c9i9就会实现百分之百的国产化。那同时，我们的变循环，包括单镜材料，包括先进的涂层，这些核心的技术也都在不断的突破。所以国产发动机的未来，肯定是在高性能长寿命以及民用的市场，包括国际的竞争力上面，会取得非常大的镜展。对，今天，我们一起回顾了国产发动机的这条追赶的历程。然后，也看到了涡扇15这样的具体的突破，也展望了未来民用和军用市场的这样的一个广阔的前景。其实可以看出来，国产发动机虽然说起步晚，但是现在已经实现了自主可控，并且正在朝着更高性能的方向去不断的迈镜。对，这期节目咱们就到这里了，感谢大家的收听，咱们下期再见。白白