為何國產發動機技術落後幾十年？專家一席話讓人清醒許多

據媒體報道，我國北航大學研發出了世界先進水平的單晶渦輪葉片，這種單晶渦輪葉片是發動機中最重要的裝備，此次突破標誌著我國終於打破國外技術封鎖和壟斷，使得我國航空發動機技術縮小了10年差距，軍事專家張強告訴記者，當前，在先進航空發動機技術中，渦輪葉片作為航空發動機的核心部件，長期處在高溫環境，接受複雜應力應變考驗，成為工況最為惡劣的航空零部件，隨著航空發動機推重比的不斷提高，複合冷卻的單晶空心渦輪葉片的設計與製備已成為制約航空發動機發展的核心技術。渦輪葉片的製備工藝從早期的擠壓、鍛造發展為鑄造，經歷了等軸晶葉片、定向凝固柱狀晶葉片和單晶葉片三個發展階段。作為最為先進的單晶葉片，其性能水平成為一種型號發動機先進程度的重要標誌，在一定意義上，也是一個國家航空工業水平的顯著標志。某種程度上來說，渦輪葉片甚至決定了發動機的核心機，而核心機又決定了發動機的性能和壽命，對於中國來說，發動機性能足夠出色即可保證中國空軍的作戰能力。

尤其是中國空軍一向的「心臟病」問題也可以得到徹底的緩解，而在未來空軍的建設上，發動機自然更加重要，美國空軍已經擁有了3款先進的第四代發動機（F-119、F-135、F-136），而我國目前還沒有一款第四代發動機服役，而沒有先進的發動機，即使是下一代戰機研發成功，也無法擁有足夠強大的第五代發展，葉片技術和粉末合金、高級裝配工藝等三個領域讓我國航空發動機技術落後美國30至35年，眾所周知，航空發動機的製造技術代表著當前人類製造技術的最高水平。但實際上，先進發動機中的單晶渦輪葉片是通過定向凝固技術製造的，其內部需要開闢風冷通道，製造工藝極其複雜，因此被譽為「現代工業皇冠上的明珠」。上面這張照片中是俄羅斯AL-31某型發動機的單晶葉片內部結構，可以看見單晶葉片的內部是中空的，這個葉片是鎳基耐熱合金單晶鑄造，內部布滿了複雜的氣冷通道，在葉片的前緣，有一排小孔用於在葉片表面形成氣模保護葉片。實際上，中國航空發動機最大的阻礙就是渦輪盤和葉片加工問題。

過去，由於作為航空發動機「心臟」的單晶高溫合金葉片製造技術與發達國家相比還存在差距，我國的大推力航空發動機仍然只能採用定向柱晶葉片，發動機的動力、壽命與可靠性亟待提高，也嚴重阻礙我國發展推力更高的下一代航空發動機的步伐。 渦輪葉片的優勢越大，在發動機上的優勢就越大，美國發動機之所以在性能上天下無雙，最重要的原因就是擁有非常強悍的葉片技術，美國發動機的葉片技術毫無疑問是目前全球最強，美國的第三代渦扇發動機就達到了非常強悍的性能，其研發的F110發動機擁有第三代渦扇機最大的推力，其早期型號的推力就達到了11噸，後期型號的改進型更是達到了14.7噸，這種發動機和第五代發動機也相差不遠了。而在壽命上，F110更是擁有上萬小時的壽命，一架戰鬥機在其服役期間甚至不需要更換髮動機，而同時的俄羅斯AL31F壽命甚至只有2000小時，一架戰機在其服役期間至少要更換4到5次發動機，而一台發動機的價格一般能達到戰鬥機的四分之一左右，這直接導致俄羅斯的戰鬥機全壽命價格甚至比美國的戰鬥機還要貴。

總體上，燃機功率的不斷提高，是靠提高透平進氣溫度來實現的，需要採用承溫能力愈來愈高的先進葉片。而美國的第四代發動機的單晶葉片技術更是非常先進，例如美國空軍的F119發動機，這款發動機不但擁有10級別的推重比和16噸的推力，還擁有非常強悍壽命，美國空軍在生產了五百多台發動機後就直接關閉了F119的生產線，這就是美國空軍對自己發動機的自信，認為F119發動機完全可以保證F22一直到退役，甚至有進一步改進的潛力。我國空軍的發動機在這方面比起美國空軍的差距就在於此，我國空軍發動機壽命雖然在近兩年已經超過了俄羅斯，但比起歐美還有極大的差距，尤其是在下一代發動機上，我國技術比起美國還有極大差距，和F414-EPE對應的發動機即渦扇19我國已經研發完畢計劃試飛，而渦扇15發動機很可能已經製造完畢，美國這兩款發動機都已經裝備成功了數年了，而美國空軍的F135發動機我國一直沒有類似的型號，未來隨著我國新一種第五代戰機的研發，這種發動機我國是必然要裝備的。

隨著我國新一代發動機葉片的研發完畢，我國的下一代發動機必然能夠接近美國的水準，屆時我國和美國的發動機差距就能拉到20年以內，雖然依舊有一定差距，但實際上已經解決我國追上美國空軍的最大阻礙。

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