自主研發是一條漫長而艱險的路，雖然中國航空發動機實現了從第二代向第三代的跨越，可民用發動機幾乎還是空白。中央擬成立的這個專為研制航空發動機的企業也許會帶來新變化

    2016年4月12日，成都航宇超合金技術有限公司（下稱成都航宇），向外界展示其研發的高溫合金產品、多款航空發動機葉片和燃氣輪機葉片，這項成果被視為中國航空工業的一項突破。高溫合金材料、單晶渦輪葉片，是制造航空發動機和燃氣輪機的關鍵材料。

    去年11月，當中國自主研制的C919大型客機首架機正式下線時，輿論“歡呼雀躍”，但隨之而來的討論卻發生逆轉，因為C919零部件的國產化率約不足50％。航空發動機，正是中國航空界的痛點。

    繼英國、法國、美國、俄羅斯之后，中國因幾款自主研發的軍用發動機，成為第五個能夠自主研制航空發動機的國家。但國產航空發動機與航空發達國家相差較大，即使與烏克蘭相比也差十年以上。

    中國的航空發動機實現了從第二代向第三代、從渦噴向渦扇的跨越，從中等推力向大推力邁進，不過，軍用發動機種類不全，民用發動機幾乎仍是空白。

    過度依賴進口與仿制

    “在中國工作十幾年，我非常困惑，中國為什么沒有自己的民用航空發動機？”年近80歲的薛國航接受《財經》（博客，微博）記者采訪時說。

    出生并成長于美國的薛國航，在航空界打拼逾60年，曾擔任美國阿波羅登月計劃太空船動態分析工程師，在美國擁有自己的飛機制造公司。十多年前，薛國航為打開中國通用航空市場（從事公共航空運輸以外的民用航空活動），在廣東珠海成立珠海雁洲飛機制造公司（下稱雁洲公司）。

    雁洲公司現上馬了兩條飛機生產線，擁有年產300架通用航空飛機的生產能力，但其所用的發動機進口自奧地利。

    進口發動機價格昂貴，“發動機的進口成本約占整機成本的三分之一”，薛國航表示，技術不能總是受制于人。去年，他決定公司斥資千萬美元，組建自己的發動機研制團隊。

    發達國家歷來嚴禁向國外轉讓航空發動機核心技術，西方國家之間也不例外。中國航空發動機起步于薄弱的工業基礎，建國初期，為滿足部隊裝備的急需，采用的是引進生產和測繪仿制國外產品。

    航空發動機是綜合性高技術，特別是高壓、高溫、高速、旋轉和化學反應交織在一起，涉及多領域，且許多基礎科學問題需要解決。

    仿制與合作的道路無法抵達核心技術的終點站。航空發動機先進與否，主要從性能指標與可靠性兩方面綜合評價。北京航空航天大學航空科學與工程學院飛機系主任黃俊分析，在仿制基礎上研發的發動機，性能方面國內有的甚至高于發達國家，但可靠性方面做得不足，“性能不好最多使飛機功率不高或者油耗過高，可靠性卻直接與生命相關”。

    就飛機發動機而言，民用機型與軍用機型的發動機在技術上并沒有太大區別，只是民用航空發動機對精密度、穩定性的要求比軍用發動機高。

    60多年來，中國都是以軍用發動機為主。在維護修理、測繪仿制、改進改型等方面，國內生產了幾十個型號、近10萬臺各型發動機。但長期的測繪仿制思維，過度依賴國外產品與技術使發動機創新動力（310328,基金吧）大打折扣。“原創技術太少，與世界水平存在較大差距。”中科院院士、工程熱物理專家徐建中表示。

    目前，國產航空發動機基本是在陳舊型號的基礎上進行改進，甚至是在40年前設計的發動機上進行提高功率、降低油耗等性能方面的改進。原因是，專利引進或測繪仿制的發動機型號過多，延續時間過長；且在仿制過程中，沒有安排足夠的經費和精力去消化吸收，使許多關鍵技術并沒有吃透，對促進自主研發的作用有限。

    航空發動機的研發與產業發展起源于歐洲，上世紀40年代，美、前蘇聯兩國開啟了渦輪噴氣發動機的研制，最初也是購買英國產品仿制，但兩國只仿制了一輪，便很快轉向自主研制的發展道路。

    國外研發奉行的是“動力先行”。所謂動力先行，主要是指發動機的關鍵技術預研、材料工藝技術、基礎設備條件建設要先行，還要提前進行核心機與驗證機的綜合技術驗證。

    在“動力先行”原則的指導下，飛機設計與發動機研發往往是分開進行。

    然而，在國內，長期以來，這兩項工作都是由中國航空工業集團公司同時開展，而且發動機的研發是跟隨飛機型號的，即要研制一款飛機，才會去研發一款配套的發動機。這導致如果飛機項目下馬，發動機研發也得下馬，或者如果與國外談成合作項目，在研的發動機研究項目也將被中止，前期的研發投入付諸東流，積累的研發成果也很難適用于下一個型號。

    一位航空發動機業內專家介紹，國內在研發設計“殲十”時，飛機早于發動機先設計出來，發動機的研發項目一度被叫停，后來前蘇聯解體，“殲十”用上了俄羅斯的發動機，上述項目的支持便被中斷。

    “運十”的研制也碰到同樣的狀況。當時中美關系緩和后實現了發動機的交易，專為“運十”配套的發動機研發項目被中止。

    黃俊告訴《財經》記者，“直十”剛開始研制時，中國與美國普惠公司達成購買協議，美方發現發動機將用于武裝直升機后便停止交易，后來通過與烏克蘭技術合作才成功生產。“國內發動機的研發生產過度依賴國外合作與技術，假如不能買或者買不來的話，中國的自主研發可能更強。”

    自主研發是一條漫長而艱險的路：美國從粉末冶金渦輪盤技術開發到大量應用一共用了12年；國外二代戰機研制周期為5年－7年，發動機為7年－8年；三代戰機研制周期為6年－10年，發動機為10年－15年；四代戰機研制周期為10年，發動機的研制周期長達15年－18年，甚至更長。

    可是，在國內非但未能潛心做長期專注研發，還讓許多引進項目擠掉或者削弱了自主研制工作，占用大量的人力、物力和資金。

    發動機的研發與制造需要經驗與時間的沉淀，進口、仿制代替不了技術的積累。“烏克蘭的直升機發動機產業就是繼承了前蘇聯的遺產，才能在歐盟、美國與俄羅斯之外開辟自己的市場。”國內一位著名的航空發動機專家對《財經》記者分析。

    材料終于有了突破

    發動機的核心部件是空氣壓縮機、燃燒室與渦輪。空氣壓縮機在低溫環境下工作，燃燒室與渦輪則為高溫環境。中國在冷端部件方面有很大進展，甚至有歐美公司把空氣壓縮機的制造外包給中國公司來做，但是，最難的渦輪研制還沒有顯著進展。

    燃燒室與渦輪都在1000攝氏度以上高溫環境下工作，對材料本身與散熱是很大的考驗。30年前，黃俊還在讀書時，航空業界就在研究耐高溫材料，現在仍未解決，“幾十年來國內都認識到工藝與材料方面不足，具體到哪個部件存在什么問題不清楚，都說是‘綜合問題’。”

    用于裝配發動機熱端的高溫合金技術嚴重落后于國外，是渦輪研發的短板之一。即便是輕型的通用航空機型，如雁洲公司生產飛機所使用的材料，也從國外進口。“國內造的鋁合金材料不能用于飛機機身，更別提用于發動機。”薛國航說。

    目前，國產最先進的“太行”發動機仍未使用單晶渦輪葉片和整體粉末冶金渦輪盤，這在國外第三代航空動力裝置中已被廣泛使用。國內仍以相對落后的多晶技術為主，且成材率、使用壽命與航空發達國家比，有不小差距。

    單晶高溫合金葉片是航空發動機熱端最為關鍵的部件之一，被譽為“皇冠上的明珠”，其服役環境極為苛刻，在高溫、腐蝕環境下承受大載荷，而且要上有千小時的壽命。國際上的單晶合金材料已發展到第四代，承溫能力提升到1140℃，接近金屬材料使用溫度極限。

    此次，成都航宇公布的高溫合金產品、多款航空發動機葉片和燃氣輪機葉片，基本覆蓋了目前國內在役、在研的所有機型。國際權威第三方檢測機構美國麥錫金屬處理技術服務有限公司出具的一份檢測報告表明：送檢的單晶葉片在高溫拉伸性能、高溫持久性能、宏觀金相、顯微組織等方面的測試結果，均符合歐美標準。

    國內在航空材料的基礎研究領域滯后、高端研發人才匱乏。成都航宇在三年內出成果，首先是通過“千人計劃”，先后引進12位海外專家。

    成都航宇是陜西煉石有色（000697,股吧）資源股份有限公司（000697.SZ）的全資子公司。煉石有色一位負責宣傳的工作人員接受《財經》記者采訪時表示，核心專家為擁有30年航空發動機供應鏈管理經營的王立之，曾任英國羅羅公司上海分公司亞太區供應商發展執行官，與亞太區供應鏈質量技術執行官。葉片制造由來自美國麻省理工學院的博士負責，合金制造則由來自英國劍橋的博士負責。

    成都航宇還從國外引入“單晶爐、焙燒爐、壓蠟機”等核心設備，建設了一條年產80噸含錸高溫合金生產線和一條年產5.5萬片單晶渦輪葉片生產線，項目投資8億元。

    煉石有色擁有世界第五大錸礦資源。錸主要用作超耐熱合金與催化劑，熔點為3182攝氏度，是典型的新材料，近年發展的含錸單晶高溫葉片被用于新一代航空發動機中。全球錸消費結構中，渦輪發動機部件占錸消費的60％。2012年，煉石有色依托已掌握的鉬錸分離技術，開始進軍航空航天高端材料行業。

    上述煉石有色人士表示，發布會公布的產品將在成都航宇的體系認證和客戶認證完成后，進入正式量產并實現銷售。

    發動機專項再受關注

    航空發動機是個“燒錢”的行業，一型發動機研制費需要幾十億元，而中國通常研制一個型號經費要比國外相應型號經費少一個數量級，這使一些耗錢耗時的項目的關鍵試驗被省卻，致使一些關鍵技術和試驗數據缺失。

    美國從20世紀60年代開始，由軍方和政府相繼實施了十幾個航空動力研究計劃。過去50年中，美國在航空發動機領域的累計投入達到1000億美元。一位業內人士在接受央視采訪時曾稱，50年里，中國航空發動機研發投入只有5億元。

    研發經費不足常常為業內研究專家所詬病。航空發動機幾乎涉及了工程領域的所有學科，周期長、風險大，靠零打碎敲的投入和“游擊式”的研發，難以形成完整的研制、生產技術體系。2012年，全國政協委員甘曉華，提交了一份將航空發動機列為國家重大科技專項的提案。他在提案中提到，中國將發動機作為飛機的附屬品方式，要有一型飛機研制才能有一型相應的發動機立項，立了項才能有經費支持。這種被動的“游擊式”發展方式嚴重制約了發動機研制、生產技術體系的發展和完善，難以形成完整的發動機型號譜系。

    如果將航空發動機列入專項，意味著少則數百億、多則上千億元的科研經費投入，需在國家統籌之下，規劃和實施其研發、生產戰略，至少在研發經費上縮短與美國的差距。通過相關人力、財力和物資力量，打破部門界限，群策群力，進行關鍵技術攻關和資源集成，建立航空發動機技術體系和規劃航空發動機型號譜系。

    2012年全國“兩會”以后，航空業界、學界與媒體對航空發動機列入國家重大科技專項寄予極大的期待，各方傳遞出的信息好像項目啟動是板上釘釘的事。但三年過去了，立項的事毫無進展。

    一位參與“我國航空發動機和燃氣輪機工程咨詢研究報告”的工程院院士告訴《財經》記者，項目之所以停滯了這么多年沒有進展，主要在于體制沒有理順，“幾百億的科研經費怎么分配？媒體關注的不是哪些關鍵的技術有望突破，而是哪家相關的股票要漲，哪家公司得利。這也從側面反映了重大科技專項背后的利益鏈條多么復雜”。

    2015年政府工作報告提出，要實施航空發動機、燃氣輪機等重大項目，加大國防科研和高新技術武器裝備建設力度。按照慣例，每年度政府工作報告中提到的重點工程，后續都會獲得政策的有效落實，航空發動機專項的推出被業內認為“最真實”的一年。不過這一年，航空發動機專項仍沒有太大“動靜”，只在2015年5月，國務院印發《中國制造2025》規劃中，將航空發動機作為重點發展領域。

    上述工程院院士稱，“直到現在，中航工業與北京航空航天大學還在爭論項目辦公室設在哪里。”

    2016年初，一個重大利好消息再度調動起業界人士的熱情。2月25日，工信部部長苗圩在國務院新聞辦舉行的新聞發布會上表示，工信部今年一個重點任務就是要啟動實施飛機發動機和燃氣輪機重大專項。這一專項行動聚焦渦扇、渦噴發動機領域，同時兼顧有一定市場需求的渦軸、渦槳和活塞發動機領域，主要研發大涵道比大型渦扇發動機、中小型渦扇/渦噴射發動機、中大功率渦軸發動機等重點產品。

    3月再度傳出消息，中央擬成立中國航空發動機集團有限公司，專為研制國產航空發動機。一些分析人士認為，這意味著被譽為“發動機三劍客”的成發科技（600391,股吧）、中航動控（000738,股吧）和中航動力（600893,股吧）可能從中航工業中獨立，航發集團組建進入實質性階段。