航空發動機是一種高度復雜和精密的熱力機械，為航空器提供飛行所需動力的發動機。作為飛機的心臟，被譽為“工業之花”，它直接影響飛機的性能、可靠性及經濟性，是一個國家科技、工業和國防實力的重要體現。目前，世界上能夠獨立研制高性能航空發動機的國家只有美國、俄羅斯、英國、法國等少數幾個國家，技術門檻很高。

    航空發動機行業具有高技術，高投入、高風險、高壁壘的特性。研發普通單臺發動機的投入在10-30億美元，時間周期10-15年。據相關統計數據，美國通用、美國普惠、法國斯耐克瑪及英國的RR這四家航空發動機制造廠商占據全球 84%的市場份額，美國通用公司處于市場絕對老大地位，占有40%市場份額，其次是英國羅·羅公司，占據22%市場份額，法國斯耐克瑪公司和美國普惠公司分別以13%和9%的市場份額分列三四位。

    在世界航空發動機市場格局中，雖然中國的飛機發動機制造水平和市場份額均遠遠落后于歐美發達國家，中國航空工業快速發展，各種先進戰斗機不斷研制出來，如殲20隱形戰斗機成功試飛。但同時必須看到，中國航空發動機制造落后嚴重制約著各種新戰機裝備，長期依賴于國外航空發動機對中國的國家戰略安全形成巨大的威脅，航空發動機成為中國迫切需要解決的難題之一。

    航空發動機是國之重器，盡快在這一領域實現突破，對于促進國民經濟發展和提升國家核心競爭力具有重大意義。航空發動機長期服役在高溫、高壓、高轉速、交變負載等條件下，其關鍵零部件材料制備與加工制造工藝復雜，發動機服役運行過程中的安全保障也至關重要。但目前我國高溫材料、先進制造和故障診斷的基礎科學研究不足，嚴重制約著我國航空發動機的發展。

    為此，基金委近日公布了航空發動機高溫材料/先進制造及故障診斷科學基礎重大研究計劃2018年度項目指南。該重大研究計劃面向國家重大戰略需求，瞄準航空發動機高溫材料、先進制造和故障診斷等研究前沿，通過多學科交叉與深度融合，開展相關基礎科學問題研究，提升我國航空發動機高溫材料、先進制造和故障診斷基礎研究的原始創新能力和國際影響力；通過相對穩定和較高強度的支持，聚集和培養一支具有國際水平的航空發動機相關基礎研究隊伍。

    核心科學問題

    （一）航空發動機高溫材料性能優化與長壽命使役穩定性。

    航空發動機高溫材料的成分設計與相結構優化、服役條件下組織結構演化與高溫性能的關系；制備及服役條件下航空發動機高溫材料結構缺陷的產生、跨尺度表征與調控；航空發動機新型高溫材料的探索研究。

    （二）航空發動機關鍵構件制造形性協同控制機理。

    航空發動機關鍵構件成形機理與精度控制原理；特種/復合能場對航空發動機高溫材料的作用機理；航空發動機關鍵構件表面狀態演化及調控機制。

    （三）航空發動機狀態信息感知與智能診斷預測原理。

    航空發動機信息感知與監測理論和方法；面向航空發動機故障的人工智能診斷技術與大數據信息融合方法；航空發動機容錯控制理論與狀態少測點診斷預測方法。

    重點資助研究方向

    2018年度，該重大研究計劃將以培育項目和重點支持項目的形式予以資助。其中，擬資助培育項目30項，直接費用平均資助強度為65萬元／項，資助期限為3年；擬資助重點支持項目6項，直接費用平均資助強度為350萬元／項，資助期限為4年。

    （一）培育項目。

    1. 高溫材料。

    高溫材料的成分設計、組織結構優化與性能的關系；材料在制備和服役條件下結構演化與性能穩定性關系；服役條件下材料性能與結構缺陷的跨尺度表征。

    2. 先進制造。

    制造工藝對構件質量與服役性能的影響規律；特種/復合能場對構件材料作用機理；數據驅動的工藝模型優化與加工過程控制。

    3. 故障診斷。

    復雜表面葉片、高溫輪盤等損傷識別方法；高溫動態傳感、測試、故障隔離與容錯控制；健康狀態的多源信息融合與智能預測。

    4. 其他與本重大研究計劃科學目標密切相關的新概念、新原理和新方法前沿探索研究。

    （二）重點支持項目。

    重點支持圍繞航空發動機高溫材料成分設計、組織結構調控與表征、長壽命服役穩定性，制造工藝對構件宏微形性的影響、構件表面狀態演化及調控，航空發動機故障機理與特征表征之間的本質規律等研究。

    愿我國航空發動機早日獲得突破！

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責任編輯：王元

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