導語

2025年9月3日，北京天安門廣場上空，鐵流滾滾，鷹擊長空。為紀念中國人民抗日戰(zhàn)爭暨世界反法西斯戰(zhàn)爭勝利80周年，一場盛大的閱兵式在這里舉行，向世界展示了中國的力量與自信。

圖1：參與閱兵的主力戰(zhàn)機

當由先進的預警機、殲擊機、運輸機等組成的空中梯隊以雷霆萬鈞之勢呼嘯而過時，那震耳欲聾的轟鳴聲，是獻給歷史的禮炮，更是強軍征程的序章。

然而，在這雄壯的交響樂背后，一個長久以來縈繞在中國航空工業(yè)心頭的問題，也再次浮現(xiàn)在我們的腦海中：這些戰(zhàn)鷹的澎湃動力，究竟從何而來？它們的“心臟”——航空發(fā)動機，是否真正實現(xiàn)了從“外國引進”到“中國創(chuàng)造”的跨越？這顆日益強勁的“中國心”，又是如何一步步搏動起來的？

答案，既寫在呼嘯長空的身影中，也深藏于幾代航發(fā)人艱苦卓絕的奮斗歷程里。2025年的閱兵，既是一次力量的展示，更是中國航空發(fā)動機工業(yè)邁向一流的關鍵見證。要讀懂這顆“現(xiàn)代工業(yè)皇冠上的明珠”，我們必須深入了解那些極限挑戰(zhàn)背后的坎坷與毅力。

一

什么是航空發(fā)動機的“極限挑戰(zhàn)”？

航空發(fā)動機被稱為“工業(yè)皇冠上的明珠”絕對實至名歸。它要在極端苛刻的條件下穩(wěn)定工作，我們可以用“三高”來概括：

高溫： 以渦扇-15為例，發(fā)動機燃燒室的溫度可達1600℃以上——遠超鋼鐵的熔點。這就要求葉片等部件必須用特殊材料制造，并依靠特殊的內(nèi)部結構實現(xiàn)最大化的冷卻效率。

圖2：渦扇-15（左邊）測試中，藍色尾焰代表更高的燃燒溫度

高壓：當飛機高速飛行時，吸入的空氣會被高壓壓氣機壓縮到數(shù)十倍于標準大氣壓，并混合燃料實現(xiàn)狂暴卻穩(wěn)定的燃燒。要實現(xiàn)這一點，發(fā)動機的每一個承壓部件，從機匣到渦輪盤，都必須承受這種巨大的內(nèi)部壓力。任何細微的材料缺陷、加工誤差，都可能在巨大應力下導致災難性的后果。

高轉(zhuǎn)速： 發(fā)動機轉(zhuǎn)子每分鐘旋轉(zhuǎn)幾萬次，葉片末端“在超音速的風暴中起舞”。此時，葉片承受的離心力相當于自身重力的幾萬倍。因此，其材料必須極度均勻，結構必須精密無比，整個轉(zhuǎn)子系統(tǒng)也必須達到完美的動態(tài)平衡。

正因如此，航空發(fā)動機并非單一技術的突破，而是材料、工藝、氣動、熱力、控制等多門尖端學科的極致融合。它像一道終極考題，考驗的是一個國家整體工業(yè)實力是否“樹大根深”。

二

跨越天塹：攻克航發(fā)到底難在哪？

“三高”的宏觀挑戰(zhàn)，具體可拆解為材料科學、精密加工、系統(tǒng)設計和試驗驗證這四個必須攻克的核心技術領域。

圖3：羅爾斯·羅伊斯軍用發(fā)動機的定向結晶和葉片內(nèi)部管線設計

首先是材料科學，它直接決定了發(fā)動機的性能上限。這里的技術挑戰(zhàn)集中在兩個關鍵部件。第一個是直接承受上千度高溫燃氣沖擊的渦輪葉片。常規(guī)金屬合金在此溫度下會迅速失效，因此必須采用“單晶高溫合金”，通過復雜的定向凝固工藝，使整片葉片由一個完整的金屬晶體構成，以消除高溫下脆弱的晶界。第二個是連接所有葉片的渦輪盤，它在高溫下承受著巨大的離心力。為此，必須采用粉末冶金工藝，將合金制成微米級均勻粉末再壓制成型，以確保材料內(nèi)部的均勻性和強度。

其次是精密加工，它將先進材料轉(zhuǎn)化為可用的高性能零件。有了頂級的材料，還需要同等級別的加工技術。例如，為減輕重量并提高效率，現(xiàn)代發(fā)動機普遍采用整體葉盤結構，即將葉片和輪盤加工成一個整體，這必須依靠高級別數(shù)控機床進行整體銑削。再如，為了讓渦輪葉片能在超越其材料熔點的環(huán)境中工作，必須在其表面加工出數(shù)千個毫米級直徑的氣膜冷卻孔，這需要運用激光等特種加工技術。

圖4：葉根的沖動力和葉尖的反作用力共同驅(qū)動葉片完成能量轉(zhuǎn)換

再次是系統(tǒng)設計，它將所有部件整合成一個高效運轉(zhuǎn)的整體。設計是發(fā)動機的靈魂，但這背后依賴深厚的理論和數(shù)據(jù)積累。無論是設計出讓氣流在高速下平穩(wěn)流動的最佳葉片形狀，還是構建實現(xiàn)最優(yōu)、最經(jīng)濟的熱力循環(huán)，都離不開大量的風洞試驗數(shù)據(jù)和核心算法。同樣關鍵的還有發(fā)動機的全權限數(shù)字電子控制系統(tǒng)（FADEC），其核心的控制律軟件必須建立在對發(fā)動機特性的深刻理解和海量試驗數(shù)據(jù)之上。

最后是試驗驗證，這是確保發(fā)動機現(xiàn)實落地的必經(jīng)之路。一臺發(fā)動機從圖紙到合格產(chǎn)品，必須經(jīng)歷極其嚴苛和復雜的測試流程。只有經(jīng)歷充分驗證，才能確定理論設計的目標是否達到。它不僅需要在高空試驗臺這種戰(zhàn)略設施中模擬各種極端飛行條件，還要進行漫長且耗資巨大的部件與整機長時試車。每個核心部件都需單獨測試數(shù)千小時，整機則要經(jīng)歷嚴苛的持久試車。

圖5：換裝了單臺CJ-1000A的運-20高空試驗臺

這四個領域并非孤立，面對的實際工程難題可能是幾種問題的耦合。“太行”發(fā)動機在研發(fā)初期所遭遇的可靠性問題，很大程度上就源于在材料與加工工藝上的不成熟；而其冗長的研制周期，則直接反映了系統(tǒng)工程的極端復雜性。

三

中國航發(fā)，從“心臟病”到“自強”的涅槃

長期以來，“心臟病”是中國航空工業(yè)發(fā)展的核心桎梏。要理解中國航發(fā)如何從困境中突圍，渦扇-10“太行”發(fā)動機的研發(fā)歷程，提供了一個最深刻的剖析樣本。

這一切的起點，要追溯到上世紀90年代蘇-27戰(zhàn)斗機的引進。中國同時也獲得了配套的AL-31F發(fā)動機，但并未能同步引進其完整的設計圖紙和制造工藝體系，為后續(xù)的自主研發(fā)留下了隱患。

相應地，面對當時主力戰(zhàn)機的動力需求，國產(chǎn)渦扇-10項目被寄予厚望。在技術路線的選擇上，我國并未選擇模仿觸手可及的俄式發(fā)動機，而是將目光投向了美系核心機——通用電氣公司的CFM56。該核心機與美軍F110軍用發(fā)動機同源，后被證明兼具先進性和經(jīng)濟性。但研發(fā)團隊很快發(fā)現(xiàn)：他們嚴重低估了在缺乏原始設計數(shù)據(jù)和理論支撐下進行逆向工程的難度。

圖6：曾出現(xiàn)過大量生產(chǎn)好的殲-11B因無“太行”可用被迫停放于停機坪上

逆向工程并非簡單的測繪仿制。早期的“太行”研發(fā)，就陷入了“知其然，而不知其所以然”的困境：能復刻出葉片的外形，卻難以理解內(nèi)部通道如何作用于冷卻；能分析出合金成分，卻不知鑄造單晶葉片的工藝；能構造核心機，卻不知如何調(diào)整不同工況下的動態(tài)平衡。這導致早期的“太行”發(fā)動機長期存在性能不穩(wěn)定、可靠性不足等問題。

在經(jīng)歷了漫長的摸索與挫折后，大約在2014年，“太行”進行了一次架構級別的“回爐重造”。這次調(diào)整的核心，是從單純模仿外形轉(zhuǎn)向深入鉆研基礎理論，徹底吃透其設計思想和工程原理。這個過程雖然付出了巨大的代價，但其成果是歷史性的。它不僅最終催生了性能更強、可靠性更高的后期“太行”發(fā)動機，更重要的是，它在這個過程中鍛造了一支對發(fā)動機有深刻理解的研發(fā)隊伍。

圖7：成熟后的“太行”發(fā)動機各項指標與同源的F110-GE-132類似

“太行”項目的深遠影響，體現(xiàn)在它為后續(xù)型號的發(fā)展鋪平了道路。一方面，在其成熟可靠的核心機基礎上，通過擴大風扇，很快衍生出了用于運-20B的大涵道比渦扇-20發(fā)動機。另一方面，“太行”曲折的研發(fā)歷程，讓中國航發(fā)深刻認識到逆向工程的局限性。因此，在為殲-20配套研制全新的渦扇-15“峨嵋”發(fā)動機時，國家堅定了從零開始、完全正向研發(fā)的決心。

渦扇-15是一款與渦扇-10在設計理念上完全不同的全新發(fā)動機?！疤小钡某晒?，主要價值并非體現(xiàn)在其具體技術之上，而是它在探索過程中積累的寶貴經(jīng)驗、建立的研發(fā)體系與培養(yǎng)的人才梯隊。正是這段艱難的求索，為后續(xù)“峨嵋”發(fā)動機的“正向研發(fā)”掃清了道路、提供了信心和基礎。從“太行”的逆向追趕到“峨嵋”的自主創(chuàng)新，這標志著中國航空發(fā)動機事業(yè)已完成從“摸著石頭過河”到“自己設計橋梁”的歷史性跨越。

四

2025，我們的發(fā)動機到底怎么樣了？

這一歷史性的跨越，其成果并非遙遠的藍圖，而是已經(jīng)翱翔于藍天的現(xiàn)實。一個由多款先進發(fā)動機組成的強大產(chǎn)品譜系，清晰地回答了這個問題。

專為殲-20戰(zhàn)斗機配套研制的渦扇-15“峨嵋”發(fā)動機，無疑是中國航發(fā)領域的巔峰之作。作為一款推重比達到10一級的大推力渦扇發(fā)動機，其最大加力推力已達到160千牛級別。這意味著，換裝兩臺“峨嵋”的“完整體”殲-20，將獲得超過320千牛的最大推力，不僅賦予其超凡的機動性能，更使其能夠輕松實現(xiàn)長時間的超音速巡航，這是衡量第五代戰(zhàn)斗機性能的關鍵指標。

圖8：“峨嵋”發(fā)動機已批量列裝部隊

如果說渦扇-15是“矛之尖”，那么渦扇-20則是“國之重器”的堅實基石。它徹底替代了運-20早期使用的俄制D-30發(fā)動機。作為一款現(xiàn)代大涵道比渦扇發(fā)動機，渦扇-20擁有更高的燃油效率和更大的推力。換裝渦扇-20的運-20B運輸機，不光具備了穩(wěn)定的發(fā)動機供應，其航程、載重量和起降性能也得到了質(zhì)的飛躍，真正實現(xiàn)了跨洲際戰(zhàn)略投送能力。

圖9：渦扇-20讓運-20真正達到了設計指標

更具深遠意義的變革，發(fā)生在產(chǎn)業(yè)層面。航空強國的經(jīng)驗表明，一個強大的航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)，絕不能只依靠軍用項目“一條腿走路”。為此，中國正全力構建軍民融合的產(chǎn)業(yè)鏈條，其核心代表就是為國產(chǎn)大飛機C919配套的CJ-1000A發(fā)動機。民用發(fā)動機對可靠性、經(jīng)濟性和耐久性的嚴苛要求，及其巨大的市場需求，將帶動整個產(chǎn)業(yè)鏈的技術升級與成本控制，最終讓中國航空發(fā)動機產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)自我造血、可持續(xù)的良性發(fā)展。

圖10：CJ-1000A是未來C919的國產(chǎn)動力

在解決當前需求的同時，我國的目光已投向未來——為下一代戰(zhàn)機準備的變循環(huán)發(fā)動機。它能根據(jù)需求自適應地改變自身涵道比，兼具渦扇發(fā)動機的省油和渦噴發(fā)動機的高速性能。這代表了航空動力的下一個制高點，而這一次，中國正與世界頂尖玩家站在同一條起跑線上。

結語

那穿云裂石的轟鳴聲，用最深刻的實踐提醒著我們：真正的強大，沒有捷徑。從“太行”的涅槃到“峨嵋”的展翅，每一片單晶葉片、每一行控制代碼、每一次試驗試飛，都是這條攀登之路上不可或缺的腳印。每一點推力的提升，背后都是材料、工藝、設計與試驗等領域無數(shù)次的失敗與再沖鋒。航空發(fā)動機的自主化，早已超越了單純的軍事意義，它是國家意志的終極體現(xiàn)。

從“望塵莫及”到“并駕齊驅(qū)”

國產(chǎn)航發(fā)讓中國戰(zhàn)鷹翱翔天際

這榮耀的瞬間，值得親身體驗

進入九三閱兵全圖鑒

第一視角看戰(zhàn)機列陣

感受劃破長空的中國力量