時(shí)間：2017-10-09 13:04來源：觀察者網(wǎng) 作者：中國航空
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據(jù)科技日報(bào)10月7日刊發(fā)“中國大飛機(jī)，造出自己的‘心臟’到底有多難”一文，文章引述多名專家的意見稱，由于沒有基礎(chǔ)，中國民用航空發(fā)動機(jī)與國外相比恐怕差了一代甚至更多。要研發(fā)國產(chǎn)民用發(fā)動機(jī)，必須一步一個(gè)腳印，打牢基礎(chǔ)，獲得關(guān)鍵技術(shù)，再到型號研制。
專家稱，以計(jì)算分析為主的設(shè)計(jì)工作必須是自主研發(fā)發(fā)動機(jī)的主要方向，但計(jì)算設(shè)計(jì)水平是我國現(xiàn)今面臨的瓶頸。此外，除了技術(shù)外，研發(fā)人員、產(chǎn)業(yè)工人還要面臨文化挑戰(zhàn)，為此專家講了一個(gè)“差不多先生”的故事，并建議高校與企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)溝通合作。
5月5日，國產(chǎn)C919客機(jī)在上海浦東機(jī)場成功首飛，國人振奮。從支線飛機(jī)翔鳳（ARJ21）到首飛的單通道C919，再到中俄聯(lián)合設(shè)計(jì)的寬體飛機(jī)，中國自己的大飛機(jī)正沿著既定的發(fā)展路線步步推進(jìn)。然而，與國外相比，國產(chǎn)大飛機(jī)依然落后。如何縮短差距，甚至能否“彎道超車”成為疑問，尤其是作為“心臟”的發(fā)動機(jī)，在技術(shù)積累上，中國更加薄弱。
我國第一臺大飛機(jī)發(fā)動機(jī)何時(shí)誕生？在商業(yè)上能否具備全球競爭力？不久前，在求是西湖學(xué)會工程分會舉辦的一場討論中，基礎(chǔ)研究領(lǐng)域和企業(yè)界的頂尖專家坐在一起，試圖向公眾解答這些疑問。
 9月28日，C919大型客機(jī)101架機(jī)從上海浦東機(jī)場第四跑道起飛，經(jīng)崇明至南通，試飛空域據(jù)稱比首飛時(shí)要大一倍。
存在一代甚至更大的中外差距
“現(xiàn)在（飛機(jī)）載著幾百人飛來飛去，要說什么是人間奇跡，這就是了。我自己研究空氣動力學(xué)，想到這個(gè)還是很激動的。”談起C919，清華大學(xué)教授符松說，能上天已經(jīng)值得驕傲，對中國的大飛機(jī)研制，還是要先解決“有和無”的問題。而要在市場上取得成功，很大程度上需要有自主知識產(chǎn)權(quán)。相對空客、波音的競爭機(jī)型，符松說，首飛的C919已經(jīng)有一些創(chuàng)新，比如減少了5％的空氣阻力。
從整個(gè)流程來說，首飛只是第一步，之后，C919還需進(jìn)行一系列試飛。在可靠性和安全性得到不斷改進(jìn)和驗(yàn)證后，才可最終交付使用——按照預(yù)想，應(yīng)在三年之后。最終交付的C919會達(dá)到一個(gè)怎樣的水平？今年6月加入商飛北京研究中心的楊志剛說，如果和現(xiàn)在最好的空客320和波音737相比，能在一個(gè)數(shù)量級的話，“就是非常非常好，這也是一個(gè)務(wù)實(shí)的評價(jià)。”
不過，大飛機(jī)的“心臟”——發(fā)動機(jī)的制造乃至量產(chǎn)還很難短期實(shí)現(xiàn)。在首飛中，C919搭載的發(fā)動機(jī)LEAP—X，由CFM國際公司研制。
中國工程院院士甘曉華介紹說，在航空領(lǐng)域，飛機(jī)的設(shè)計(jì)制造一般需要15—20年，發(fā)動機(jī)要20—25年；全世界能做飛機(jī)的企業(yè)有20—30家，能做發(fā)動機(jī)的卻只有3—5家。從事軍用航空發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)的他坦言，國內(nèi)軍用航空發(fā)動機(jī)跟國外最先進(jìn)水平相比落后一代（20—25年）甚至更多。然而，“民用發(fā)動機(jī)，因?yàn)闆]有基礎(chǔ)，也不好比較，恐怕也差了一代甚至更多。”
針對發(fā)動機(jī)研發(fā)的落后現(xiàn)狀，2009年1月，中國航發(fā)商發(fā)（中國航發(fā)商用航空發(fā)動機(jī)有限責(zé)任公司）成立，目標(biāo)很明確：制造可商業(yè)化的發(fā)動機(jī)。2016年，中國宣布在“十三五”期間，將啟動實(shí)施航空發(fā)動機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)重大專項(xiàng)，用某位分析師的話說，估計(jì)“直接投入在1000億元量級，加上帶動的地方、企業(yè)和社會其他投入，專項(xiàng)投入總金額約達(dá)3000億元”。中國自主制造商用航空發(fā)動機(jī)已是國家戰(zhàn)略。
另一方面，航空發(fā)動機(jī)市場潛力巨大。中國航發(fā)商發(fā)預(yù)測，未來20年全球?qū)⑿枰陆桓犊蜋C(jī)3.8萬架，發(fā)動機(jī)需求量達(dá)7.4萬臺，市值1萬億美元。由于亞太地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速，航空運(yùn)輸需求旺盛，亞太地區(qū)預(yù)計(jì)將占到這1萬億的三分之一。然而，中國薄弱的發(fā)動機(jī)研發(fā)基礎(chǔ)卻可能無法很快地?fù)屨歼@一市場。
“長江1000和長江2000發(fā)動機(jī)，和現(xiàn)在運(yùn)營的最先進(jìn)的發(fā)動機(jī)基本上相當(dāng)，如果按計(jì)劃2025年能夠順利設(shè)計(jì)出來，那從時(shí)間上講，起碼也要晚10年。”中國航發(fā)商發(fā)總經(jīng)理、民用航空發(fā)動機(jī)專家馮錦璋說。
長期從事軍用發(fā)動機(jī)研制的甘曉華對于當(dāng)前民用發(fā)動機(jī)落后的歷史原因有清楚的認(rèn)識：“以前為了國防急需，又沒有錢，都是測繪仿制，然后趕緊裝備部隊(duì)。”他認(rèn)為，現(xiàn)在做基礎(chǔ)創(chuàng)新，“就需要打牢基礎(chǔ)，獲得關(guān)鍵技術(shù)，然后到型號研制，一步一個(gè)腳印”。
“說一千道一萬，航空發(fā)動機(jī)的問題是基礎(chǔ)不牢，核心在這個(gè)地方。”他繼續(xù)說，“以前搞測繪仿制，我們是知其然，不知其所以然，現(xiàn)在要知其然，更要知其所以然。”
發(fā)動機(jī)是試出來的嗎？
做湍流基礎(chǔ)研究的陳十一教授認(rèn)為，中國的大飛機(jī)制造是有可能彎道超車的。他分析說，波音737或空客320均是二三十年前的設(shè)計(jì)制造，而當(dāng)下新興的技術(shù)，如3D打印、AI等將帶來新的可能，在跟跑同時(shí)，中國可以預(yù)先創(chuàng)造新的設(shè)計(jì)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)領(lǐng)跑。
這一看似“激進(jìn)”的看法獲得了馮錦璋的積極回應(yīng)。他認(rèn)為3D打印技術(shù)首先可以縮短發(fā)動機(jī)的設(shè)計(jì)制造時(shí)間，但正是這一點(diǎn)上，中外差距巨大。
“目前我們國家的發(fā)動機(jī)從設(shè)計(jì)到完成起碼10年，國外也就是30—36個(gè)月，三年左右。”他說。之所以會花費(fèi)如此長的時(shí)間，原因則在于做了太多的物理試驗(yàn)：“我們一臺發(fā)動機(jī)的制造，不算設(shè)計(jì)，就是造出來，也要一年多的時(shí)間；從研究的角度，要搞幾輪迭代，每一次設(shè)計(jì)達(dá)不到目標(biāo)就要再重新開始。”
縮短迭代的周期和次數(shù)，革新發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)的理念和方法迫在眉睫。
“我們國家以前有一句非常有名的話，叫作發(fā)動機(jī)是試出來的，這句話其實(shí)挺對的，發(fā)動機(jī)需要很多的試驗(yàn)驗(yàn)證，但這句話背后也蘊(yùn)含著另外一層含義，就是我們的計(jì)算設(shè)計(jì)水平不是很好。”他繼續(xù)說，“在國外差不多十年十五年前就流行另外一句話，It’s better not to develop aero engines through a ‘build & bust’ process（開發(fā)航空發(fā)動機(jī)，最好不要走“建造再摧毀”的流程）。”
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