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编者注：
“国产高端数控机床成功跨过0.01毫米门槛，实现重要突破”“国产首艘大型邮轮计划7月开始海试”“我国首台自主研制的重型燃气轮发电机组正式投入商业运行”……
一个个工业制造的“明珠”正在被摘下，中国制造硬实力不断增强，质量优势逐步显现。
但有人提出了一个重要问题：航空发动机什么时候能国产化？C919都造出来了，为什么还要进口发动机？
中国航空发动机工业从无到有，道路坎坷、充满曲折，之所以比造原子弹还难，就在于三个字“工业化”。
C919发动机国产化替换难度大
中国战略新兴产业综合媒体记者 陈文
5月28日上午10时32分，东航驾驶中国商飞公司全球首款交付的C919大型客机从上海虹桥机场起飞，载客量达130余名旅客；12时31分，C919飞机抵达北京首都国际机场，完成首次商业飞行。
东航表示，此次首航标志着C919大型客机“研发、制造、取证、运营”全面完成，后续将在上海虹桥—成都天府航线上投入常态化商业运营。
5月29日，C919大型客机首次商业飞行顺利完成。
至此，国产大飞机正式进入中国民航市场。
中国航天科研史：“勇敢者的游戏”
记者看到，C919机身正面印有“中国印”标识及对应英文，机上用品也印有与机身相同的专属“全球第一”标识。当天飞机起飞时，客舱内旅客挥舞着国旗，齐声唱起《歌唱祖国》：“五星红旗迎风飘扬，胜利歌声多么嘹亮。”
C919顺利落地北京后，通过了象征民航最高礼仪的“水门”。当飞机通过水门时，排列在两侧的消防车以柱状喷洒水雾，形成“水门”形状，寓意“迎宾”，同时也起到完成飞机清洁作业、冷却发动机的作用。
大型客机研制历来是“勇敢者的游戏”，而航空发动机是人类历史上最复杂、最精密的工业产品之一。中国工程院院士甘晓华说，在航空领域，飞机设计制造一般需要15-20年，发动机则需要20-25年；全球能造飞机的企业有20-30家，但能造发动机的只有3-5家。从事军用航空发动机设计的他坦言，国产军用航空发动机落后国外最先进水平一代甚至更多。
C919的发动机也不是中国产的，采用的是LEAP-1C发动机，由CFM国际发动机公司提供，CFM是美国通用电气GE航空集团（GE）与法国赛峰集团的合资企业。
航空发动机自1903年诞生以来，经历了两个发展阶段，第一阶段是1903年以后的40年，以活塞发动机为主，1939年以后为第二阶段，即喷气发动机时代，燃气涡轮发动机得到广泛应用，又可分为涡喷发动机、涡扇发动机、涡桨发动机、涡轴发动机等。
中国航空发动机工业从无到有，走过了一段坎坷的道路，大致经历了三个阶段：
① 主要绘画、测量、模仿
1956年，中国仿制了第一台基于苏联技术的WP-5发动机，第一台WP-5发动机在沈阳仿制成功。此后很长一段时间，中国的航空发动机主要以仿制改进为主，如WP-6、WP-7、WP-8等。
WP-6系列发动机是我国生产的第一台带加力燃烧室的轴流单转子涡喷发动机。1958年，黎明发动机制造公司根据苏联提供的技术资料开始试制。为了满足歼-12的需要，WP-6B成都发动机推力成功增加800公斤，随后停止研制。直到1984年，北京航空航天大学高歌教授发明了“沙丘涡流火焰稳定器”，并被沈阳飞机发动机厂成功应用于WP-6的改进型，提高了性能。高歌本人曾对这一发明的过程作过生动的描述：在沙漠中，有一座月牙形的沙丘，无论风怎么吹，它都不会变形。通过流场分析，得出沙丘涡流形成拱桥结构，前宽后窄。 涡流被“挤”在一起，结构特别坚固，利用这一点，可以大大减少发动机的推力损失。该项目荣获国家发明奖一等奖，被钱学森称为“一项让中国人扬眉吐气的重要发明”。
经过不断的改进和改进，WP-6系列发动机已成为国产产量最大的航空发动机。
②部分独立设计
20世纪70年代，我国开始进行一些航空发动机的独立设计，研制了WS-9、WP-13系列发动机，其中WP-13于1985年开始装机试车，满足了歼8飞机的要求。
20世纪70年代，中美关系正常化，中国迎来新一轮外交高潮。1972年，中国开始与英国接触，探讨引进其“斯贝”MK511型民用涡扇发动机的可能性。1974年，双方进入实质性谈判阶段。没想到，英方主动提出，可直接向中国提供“斯贝”MK202型发动机的生产许可证。“斯贝”MK202引进后，由西安航空发动机厂负责试制，在中国被称为WS-9“秦岭”发动机。1979年7月25日，第一台采用英国原材料制造的部件和从劳斯莱斯公司购买的零配件组装完成。
在斯贝MK202国产化过程中，我国并不是简单模仿，而是在消化吸收的基础上应用了大量的新技术。涡扇9在不降低总压比的情况下去掉了一级风扇和两级高压压气机，在不降低涡轮前温度的情况下将环形管燃烧室改为带气动雾化喷嘴的环形燃烧室，还使用了更轻的镁合金机匣。这一系列措施使涡扇9的推重比由5.05大幅提升到6.5。通过涡扇9，我国掌握了真空热处理、零残渣精铸等先进工艺，加工精度提高了10倍以上，大大提高了航空发动机关键核心部件的制造水平。
③拥有自主知识产权
2002年，国产涡扇-14“昆仑”发动机定型，标志着中国首次完成全自主研发过程。2005年12月，涡扇-10也就是“太行”发动机研制成功，成为我国第一种具有自主知识产权的高性能、大推力涡扇发动机。
此前，由于设计难度巨大，加上空军优先安排611所、132厂联合勘察米格21MF战机，抄袭歼7III战机设计，歼9的研制最终被迫停止。随着项目的取消，研制了20年的涡扇6系列发动机也被迫取消，中国与世界航空强国的差距拉大到20年以上。面对严峻形势，中国决定研制新一代大推力涡扇发动机——涡扇10系列发动机，代号“太行”，取材自“世界脊梁”太行山。
太行发动机是中国第一种具有自主知识产权的高性能、大推力、加力涡喷发动机，结束了国产先进涡扇发动机的空白。太行发动机于1978年开始预研，1987年立项，2005年12月28日完成设计定型审查评定，历时27年。太行发动机立项后，就开始核心机改进工作，1987年进入验证机研制阶段，1992年10月，验证机开始在086号飞行平台上试飞，1997年开始型号研制，考虑作为歼十一、歼十战斗机的动力，并申请了苏27作为试飞平台。
在当时，这是一次极其冒险的选择，我国两款主力战斗机的“心脏”就是太行发动机，一旦出现故障，将给国防和航空工业发展造成难以弥补的损失。
2007年1月，装备太行发动机的国产歼11B重型战斗机顺利完成定型评审，标志着我国在航空发动机自主研制上实现了由中推力到大推力的跨越。而当时，能够研制第三代大推力涡扇发动机的国家只有美国、俄罗斯、欧盟和中国。太行发动机的研制成功和公开发布，向世界证明了我国航空动力工业的整体实力和技术水平。从二代发动机到三代发动机的跨越，对我国国防工业和国防现代化建设也具有深远的历史意义。
两岸猴子啼叫不止，轻舟已过千山万水。
2012年，为进一步提升我国航空发动机和燃气轮机产业的自主创新能力飞机发动机为什么难造，党中央、国务院批准设立“航空发动机和燃气轮机”国家科技重大专项（以下简称“双机项目”），并成立专家委员会对项目实施方案进行论证。2014年7月，“双机项目”实施方案正式上报国务院。国家设立双机项目的目的是通过重点型号的自主研发，建立我国双机动力产业自主创新能力体系，把我国航空发动机和燃气轮机产业打造成为具有国际竞争力的战略性高技术产业，满足我国航空、能源、电力等行业对高性能动力装备的需求。
随着“两机专项”的实施和中国航发集团公司的成立，我国航空发动机发展驶入追赶的快车道。
美俄航空发动机发展经验
回顾美国航空发动机的发展历史，F100作为F15、F16的配套发动机，在美国航空发动机发展史上有着里程碑式的地位。1970年立项时，F100已经基于已研究10年的JTF22核心机研制而成。1974年交付空军后，连续十余年，因可靠性问题，美军的F15、F16一度面临停飞风险。在经过大量改进和整机试验后，直到1986年才逐渐满足可靠性要求，这也为之后几十年稳固的市场地位奠定了基础。
英国是工业革命的发源地，美国航空发动机的发展其实就是从引进、模仿英国发动机技术开始的，苏联航空发动机工业也是从模仿开始的。
二战结束后，苏联开始利用缴获的资料和设备，在德国技术人员的帮助下，仿制德国的Jumo 004和BMW发动机。苏联在鼎盛时期建立了强大的航空工业体系，形成了“百家设计单位百花齐放、三强生产单位并存”的格局。随着苏联解体，由于缺乏资金，许多研究和预研项目被取消，一批国有航空发动机设计局和批产厂被私人资本和海外资本收购，导致俄罗斯民用航空发动机产品几乎全部退出国际市场。
普京上任后，于2007年8月签署了关于成立联邦国营燃气轮机制造研究生产中心“礼炮”的俄联邦总统令第1039号，正式拉开俄航空发动机工业整合的序幕。根据政府决定，俄航空发动机工业成立了4家控股公司，其中两家负责研制和生产用于战斗机的大推力涡扇发动机。
俄罗斯出口中国最多的发动机是AL-31F。AL-31F是由AL-21系列和AL-7系列发动机衍生而来。在AL-31F定型前的十年间，总试验小时数达到22900小时，台架试验小时数16625小时，飞行试验小时数6275小时。1985年定型时，首次大修寿命仅有50小时。1990年以后，AL-31F首次大修寿命达到300小时后才逐渐成熟。AL-31对整个俄罗斯航空发动机体系的重要性不言而喻。时至今日，首次大修寿命已达1000小时，依然是中俄主力战机最得力的动力装备。
85岁高龄的刘大祥院士在南昌举行的“2022中国航空工业大会”主旨演讲中表示，我国航空发动机装备将经历三个不同的发展阶段。第一阶段是推重比为8的WS-10系列；第二阶段是推重比为10的WS-15；第三阶段是推重比为12-15的新型航空发动机。 之所以从俄罗斯大量购买AL-31F发动机装备歼10、歼11、歼15、歼16、歼20等21世纪以来中国几乎所有的新型战斗机，就是因为推重比8的涡扇-10系列航空发动机迟迟未能研制成功。从F100到AL-31F，从最初设计到完善大概用了30-40年的时间。可见8推重比涡扇是航空发动机发展的一道坎，交付后也需要不断的资金投入和实验改进，我国目前处于调整改进期的涡扇-10，推力与F100、AL-31F相当，也必须遵循这一技术发展规律。
预研技术始终与现有技术保持合理的时间间隔，以保持技术领先优势。现有装备必须考虑技术风险，而预研是为了克服前瞻性技术的技术风险，使之实用化。正是出于这个原因，俄罗斯政府将航空发动机工业纳入了国家和国防科技中长期发展规划，着力形成具有层级的航空发动机产品系列，推动两大航空发动机联合体适度横向竞争和深度纵向合作。同时，相关部门还牵头制定了详细的、专门的航空发动机研发长期规划，并保持政策的连续性，对航空发动机工业给予长期稳定的支持，从顶层解决其结构性和体制性问题，先发展。俄罗斯政府对航空发动机工业的要求和做法值得我们深刻思考和借鉴。
2016年8月28日，以习近平同志为核心的党中央作出组建中国航空发动机公司的战略决策，总书记作出155字的重要指示，推动我国航空发动机工业进入新时代。“两机专项”的实施，意味着航空发动机作为国家重大战略项目，在当前和今后一个时期都将得到政策、资金、资源等方面的有力支持，从根本上解决投入不足的问题。截至2020年底，“两机专项”投资已达3000亿元。在政策和资金的大力支持下，我国航空发动机和燃气轮机技术正加速赶超世界先进水平，实现历史性跨越。
目前，我国从事航空发动机零部件加工的企业主要是中国航空工业集团旗下单位，参研单位的加工技术在国内处于绝对领先水平。目前太行系列发动机已列装歼十、歼十五等第三代主战飞机，同时军用大涵道比涡扇发动机也在研制中船舶配件，若研制成功将填补国产大涵道比发动机的空白。
2019年4月，沈阳市人民政府与中国航空发动机集团公司为贯彻落实习近平总书记重要指示和中央深入推进东北振兴的战略部署，在沈阳成立了中国航空发动机燃气轮机有限公司，旨在把辽宁沈阳打造成为我国航空发动机、燃气轮机自主研发和生产的重要基地。
在科研机构方面，中国航发拥有多个科研院所，其中航天材料研究院是新中国成立的第一个航空科研院所，也是国务院批准的最早具有多学科硕士、博士学位授予权的科研单位之一。现拥有9个国家重点实验室、工程中心、13个省部级重点实验室、工程中心、6个海外联合研究中心、4条国家级生产示范线船用柴油机，有力支撑了我国先进航空发动机、飞机、直升机等研制生产。
该技术的产业化比原子弹还要困难。
现代涡喷发动机的结构由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管组成。
空气首先进入发动机进气口，当空气流经压气机时，压气机叶片对气流做功，使气流的压力和温度升高，燃烧室将高压空气与燃料气体充分混合并燃烧。
目前民用航空发动机及先进战斗机发动机多采用环形燃烧室，可分为直流式、再循环式和挡板式。现代高性能发动机对主燃烧室提出了越来越高的要求，军用发动机燃烧室需具备更高的温升工作能力和更宽的工作范围，而民用发动机燃烧室的污染排放指标则极其苛刻。为应对这些挑战，当前对燃烧室的研究主要朝高温升和低排放两个方向发展。
从涡轮流出的高温高压燃气在尾喷管中继续膨胀，并以很高的速度沿发动机轴线向后喷出喷管，这个速度远大于进入发动机的气流速度，给发动机提供了反作用推力。
涡轮的作用是将高温燃烧气体中的热能和压力势能转化为机械能，即高温高压燃烧气体在涡轮内膨胀做功，推动涡轮叶片带动涡轮盘旋转，进而通过轴带动压气机做功。民航发动机多采用轴流式涡轮。涡轮的结构为一级转子和一级定子。涡轮转子由涡轮盘、涡轮轴、工作叶片及连接件组成；涡轮定子由涡轮机壳、导流板等部件组成。涡轮是航空发动机中工作环境最恶劣的部件，特别是涡轮叶片，必须在高温、高压、高转速的“三高”环境下可靠、长时间工作。为了满足优异的使用性能，设计人员在其结构、材料、防护等方面投入了大量的心思。结构设计为冷却效果较好的中空形式，材料选用高温力学性能较好的单晶。 其表面涂覆热障涂层，实现更加稳定、可靠、高效的高温热防护。
涡喷发动机的工作原理和火箭类似，而涡扇发动机是靠一个大风扇带动周围的空气来获得动力的。在结构上，涡扇发动机比涡喷发动机多出几个风扇和导管，由于有叶片可以搅动外界空气，而不是简单的喷射，所以在同样的功率下，涡扇发动机的能耗要低于涡喷发动机。但是涡扇发动机的体积比涡喷发动机大，所以阻力也大，高速性能不如涡喷发动机。而且在高海拔地区，空气稀薄，空气的利用率没有那么高，所以高空性能不如涡喷发动机。
涡扇发动机由于其经济的燃油效率和低噪音的特点，比涡喷气发动机更适合民用客机。
C919大型客机是我国首款按照国际适航标准自主研制、拥有自主知识产权的喷气式干线客机。该项目于2007年启动，2017年首飞，2022年9月完成全部适航取证工作后获得中国民航局颁发的型号合格证。
由于这是我国第一架国产大型民机，我们在技术上并没有特别深厚的积累。
为加快国产民用航空发动机研制，中国强调自主研制与引进技术相结合，中航工业与国外在多个领域开展技术合作，加快发动机研制。据中航工业介绍，该发动机直径为1.95米，略低于LEAP-X1A/C，但高于LEAP-X1B。目前，国产民用发动机正在研制中。长江-1000A的进展速度快于外界预期，2017年首台验证机组装完成，2018年5月整机点火成功，2020年已进入地面台架试验阶段。去年10月9日，中航工业商用航空发动机研制部召开“加快推进长江-1000A商用航空发动机适航取证”动员会。 集团专职型号总设计师、公司两大班子成员、助理级以上高管、全体中层干部、CJ-1000A产品研制团队全体成员、CJ-1000A适航审定团队成员、适航审定业务支持人员参加了会议。根据航发发布的信息，CJ-1000A很快就能装在C919上取得平台和动力适航审定，但后续还需要经过空中测试、适航试飞等过程，距离量产还需要一段时间。
世界大型航空发动机公司非常重视军用和民用航空发动机的协同发展，如果一家公司单纯依赖军用航空发动机，很难长期生存，只能依靠民用飞机和燃气轮机的高利润维持运营。早期全球发动机行业以军用飞机为主，军用和民用航空发动机的销量比约为4:1。现在这种情况已经发生了根本性的变化，2020年军用和民用航空发动机的销量比约为1:4。
世界上能制造原子弹的国家有九个，但能制造大推力军用涡扇发动机的国家却只有三个：中国、美国、俄罗斯。从某种意义上说飞机发动机为什么难造，航空发动机的制造难度比原子弹还要大。
为什么我们可以造出原子弹，却造不出顶尖的航空发动机？其他类似的问题还有：为什么我们可以造出核武器，却造不出芯片？为什么我们可以造出坦克、装甲车，却造不出好的燃油汽车？
因为军用战斗机、核武器等主要解决“有没有”制造能力的问题，“他们说了算”。商用飞机、消费级芯片等面临的是“市场份额有多少”的问题，“消费者说了算”。没有哪家航空公司会为不成熟、高成本的发动机买单。
全球大型客机的市场现状是供给远远不能满足需求。
据航空工业网数据显示，全球涡轮发动机市场近5年保持1.4万台左右的稳定产量，由于产品结构趋向高端化，均价提升，总产值呈上升趋势，2017-2019年全球涡轮发动机年产值分别为724亿美元、747亿美元、728亿美元。根据中国商飞发布的《2021-2040商用航空发动机市场预测》，2021-2040年全球预计交付新飞机41429架，价值约6.1万亿美元。其中，中国航空市场预计交付50座级以上客机9084架，占全球21.92%，价值约1.4万亿美元，占全球22.95%。
航空业是一块诱人的蛋糕。
一架飞机主要由300-500万个零部件组成，需要上千家供应商生产。C919迎来商业化的“高光时刻”，也让一批“骑”着大飞机的产业链企业备受市场关注。据上海市科委发布的《2022上海市科技进步报告》，截至2022年底，C919已获得32家客户、1035架订单。而根据中国商飞公司最新预测，2020年至2039年，全球窄体飞机需求量为2万架，中国需求量为4620架，平均每年231架。若以中国商飞年设计产能150架计算，预计每年将为整机厂上市公司带来26.25亿美元（约合人民币180亿元）的增量。 以C919为代表的商用航空发动机的研制，不仅意味着我国在航空领域新材料、新工艺、新技术取得集体突破，更重要的是还带动了一批产业发展，形成了辐射全国、面向世界的大飞机产业体系，推动基础学科、航空工业和相关产业实现新的发展。
C919能复制中国高铁的成功吗？唯有创新，我们才能强大，唯有创新，我们才能领先。这是我们在大飞机研制过程中坚定的信念。世界正经历百年未有之大变局，全球产业链供应链面临重塑，科技创新成为国际战略博弈的主战场。只有打造自主可控、安全可靠的产业链供应链，才能推动制造强国建设取得新进展、新成效，把发展的主动权牢牢掌握在自己手里。
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