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【介绍】
航空发动机代表着一个国家科技创新的最高水平，也是一个可以揭示科技创新模式成败的水晶球。航空发动机技术的各种特点，实际上决定了核心科技创新需求的模式，而不是相反。
如果说航空工业是现代工业的皇冠，那么航空发动机就是皇冠上的明珠。
世界上能自行制造核武器的国家有9个，能自行制造洲际弹道导弹的国家有5个（美国、俄罗斯、中国、英国、法国），但能自行制造大推力军用涡扇发动机的国家却只有3个（美国、俄罗斯、中国），能自行制造大涵道比、大推力、高性能民用涡扇发动机的国家只有2个（美国、英国）。
世界上掌握一流涡扇发动机制造技术的公司只有英国的R&R（劳斯莱斯）、美国的P&W（普惠）和GE（通用电气），俄罗斯和法国均处于二流水平，可见该行业的垄断程度。
毕竟一代发动机决定一代飞机，美国从来没有放松过对中国航空发动机技术的封锁，我国之所以在航空领域实力薄弱，就是卡在了发动机上。
航空发动机作为当今地球上技术等级最高、核心技术门槛最严、理论最为深奥、整体结构最为复杂的工业产品，代表着一个国家科技创新的最高水平，无疑将成为看透一个国家科技创新模式成败的水晶球。
制造航空发动机有多难？
为什么中国可以造出神舟飞船、歼十战斗机，却造不出先进的航空发动机呢？
因为航空发动机是一项在工程应用上接近经典力学极限的技术，本质上难度极大。
更何况，先进发动机的工作温度都在1700摄氏度以上飞机发动机为什么难造，远高于涡轮叶片镍基合金的熔点。仅从承受的压力来看，增压后的发动机压气机压力高达50多个大气压，相当于三峡大坝注满水时坝底压力的三倍。更何况，转子每分钟旋转数万次，叶尖承受的离心力相当于40吨重卡车的拉力。
虽然我国在单晶涡轮叶片、粉末涡轮盘等方面取得了重大突破（已开始规模化生产并应用于太行发动机），但航空发动机技术集中了太多前沿技术。以涡轮叶片为例，材料不仅要能在1200℃以上的高温下持续工作，还要能承受常人难以想象的巨大离心力、气动力、腐蚀、疲劳应力等载荷。
数平方厘米的叶片上分布的众多散热孔位置极为讲究，是根据气路走向确定的。即便是当年我国试图拆解CFM-56（波音737、空客A320使用的发动机）时，也难以“复制”，连维修都要依赖原厂，可见技术有多么先进。
更重要的是，由于航空装备的特殊性，研发所需的大量数据只有通过自身的实验才能获得，即便设计制造完成，也仍然需要进行大量的试验和验证，才能暴露问题、进行改进。
整机试验需要数千甚至数万小时，有些性能指标如疲劳寿命等，测试不到一定小时数就达不到要求，有些试验甚至是破坏性的，如涡轮盘破裂试验，导致整机完成后就报废了，这几乎是浪费金钱！
据统计，美国在过去50年中已投入超过1000亿美元用于航空发动机预研，美国第四代战机F-22装备的F119发动机从最初的部件研究到完全具备作战能力用了32年时间，其中仅验证机和原型机研制就共投入31亿美元。
航空发动机行业显然是典型的资金技术密集型行业，需要大量的投入，并且依赖于一个国家的整体科技和经济实力。
从中国目前的航空发动机技术来看，与美国还存在不小的差距。
与已经开始使用整体整体叶盘的西方先进发动机相比，俄罗斯、中国尚未或刚刚开始单晶空心涡轮叶片的工业化制造船舶安全管理体系软件，我国业界坦言与“先进”之间还有30年左右的差距。
中国航空发动机的落后，主要原因是无法抛弃传统的“逆向设计”模式，加上国外最为严苛的技术封锁、我国自身科技基础相对落后以及一些决策失误等。
中国军工起步于苏联技术援助，曾擅长逆向仿制，即拆-仿-装，但涡扇发动机这个“工业之王”，连“认识”都困难，又何谈模仿创新？
因此，除了少部分歼-11B战机装备太行发动机外，中国新研制的军机大多都是购买或仿制国外发动机，例如“飞豹”战斗轰炸机采用的WS-9“秦岭”发动机，就是仿制英国“斯贝”发动机。
而且从科研体制来看，与重视基础研究和预研（预研工程-核心发动机方案-发动机系列化）的欧美等航空强国相比，中国在历史上早已完全相反，将发动机视为飞机项目的附属物。飞机立项、开始研制后才考虑发动机研制，有了具体型号后才进行基础研究和应用探索。这不仅不符合航空强国型号发展的客观规律，而且一旦飞机型号停产，后续发动机也将停产。
科技创新模式特殊要求
由此看来，航空发动机技术的各类特点实际上决定了核心科技创新需求的格局，而不是相反。
首先，航空发动机技术的换代升级需要几年到几十年的时间飞机发动机为什么难造，这是一个非常长的时间，而且不能间断，这就决定了它必须超越国家政策、人事等周期性的波动。
不然，就如同WS-6的命运一样，历经“三落四起五转”，耗时20年，最终因歼-9和强-6的取消而止步不前。
二是国家与企业的接口问题，因为航空发动机技术涉及国家机密，被美英等国高度垄断，别说独家性，就算自主研发，也需要国家财力、精英齐心协力，才能攻克难关。
罗尔斯·罗伊斯公司曾因台风战斗机的巨大成功而陷入困境（以至于欧洲战斗机市场在未来20年内不需要大规模更新换代），军事高科技领域一旦出现产品或技术的空白，几乎是无法弥补的。
三是与社会各行业相关合作有关。
毕竟航空发动机工业的技术体系相当庞大，有4个层级、5个系统、27个子系统、188个技术单元，涵盖了主要装备制造技术领域，需要各方的通力合作。
参与“秦岭”（原型机为“斯贝”MK202）国产化的企业多达数百家，正是通过全国范围内有组织、有计划、有步骤的推广，“斯贝”才带来了我国整体机械工业水平的突飞猛进。
四是对材料工业的依托与突破。
研究显示，制造技术与材料对新一代航空发动机性能提升的贡献率为50%-70%，而制造技术与材料对减重的贡献率为70%-80%，可见先进材料与工艺的重要性更多取决于技术突破。
能够完全加工钛合金的国家只有美国、俄罗斯、日本和中国，更不用说生产工艺之艰难和材料消耗之巨大。
此外，航空发动机技术研发需要有前瞻性、超越性、关联性、跨界性，如美、英等国的发动机研发就比飞机的研发早得多。
美国F-22战斗机使用的F-119发动机属于第四代发动机，但美国的核心发动机技术已经发展到第六代。正是由于在研制之初没有充分估计到航空发动机工作状态转换的问题，才导致美国第三代动力系统的第一款作品F100-PW-100在装备部队之后出现了不少问题，导致F-15战斗机频繁“故障”。
所以航空发动机的研发不能只顾自己一小块地，还要考虑到异常天气等各种可能出现的特殊情况，各方面都有自己的要求，可以说还是需要千丝万缕的联系的。
四个不可或缺的“必须”
由此看来，任何一个单一变量显然是不够的，至少要满足航空发动机技术的四大要求，不仅需要全民努力坚持，更需要借助社会的力量，利用资本杠杆进行市场化运作，更需要未雨绸缪，为未来战争做好科技准备。
印度在上世纪70年代引进阿杜尔发动机，试图“仿制”，但遗憾的是，经过近26年的卡佛里发动机国产化，努力最终“白费”。航空发动机技术突破的难度，世人皆知。即便是英国罗尔斯-罗伊斯公司在研制出第一台大涵道比三转子涡扇发动机时，也因研发费用严重超支、无法按时交付而破产，最后还是在英国政府的资助下（国有化助其研发成功）才有了今天的成功。
中国也曾遭遇过航空发动机的悲惨“血泪史”，涡扇-5、涡扇-6“半途而废”，原本要装备“运-10”的涡扇-8也停产，伴随着科研人员的逐渐流失，中国与美欧在航空发动机技术能力上的差距也越来越大。
因此，尽管我国“两弹一星”极为成功，但一个国家的航天技术不可能单靠“重点保障”和“特殊照顾”就能持续下去，也不可能建立起完整先进的科研和工业体系。
美国深知这一点船舶配件，苏联卫星发射后，为防止竞争对手取得意想不到的技术领先，专门成立了国防高级研究计划局（DARPA是美国军事科研领域最高机构），专门负责高科技（计算机、软件、通讯、网络技术均源于DARPA）的研究、开发和应用，完全不受官僚机构的干扰，最大程度容忍风险和失败，保证创新思维的产生和实现。美国国防部只提供自由的环境和巨额的经费。
正是由于其自主的科技创新模式，不仅为美军成功研制出大批先进武器技术，而且为美国积累了雄厚的科技储备，引领了世界军民两用高科技研发的潮流。
垄断科技领先地位的美国至今仍处于这样的状态，中国亟待纠正仍部分存在的传统“逆向设计”模式，用设计歼20的创造性思维去设计航空发动机。
《中国制造2025》提出的十大重点项目中，排在第三的是航空航天装备，需要突破高推重比、先进涡桨（轴）发动机、大涵道比涡扇发动机技术，建立自主发动机研制工业体系。
不难预见，未来中国航空发动机技术进步将驶入快车道，真正在创新驱动战略中发挥引领作用。
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