“現代工業皇冠上的明珠”——航空發動機

被稱為“現代工業皇冠上的明珠”的航空發動機是一種高度復雜和精密的熱力機械，作為飛機的心臟，不僅是飛機飛行的動力，也是促進航空事業發展的重要推動力，人類航空史上的每一次重要變革都與航空發動機的技術進步密不可分。為了深入了解航空發動機的重要地位和探索以及航發企業主要科技技術的發展過程，北京科技大學啟星之流明企業調研實踐團來到了株洲，走入中國航發南方工業有限公司，從企業中探索科技技術的力量。
1、重要地位
航空發動機是飛行器的動力之源。自1903年問世至今一百多年以來，航空發動機經歷了兩個主要發展時期，1903年至1945年為活塞式發動機統治時期，1945年至今是噴氣式發動機時代，未來還會有沖壓發動機，爆震發動機登場。航空發動機作為飛行器的最核心部件，將在很大程度上影響飛行器的發展進程。
航空發動機是裝備制造領域的最高端產品，代表著一個國家的科技水平和綜合國力，一直以來都被視為影響國家空中運輸、國防安全和保持國家戰略優勢的核心技術。作為飛機的“心臟”，航空發動機的可靠性和安全性極其重要。然而航空發動機是十分復雜的氣動熱力旋轉機械，零部件眾多，很多零部件工作在高溫、高壓、高速旋轉、強振動和復雜多變的環境條件下，經常承受高負荷和熱沖擊，工作環境異常嚴酷，因而很容易發生故障，并且具有故障模式多、多模式復合失效等顯著特點。此外，隨著近年來對發動機性能要求的提高，航空發動機推重比增大，壓氣機增壓比和渦輪前溫度進一步提高，加劇了一些重要零部件工作環境的惡劣程度和對其性能的苛刻要求。這些都使得發動機的可靠性和安全性問題越來越突出。

航空發動機結構圖  圖源：人民日報 引
2、發展歷程
中國航發公司百余年的技術發展，航空發動機已經發展成為可靠性極高的成熟產品，而中國航發的航空發動機包括渦輪噴氣、渦輪風扇發動機、渦輪螺旋槳發動機、沖壓式發動機和活塞式發動機等多種類型，從中國航發成立以來，生產的航空發動機不僅作為各種用途的軍民用飛機、無人機和巡航導彈動力，而且利用航空發動機衍生發展的燃氣輪機還被廣泛用于地面發電、船用動力、移動電站、天然氣和石油管線泵站等領域。
中國航發公司也致力于開展更高效和創新的航空發動機，傳統的航空發動機正在向齒輪傳動發動機、變循環發動機、多電發動機、間冷回熱發動機和開式轉子發動機發展，非傳統的脈沖爆震發動機、超燃沖壓發動機、渦輪基組合發動機，以及太陽能動力和燃料電池動力等也在不斷成熟，研制成果相互轉化，可以降低研制成本，實現經濟可承受性，同時使得研制成果的效益最大化，對于航空發動機產業的發展可以起到很大的促進作用。
進入21世紀，航空發動機正在進一步加速發展，將為人類航空領域帶來新的重大變革。軍民融合國家級戰略，助力航發崛起。2015年，十二屆全國人大三次會議解放軍代表團全體會議上提出把軍民融合發展上升為國家戰略，“推動軍工開放，引導社會資源進入武器裝備科研生產領域”。
航空發動機是典型的軍民兩用產品，在國防建設和國民經濟中都具有重要地位。在民用領域，航空發動機為民航飛機提供動力，決定著飛機的飛行速度、穩定程度和油耗等參數。航空發動機研制技術難度高，周期長、經費投入大，因此能夠在研制階段軍民相互配合，中國航發公司的創新，航空發動機的發展將使未來的航空器更快、更高、更遠、更經濟、更可靠，并能夠滿足更加嚴格的環保要求，并將使高超聲速航空器、跨大氣層飛行器和可重復使用的天地往返運輸成為現實！