国产大飞机C919将跳动的“3D打印”的国产芯

“中国大飞机，去年就实现首飞了。我在国外也听说了。但我跟你说一点——中国目前还造不出大型客机用的发动机！”前不久，一位某国外航空公司的董事表示。作为华人，他希望中国的飞机制造产业能尽快提升到新高度，这样，他投资的这家航空公司在机型上或可有更多选择。但对于中国造不出大型客机发动机一事，令他对C919似乎信心不足。

这位外航董事所说，也对也不对。早在20世纪70年代末80年代初，中国就造出了可供大型客机使用的发动机。但随着运-10大飞机项目的下马，国产大型客机发动机涡扇-8最后也随之下马。回首往昔，中国确实早已制造出大型飞机发动机，但是从经济性等角度看，还无法投入商用。

但是，据南极熊了解，在研发过程中，中国航发商发先后突破了钛合金宽弦高空心率风扇叶片、铝合金大型薄壁风扇包容机匣、3D打印燃烧室燃油喷嘴等多项试制关键技术，2018年5月18日首台发动机验证机CJ-1000AX在上海点火成功，初步验证了各部件及相关系统的功能和匹配性，后续将开展发动机整机初步性能摸底试验。C919用上国产发动机的日子近了。

恰如CJ-1000AX的研发者中国航发商用发动机有限公司在网站首页所挂出的“使命与愿景”所言——“提供商用大函道比涡扇发动机系列产品和相应服务，成为商用航空发动机全球主制造商之一”，无疑，这家位于上海莲花南路3998号的企业的梦想，是让国产大飞机跳动“上海心”，甚至成为全球有影响力的商用航空发动机供应商。

点火，意味着什么？
“近日，我国自主研制的大客发动机验证机（CJ-1000AX）首台整机在上海点火成功，核心机转速最高达到6600rpm。”一则短短的产业动态消息，由国家工业和信息化部装备工业司发布在官网上，似乎没有引起太多关注。

然而，这恰恰是一次非凡的点火，意义极其重大！航空发动机被誉为制造业领域“皇冠上的明珠”。看似并不十分巨大的发动机，实则完全可以看出一个国家的工业综合实力，包括工业底蕴、技术研发转化能力、发展前景……

”上世纪80年代开始，中国航天开始在世界上有些名气，并承接了一些外国卫星发射生意。”一位老航天专家表示，“火箭发动机确实也考验一个国家的工业能力，但要知道——那是‘一锤子买卖’，一次性的，飞上天后就报废了。换句话说，只需要做到功率足够大，能够把火箭发射到指定位置就行了。当然，这一能力在1980年代的中国来说，已经很了不起了。而航空发动机与此不同，它是反复使用的。造不造得出相应功率的发动机是一回事，能不能投入商业运营——噪声是否低到符合适航审定要求？可以正常使用的时间是否达到商业价值平衡？等等问题，需要工业制造能力来给出答案！”

目前世界上能够造出商用级别航空发动机的，无非美国通用电气（GE）、英国罗尔斯·罗伊斯（Rolls-Royce）和美国普拉特·惠特尼（PW），顶多再算上法国赛峰（SAFRAN）旗下的斯耐克玛(SNECMA)。如今世界上主要的客机生产厂商——波音、空客，包括巴西航空工业公司、庞巴迪等等，在发动机领域几乎都是向这几家订货。中国商飞也是如此。

国家大型飞机重大专项专家咨询委员会委员吴兴世先生告诉《新民周刊》记者：“早在2010年的巴黎航展上，中国商飞所属的上海飞机制造有限公司与CFM国际公司正式签署C919大型客机项目推进系统合同，商飞选择CFM国际公司作为C919项目国外唯一的推进系统供应商。CFM国际公司研发的LEAP-X1C发动机，将成为C919大型客机唯一启动动力装置。”

CFM国际公司，即为法国斯耐克玛与美国通用合资的一家公司。LEAP-X1C发动机，是基于CFM-56改进而来的一款发动机。CFM-56普遍采用在波音737和空客A320上，自1979年投入使用以来，已交付近20万台。

LEAP-X1C发动机是一款新型涡扇发动机，较之CFM56，将减少16%的燃油消耗。而一旦该发动机与新的飞机技术相结合——譬如飞机机身采用新材料而更轻盈，燃油消耗将进一步降低。

换言之，如果不研制中国自主知识产权的商用大飞机发动机，通过主制造商-供应商模式，仅用进口发动机，某种程度上也能造出国产大飞机。而飞机发动机工业，与商用飞机制造本身相比，完全是另一套体系，一个艰难程度不亚于甚至更高于大飞机项目的大工程。

航空发动机行业具有高技术、高投入、高风险、高壁垒的特性。目前，研发普通单台发动机的投入在10亿到30亿美元，时间周期为10年到15年。从1960年代开始，围绕三四家航空发动机巨头，全球此行业的主要制造商和供应商不超过25家。

同为航空强国的俄罗斯，在航空发动机领域，特别是在民航客机所用发动机领域，确实落后于美国和欧洲英法等国。有报道称，西方的民航发动机使用寿命，动辄达到一两万小时， CFM56-3型发动机使用最长时间达到21529小时。而俄制此类发动机的平均寿命仅三五千小时。俄罗斯的问题还在于——随着苏联解体，原本分散在各加盟共和国的航空工业被拆分得支离破碎。譬如航空发动机工业，许多核心部门在乌克兰。随着俄乌关系紧张，俄罗斯更难以获得丢在乌克兰的航发技术。

2018年4月16日，俄罗斯《独立报》报道称，英国罗尔斯·罗伊斯公司计划为中俄联合研发的CR929远程宽体客机提供发动机。文章称，目前无论俄罗斯，还是中国，都无法为这款中俄联合研制、在中国组装的客机提供具有竞争力的发动机。

2017年5月成立的、总部设在上海的中俄国际商用飞机有限责任公司，确实有CR929远程宽体客机的研制项目，但目前中俄商飞并没有对罗尔斯·罗伊斯公司的表态发表评论。俄罗斯方面则称，其计划研发的PD-35发动机，或将于2023年完成验证样机的研制工作，2028年可能投入批量生产，未来准备用于CR929客机。

该公司为国产宽体客机配套的CJ-2000系列发动机研制工作亦已启动。而这，或许就是CR929的国产版发动机了。

中国为何在可以在国际市场买到发动机的同时，发展国产大客机发动机？
2016年，国家制造强国建设战略咨询委员会公布的一组数据，给出了国产大客机发动机一旦研发成功，可在商业领域获得的好处——“未来十年，全球涡扇、涡喷发动机累计需求总量将超7.36万台，总价值超4160亿美元；涡轴发动机累计需求总量超3.4万台，总价值超190亿美元。”同时，“国内干线客机对大型涡扇发动机的市场累计需求总量超6000台，总价值超500亿美元。”

如果仅仅是为了在4000多亿美元，甚至仅是500亿美元的市场中分一杯羹，如今发展国产大客发动机，在时间上来说是非常紧张的。毕竟，设计、制造、验证审定，包括商业合同，这一系列流程走下来，即便其中没有差池，也会经历好多年。CFM56当年花费七八年时间才得以走向市场。即便具有后发优势，国产大客发动机也不可能一蹴而就。换言之，中国即使想在这十年周期内分得航空发动机的一杯羹，也不会分到很多。

但中国人仍然要去研发国产大客发动机，因为自己拥有这一制造能力，与受制于人，完全是两个概念。

吴兴世说：“虽说是执行主制造商-供应商模式，可是，在飞控、燃油、液压、航电等系统，商飞都会选择一个B角，发动机系统亦然。”

CJ-1000AX首台发动机验证机整机在上海点火成功，标志着中国大中型商用航空发动机制造跨进了一个新纪元。此前，航空发动机是“卡脖子”瓶颈，这一次中国航发商发加快了核心技术攻关、抢占了产业制高点。未来，一旦发生A角无法登场的情况，B角将立马解决问题。而国产大客发动机有朝一日能被国际市场所接受，其意义比之C919乃至CR929进入航空公司服役不遑多让。

一个台阶一个台阶的登攀
CJ-1000AX由中国航发商发负责研制，直径1.95米，长3.29米。该发动机包含风扇/增压级、核心机、低压涡轮和附件传动机匣装置，由近35000个零组件组成。CJ-1000AX在上海点火成功，意味着中国的大型客机发动机工业，即将投入激烈的国际竞争。

提及中国的大型客机发动机，许多人会想到1979年定型的国产涡扇-8发动机。涡扇-8发动机就是在上海研发出来的。其作为为国产大飞机运-10配套的发动机，曾是运-10的“心脏”之一，先后飞到北京、乌鲁木齐、郑州、合肥、广州、昆明、成都、拉萨等地，累计试飞130次，飞行时间170小时，各项性能达到设计指标。

但随着运-10的下马，涡扇-8项目亦下马。原因是多方面的，但根本的一个原因在于——造得出能够使用的飞机和发动机，并不意味着投入商用能够赚钱。二十年弹指一挥间。由国产大型客机C919项目上马，为国产大飞机配备“中国心”，发展出国内的航空发动机供应商，成了题中之义。

2009年1月18日，由中国航空工业集团公司与上海烟草集团有限责任公司、上海电气（集团）总公司、上海国盛（集团）有限公司共同出资组建中国航发商用航空发动机有限责任公司，简称“中国航发商发”。在选择国外发动机生产商为C919服务的同时，国产大客机发动机验证机项目于此始启动，然后开始了一个台阶一个台阶的登攀。

2013年由概念设计阶段转入初步设计阶段。2016年7月4日和5日，工业和信息化部在上海组织召开大型客机发动机验证机项目初步设计评审暨转入详细设计阶段会议。由中国工程院院士刘大响担任主任的评审委员会经过两天的认真质询、评审后认为，大型客机发动机验证机项目初步设计阶段研制工作已基本完成，形成工程图7800余张，技术报告2700余份，完成部件系统试验423项，根据试验结果完成工程图优化2300余张，更新技术报告500余份，发动机总体技术方案合理可行，达到了既定目标，可以转入详细设计阶段。

2016年12月，中国航发商发与中国商用飞机有限责任公司签订C919飞机系列动力装置意向书，被正式确认为C919飞机国内动力装置提供商。

2017年4月，中航发向中国民用航空适航审定中心递交了为国产大飞机配套的唯一国产动力CJ-1000A项目适航工作联系函。

半年多以之后，2017年12月，CJ-1000AX首台整机完成装配。2018年3月30日，其在上海临港总装试车台完成了全部调试工作。4月3日通过了试验前评审，之后落实专家代表提出的各项意见建议后，首次点火，一次成功。

在研发过程中，中国航发商发先后突破了钛合金宽弦高空心率风扇叶片、铝合金大型薄壁风扇包容机匣、3D打印燃烧室燃油喷嘴等多项试制关键技术。近日首次点火一次成功，初步验证了各部件及相关系统的功能和匹配性，后续将开展发动机整机初步性能摸底试验。

从2013年之前的概念设计阶段，到如今点火成功，开始整机初步性能摸底试验，中国航发商发遵循“主制造商－供应商”研制模式，积极拓展国内外供应商资源网络，依托中国航空研究院上海分院构建产学研协同创新体系，目前已有110多家全球合作伙伴参与中国商用航空发动机产业，涉及产品研发、制造、原材料以及试验测试等领域。

融入世界，未来，将有可能让中国航发商发成为国外飞机制造企业的供应商吗？目前看，一切皆有可能。


来源： 新民周刊