今年5月，中国制造又传来一个好消息，世界最强船用发动机面世。我国自主研发并制造的世界最大船用双燃料发动机取得了成功，并向全球市场开放。那么许多人不禁会产生这样的疑问，为什么中国能造出世界领先的船用发动机，却造不出航空发动机呢？我们先来看看两者之间的区别：一、结构不同普通柴油机的供油系统是由发动机凸轮轴驱动，借助于高压油泵将柴油输送到各缸燃油室。现代涡轮喷气发动机的结构由进气道、压气机、燃烧室、涡轮和微喷管组成，战斗机的涡轮和尾喷管间还有加力燃烧室。燃气轮机在空气和燃气的主要流程中，只有压气机（Compressor）、燃烧室（Combustor)和燃气透平（Turbine）这三大部件组成的燃气轮机循环通称为简单循环。燃气轮机是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械，是一种旋转叶轮式发动机。二、特点不同燃气轮机体积小、重量轻、启动快、少用或不用冷却水等一系列优点。柴油发动机的优点是扭矩大、经济性能好。航空发动机比一般的发动机动力大，质量好，精密度更高。三、工作原理不同燃气轮机把燃料的化学能转化为热能，又把部分热能转变成机械能，是以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械。柴油发动机的工作过程与汽油发动机有许多相同的地方，每个工作循环也经历进气、压缩、做功、排气4个冲程。但由于柴油机用的燃料是柴油，它的粘度比汽油大，不容易被蒸发，而其自燃温度却比汽油低，因此，可燃混合气体的形成及点火方式都与汽油机不同。不同之处还在于，柴油发动机的气缸中的混合气是压燃的，而非点燃的。柴油发动机工作时，进入气缸的是空气，气缸中的空气压缩到终点的时候，温度可以达到-C°，压力可以达到40-50个大气压。四、应用领域不同航空发动机已经发展成为可靠性极高的成熟产品，正在使用的航空发动机包括涡轮喷气/涡轮风扇发动机、涡轮轴/涡轮螺旋桨发动机、冲压式发动机和活塞式发动机等多种类型，不仅作为各种用途的军民用飞机、无人机和巡航导弹动力。舰燃气轮机动力装置自50年代末起，尤其是60年代中期以来，已得到了极其广泛的应用。功率总数日益增长，装舰使用范围日益扩大，已由快艇发展到了护卫舰、导弹驱逐舰、巡洋舰和直升机航空母舰等。柴油发动机主要应用于最终配套产品，比如大功率高速柴油机主要配套重型汽车、大型客车、工程机械、船舶、发电机组等。我国能在船用柴油发动机领域取得领先优势的原因在于：船用发动机属于巨型发动机，排水量超过一万吨到十万吨及以上的超级海轮基本上都采用重油为燃料的低速发动机。目前由于中国是超级海轮的生产大国，当然其所使用的发动机生产也在中国，这就给予中国的船用发动机行业一个快速发展的机遇，名列世界第一也不为奇怪。当然其主要原因应该是这类巨型发动机的制造过程基本采用人工，无法大量采用机器人和流水线，也不适合西方国家的高工资、高福利的工厂。在同等发展条件下，为什么船用发动机进展神速，而航空发动机却步履蹒跚，始终赶不上来呢？相比之下，中国制造的电冰箱、电视机、手机、雷达、火箭、飞船都慢慢赶上来了：洛阳光电展上曝光的歼击机最新航电系统直追F22，美国人看了也大吃一惊；中国空空导弹专家满脸骄傲地说，我们距离美国人，也就10年吧；美国官方认为，中国的空警，在技术体制先进性上超过了美国现有装备一代。在武器装备上，我们很多东西距离美国的距离就是10年，至少没有代差。而航空发动机，差一代到一代半。原因在于，航空发动机工业涉及的面太广了。一、设计当年我国从苏联得到了中国涡喷-5（用于歼5）和涡喷-6（用于歼6）、涡喷7（用于歼7）的图纸、技术工艺资料和样机，但是有两样东西我们没有得到，一是设计原理，二是设计实验数据。这也就是为什么，50年代，中美之间的差距也就是半代到一代，到现在差距反而更大了的原因。能造出来，并不代表能设计这样的发动机了，你的制造能力也许和人家差半代。但你的设计能力差多少？不知道，因为我们是从零开始，没法比。没有设计能力，别说设计新发动机，就是对现有发动机做改动，都不知道该怎么改。我国原来仿造了那么多航空发动机，想提高性能，大多只能通过减少安全储备和寿命储备，是以牺牲可靠性和安全为代价的。而航空发达国家，在现有发动机整个结构不变的情况下，只做一些局部的小改进，就可以使发动机的性能有较大幅度的提高。5-10年左右提高到原型机的%是很正常的，而且不影响寿命和强度。没有设计能力，别说改，就是发挥现有能力都不知道如何下手。二、材料和工艺航空发动机的材料，有上千种之多，从钢、合金钢、铝合金到钛合金、陶瓷、单晶高温合金……生产这些材料，需要工艺。例如高温合金所需工艺：定向凝固、单晶生长、粉末冶金、机械合金化、陶瓷型芯、陶瓷过滤、等温锻造等，工艺相当多。现在美国人第4代单晶合金出来了，中国第2代还很少呢，这方面至少有30年的差距。另一方面，加工工艺。有了材料还需要加工，比如发动机的叶片，最高级的要采用：定向凝固无余量精铸复合冷却空心涡轮叶片。美国的空心定向和单晶合金叶片的生产加工合格率70%-90%，中国也就是30%-40%，有些型号甚至不到10%。又比如钛合金，现在钛合金有钱就可以买到，但很多国家买到却加工不了。美国F-22飞机中尺寸最大的Ti6AI4V钛合金整体加强框，零件重量不足kg，而其毛坯模锻件重达kg，材料利用率不到4.90%，数控加工周期长达半年以上。直到现在，能完整加工钛合金的国家只有4个，即美俄日中。还有机床，目前中国是世界第一大机床消费大国和数控机床进口大国，而数控系统是数控机床的重要组成部分，其成本占机床成本的30%-50%。而中国高档数控系统约70%的份额被海外数控公司所占有。三、试验以上所说的设计理论和生产工艺，都是需要大量的试验来验证的。如我国的空心涡轮叶片，制造出来后发生断裂故障，分析找出原因改进后，又经过0多次冷热冲击循环试验，叶片完好无损。这才通过大量考核试验，证明故障原因分析正确，排除故障有效。而这些反复试验是需要耗费大量时间的。总而言之，航空发动机是对整个国家工业基础的大考。看看德国和日本，二战前航空发动机发展都很不错，二战后美国一限制，到现在这两国汽车发动机做的那么好，可航空发动机就是不行，因为缺环节，整个航空发动机的产业链已经不完整了。所以现在德国不造飞机了，索性买飞机，而日本虽然造飞机，但发动机买美国的。尽管日本的材料科学非常发达，结果仍然不得不在航空发动机项目上止步。我国直到年才有了完全依靠自己努力研发的一款航空发动机，即“昆仑”发动机，但也仅仅达到人家年的涡喷技术水平。目前，世界上只有5个具有独立完整的航空发动机设计生产能力的国家，也就是安理会5个常任理事国。尽管中国的航空发动机与世界先进水平的差距还很大，但毕竟现在我们已经起步了，并且正在奋起直追的路上不断前进，相信善于带给世界惊喜的中国人，能够尽快造出属于自己的航空发动机！

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