中國造不好航空發動機，曾經我也以為是材料問題 | 科技袁人_風聞

導讀

材料不行是症狀，而不是病因。

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本視頻發佈於2021年2月11日，播放量已達26萬

精彩呈現：

眾所周知，航空發動機是我國一個巨大的軟肋。究竟弱在哪兒呢？包括我在內的很多人都聽過這樣的説法：中國航空發動機不好是因為中國的材料不行。然而最近，我看到一篇“乘風航空”的文章《中國航空發動機不行到底是不是材料不行？》，發現事情遠遠比這複雜得多！

實際上，材料不行是症狀，而不是病因。每當發動機出故障，比如葉片斷裂或者渦輪破裂，人們的第一反應就是材料不行。但材料為什麼會斷裂？歸根結底是因為材料承受不住外界施加的載荷。而我們真的瞭解在這種工作狀況下載荷有多少嗎？真的瞭解材料能承受多少載荷嗎？這些才是深層原因。

有一個專業術語叫做材料設計許用數據，包括我在內的很多人都沒聽説過。它指的是各種材料在不同温度下的力學性能數據以及各種條件下的氧化/腐蝕性能數據，甚至還包括特殊環境服役數據和物理化學特性，例如耐沖蝕性能、密度、熱導率、熱膨脹係數等等。

這些許用數據是怎麼來的呢？這需要通過正確的測試方法，從多批次的測量中獲得，而且還要給一個置信區間。我國有這樣的材料數據庫嗎？有，但不全面。一些數據由於測試時間短、測試條件不正確或者測試樣本量不夠，其實是不準確的。拿着錯誤的數據進行發動機設計，那最終反映出來的，就是材料問題。

發動機的研製過程包括很多步，而其中我們最欠缺的地方就是需求定義，即定義好需求，確認好工作場景，全面整合需要達到的技術指標和詳細的單項技術要求。

以燃燒室為例，我們要定義燃燒室需要達到的温度、來流氣量和温度、燃燒效率、排放標準、燃燒室出口温度分佈等，定義這些是為了確定燃燒室設計採用多少個頭部、分配多少冷卻氣、採用何種結構的固定方式等。但是問題往往就出在這一步上。渦輪到底要多少冷氣從燃燒室內機匣的預旋噴嘴引走，才能使渦輪葉片不超温？燃燒温度和火焰筒長度到底要達到多少，才能滿足排放標準？火焰筒壁面冷卻結構到底要達到多少的綜合冷效，才能滿足氣量分配？……得，問題越來越多了，要設計簡直無從起筆。

為什麼會這樣？因為提出需求要有強大的基礎學科成績和多年的經驗數據積累，達到知其所以然的境界。現在的情況是，我們提的指標只要細細一推敲就會發現，我們到達了一個更加廣闊的未知領域，而這個未知領域的尷尬反過頭來會對需求提出質疑，從而讓我們不斷的否定自我，不斷的重新分解需求，最後進入了摸着石頭過河的兩難境地。高科技的確需要不斷地嘗試和摸索，但是別人是摸索10%的未知，而我們是摸索80%的未知，那出錯和失敗的概率就大大增加。

所以，引進國外成熟高端人才並不是要他們在一個技術領域弄出個屠龍秘籍，而是需要他們把我們的需求講清楚！有了明確的需求定義，才知道要做什麼，要攻克什麼難題。

看到這兒的時候，我想起了錢學森、郭永懷。他們對我國最大的作用就不是解決哪些具體的技術問題，而是明確兩彈一星的需求，這種戰略作用是無論多少常規人才都無法代替的。

此文後面還説了我國在很多環節的不足，包括設計工具的不足、設計體系的不足、原型製造的不足、系統集成的不足、試驗體系的不足，最後説到試營業和經營管理的不足。一個重要的問題是：

航空發動機是工業品！

航空發動機是工業品！

航空發動機是工業品！

是工業品就得考慮效率，考慮成本。我們現在還在説老師傅手藝好，打出來的零件精度高，其實這根本不是工業品應該出現的思想。如果你問我，航空發動機和芯片哪個是工業皇冠上的明珠？我覺得現階段是芯片，因為我們的航空發動機還沒完全考慮如何降成本，如何更高效的生產，還在把發動機當藝術品來生產，那你別説他是明珠了，他連索額圖都不如……

最後的結論是：我國航空發動機的落後是多方面的，雖然材料的落後是一個因素，但是設計的落後是一個更大的原因，包括設計數據、設計體系工具、設計製造協同等等。空談材料實在是頭痛醫頭、腳痛醫腳，結果只能是事倍功半。

材料是我們的上限，設計是我們的下限。

所以，我輩任重而道遠。