据《兵工科技》杂志近日援引央视的消息称，中国科学院在2021年新年伊始于航空发动机领域取得了重大技术突破。据悉此前所研发的钛铝合金涡轮叶片已经经过了严格的振动疲劳考核，随后将在最短时间内装机CJ1000A发动机进行测试。而此前随着中美贸易战程度的不断加深，美国方面就传出了断供C919客机发动机（LEAP-X涡扇发动机）的消息。如果美国未来决定掐断LEAP-X涡扇发动机的供应，那么我们也能够拿出相同等级的发动机，进而保证国产大飞机的研发进度，同时也能为C929客机和运-20的进一步改进打下坚实的基础。

WS-10系列发动机已经相当成熟

实际上一直以来我国在航空发动机的总体设计上处于世界一流水平，无论是国产化“斯贝”发动机得来的WS-9，还是通过CFM-56核心机研发而来的WS-10都足以证明我国在大推力军用涡扇发动机领域有着不小的技术积淀。而仿制改进俄罗斯D-30KP-2航空发动机而来的WS-18发动机也已经装配运-20使用，这也能够说明我国已经有了成熟的大涵道涡扇发动机设计改进技术。但是一直以来困扰我国发动机发展的并不是设计技术，而是涉及到材料学和精加工等方面的先进涡轮叶片技术。

喷气航空发动机结构

众所周知，航空发动机一直是“航空工业皇冠上的明珠”，而航空发动机的重中之重便是发动机叶片。从喷气式航空发动机的工作原理来看，航空发动机的运作过程比较简单。空气通过风扇的高速旋转被吸入低压压气机，然后进一步压缩后进入高压压气机。此后压缩空气进入燃烧室和燃料混合燃烧膨胀，最终经过尾喷排出形成巨大的推力。而从整个发动机的构成来看，其机械结构也是相当简单的，仅仅只有两个主要旋转部分，即压气机和涡轮，还有一个或者若干个燃烧室。而凭借着我国在航空航天领域多年的积淀，我国如果仅仅只是要设计一款先进发动机，那么相关的难度并不大。但是工作原理、机械结构以及设计工作简单就不意味着生产航空发动机就很简单。

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随着现代喷气发动机的不断发展和飞机的不断发展，各国军方根据不同飞机的要求对喷气发动机提出了不同的要求。如战斗机要求更好的经济性和更大的推力，这就使得工程师们在不断地提压缩高空气在涡轮前的温度，因为只有这样空气进入燃烧室和燃料混合后才能更加充分的燃烧，进而提高推力和经济性。但是对于大型飞机，往往在要求提高推力的同时，还要求更高的经济性、可靠性以及安静性等指标。所以无论是大型运输机还是客机往往都会选择涵道更大的发动机，这样做能够明显地提高发动机的经济性、可靠性以及安静性。但是无论小涵道发动机还是大涵道发动机都会要求更高的涡轮前燃温度，这就要求涡轮风扇的转速更高。除此之外，涡轮风扇还要承受超过一千度的高温。也就是说喷气发动机不仅要承受高速旋转所带来的巨大离心力，还要承受高温，这就对涡轮叶片的性能提出了非常高的要求。

F-119发动机相当先进

以目前最先进的美国F-119发动机为例，其采用了单晶高温合金技术的发动机叶片就能够承受高达1649～1760℃的温度。而我国目前最成熟的WS-10系列发动机远远无法与之相比，而且采用镍基高温合金的WS-10涡轮叶片由于加入了稀有珍贵金属，整个造价也是相当的高昂。如果说要将这种技术使用到CJ1000A发动机上，那么对于追求极致性价比的C919客机来说无疑是不能接受的，因此中科院就选择了铝钛合金这种相对成本较低的合金技术。而经过长时间各种不同配方的试验、各种新型冶炼技术的探索，我国目前已经研发出了比较成熟的钛铝合金涡轮叶片。

C919客机

为了能够进一步提高钛铝合金涡轮叶片的耐高温性能，我国也创新性地通过复杂的表面反应，给钛铝合金涡轮叶片形成耐高温高性能涂层的办法。而随着振动疲劳测试的完美通过，也说明了我国此前所摸索出的一系列新工艺和新配方的先进性。而我国一直以来在高音速风动、高空试车台等配套设施方面的建设一直位于世界一流水平，这也就意味着一旦新的发动机叶片装机试车，其进度将会远比我们所估计的要快，未来C919客机大规模换装国产发动机的梦想就在眼前。

运-20大型运输机

另外CJ1000A发动机一旦大规模生产，也完全为运-20运输机换装，届时运-20凭借着更大的推力和经济性，将会成为我国预警机等特种飞机的最佳平台，同时也将完全释放运-20的运输潜能，为战略空军的建设打下坚实的基础。总的来说，中科院此次在钛铝合金涡轮叶片方面取得的突破是巨大的，未来可以进一步运用于其他喷气发动机之上，这也能够在一定程度上解决我国航空工业一直以来的“心脏病”问题。最重要的是，这也将解决国产大飞机被美国卡脖子的问题！