2015年，國務(wù)院針對中國“與發(fā)達(dá)國家相比，我國制造業(yè)創(chuàng)新能力、整體素質(zhì)和競爭力仍有明顯差距，大而不強(qiáng)”的現(xiàn)狀；制訂了國內(nèi)第一個(gè)制造強(qiáng)國戰(zhàn)略的十年行動(dòng)綱領(lǐng)，以指引我國“實(shí)現(xiàn)從制造大國向制造強(qiáng)國的轉(zhuǎn)變。”

就在2016年12月，國家制造強(qiáng)國建設(shè)戰(zhàn)略咨詢委員會(huì)發(fā)布了《中國制造 2025》重點(diǎn)領(lǐng)域技術(shù)路線圖（為行文方便，以下簡稱“綠皮書”），披露了未來十年內(nèi)我國制造業(yè)的規(guī)劃方向；其中就涵括了大量軍事裝備方面的重點(diǎn)發(fā)展突破方向，而基礎(chǔ)材料工藝和航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，就是重中之重。

一：未來十年，中國大量核心材料和工藝將從無到有，從弱到強(qiáng)

優(yōu)秀的材料，是高性能、長壽命裝備的基礎(chǔ)，但和西方強(qiáng)國相比，我國在這一方面仍然比較薄弱。綠皮書中指出，目前國內(nèi)“國民經(jīng)濟(jì)需求的百余種關(guān)鍵材料中，約三分之一國內(nèi)完全空白，約一半性能穩(wěn)定性較差，部分產(chǎn)品受到國外嚴(yán)密控制”。而未來的十年間，我國將以極大的力量突破這些關(guān)鍵的戰(zhàn)略性材料和相關(guān)的工藝、設(shè)備，力爭在2025年實(shí)現(xiàn)85%的產(chǎn)品自主供應(yīng)。

比如這兩年，我國新材料工藝中宣傳報(bào)道最火、最熱門的鈦合金3D打印技術(shù)；實(shí)際上它目前并不成熟，存在兩個(gè)方面的問題。首先是作為原材料的鈦合金粉末，我國目前對它的制造技術(shù)掌握的很不夠，現(xiàn)階段非常依賴進(jìn)口而且獲得的數(shù)量有限。在這一方面，我國力爭在2020年開始形成具備自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的先進(jìn)鈦合金打印粉末制備技術(shù)，并形成200噸級別的產(chǎn)能；在2025年要達(dá)到600噸產(chǎn)能，并實(shí)現(xiàn)80%的產(chǎn)品自主供應(yīng)。

另一方面，鈦合金3D打印的技術(shù)原理，其實(shí)是堆上一層層的鈦合金粉末，用高功率的激光將其融化、凝固，不斷累積出設(shè)計(jì)時(shí)的尺寸和形狀。但是在目前來說，這個(gè)過程中急劇加熱冷卻帶來的快速膨脹收縮，都使最終的部件里存在大量的微觀組織錯(cuò)位缺陷和很高的殘余應(yīng)力；實(shí)際強(qiáng)度和鍛造工藝產(chǎn)品并不在一個(gè)檔次，目前并不能真正用于關(guān)鍵承力結(jié)構(gòu)上——比如起落架和機(jī)身大框。

而在未來的十年中，我國將對3D打印的具體機(jī)理和設(shè)備進(jìn)行深入的優(yōu)化攻關(guān)，力爭在具體工作原理和設(shè)備性能上實(shí)現(xiàn)脫胎換骨的進(jìn)步；在2025年，使3D打印的“成形件強(qiáng)度達(dá)到鍛件標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)航空航天等結(jié)構(gòu)工程化應(yīng)用”。同時(shí)將3D打印的金屬種類也大大擴(kuò)展，包括鋁合金、甚至是發(fā)動(dòng)機(jī)等部件的高溫合金。

類似于鈦合金3D打印問題的，還有我國以碳纖維為代表的高性能纖維產(chǎn)業(yè)和相關(guān)工藝發(fā)展。比如T800碳纖維的研制成功此前不斷從十二五規(guī)劃延期到十三五規(guī)劃，而目前按照最新的綠皮書規(guī)劃，我國力爭在2025年最終實(shí)現(xiàn)該產(chǎn)品批量生產(chǎn)的性能和質(zhì)量達(dá)標(biāo)。同時(shí)開發(fā)自主的碳纖維自動(dòng)鋪放設(shè)備，力爭在2025年完成自主開發(fā)的大型飛機(jī)復(fù)合材料部件能部分通過西方適航標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證，并為制造與波音787機(jī)翼同級別產(chǎn)品的能力打下基礎(chǔ)。

而在大家最為關(guān)注的發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，我國在未來10年內(nèi)將打通整個(gè)先進(jìn)高溫合金的制備工藝流程。這一方面我國不僅打算突破產(chǎn)能上的瓶頸——實(shí)現(xiàn)高溫合金的低成本規(guī)模化生產(chǎn)，而且要“突破第四代粉末、單晶、點(diǎn)陣材料等新一代高溫合金關(guān)鍵技術(shù)?！?/p>

此外我國還將集中攻關(guān)陶瓷基復(fù)合材料等新技術(shù)，最終滿足渦扇15（殲20未來使用的發(fā)動(dòng)機(jī)，設(shè)計(jì)和性能類似于美國F22戰(zhàn)斗機(jī)裝備的F119發(fā)動(dòng)機(jī)）等型號為代表的重大航空發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)（驅(qū)逐艦等軍艦的動(dòng)力）項(xiàng)目需求。

二：大量新型發(fā)動(dòng)機(jī)將成為中國新一代飛機(jī)譜系的核心支撐力量

長期以來，航空發(fā)動(dòng)機(jī)以仿制為主、型號少，性能壽命不理想，一直是困擾我國航空工業(yè)發(fā)展的心臟病。在未來的十年中，我國規(guī)劃了一系列相當(dāng)完整的發(fā)動(dòng)機(jī)型號，涵括了各種用途和噸位級別的飛機(jī)。由于型號很多，筆者只舉其中最具有影響力和代表性的例子。

CJ-1000A大涵道比大型渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)。對于只關(guān)注國產(chǎn)軍用飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的人來說，這個(gè)編號或許比較陌生。實(shí)際上它是渦扇20的民用升級版，會(huì)更多采用一些先進(jìn)的設(shè)計(jì)和部件，以提高性能并降低油耗等使用成本；比如款弦彎掠設(shè)計(jì)的鈦合金和碳纖維復(fù)合材料風(fēng)扇，更先進(jìn)的高壓壓氣機(jī)和渦輪葉片，以及更低污染排放的燃燒室設(shè)計(jì)以滿足西方適航標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證等等。

按照規(guī)劃，CJ-1000A將在2025年投入商業(yè)運(yùn)行，裝配在C919上。從性能和定位上說，它與C919目前裝配的CFM公司的LEAP發(fā)動(dòng)機(jī)比較接近。實(shí)際上綠皮書中的CJ-1000A，很大程度上代表了整個(gè)渦扇20系列發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展規(guī)劃。隨著該發(fā)動(dòng)機(jī)的成熟和進(jìn)步，包括運(yùn)20等使用渦扇20的飛機(jī)同樣能極大的獲益——航程和最大起飛重量都能得到明顯的性能提升。

5000千瓦級大功率渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)。它將廣泛應(yīng)用于我國的各類中小型運(yùn)輸機(jī)，包括未來的運(yùn)八平臺(tái)改進(jìn)和艦載運(yùn)輸機(jī)平臺(tái)（艦載預(yù)警機(jī)也是在艦載運(yùn)輸機(jī)的基礎(chǔ)上改裝的）。新發(fā)動(dòng)機(jī)的投入使用，將使運(yùn)八系列具備實(shí)用化的高原起降能力。

目前運(yùn)八在高海拔、空氣稀薄的高原起降時(shí)，不僅需要長得多的跑道距離，而且從降落到起飛中途，發(fā)動(dòng)機(jī)不能停止工作，只能短暫停留。尤其是對于艦載機(jī)來說，我國南海等地區(qū)溫度和濕度都非常高，發(fā)動(dòng)機(jī)功率衰減非常厲害；只有高功率的發(fā)動(dòng)機(jī)，才能留出足夠的動(dòng)力儲(chǔ)備，使飛機(jī)在任何情況下都能完成短距起降的要求。

8000千瓦級大功率渦軸發(fā)動(dòng)機(jī)及其配套的大功率長壽命先進(jìn)傳動(dòng)系統(tǒng)，它將用于我國未來的重型直升機(jī)。無論是民用的搶險(xiǎn)救災(zāi)，還是軍用——尤其是配合航母、兩棲登陸艦使用，重型直升機(jī)都具備極大的價(jià)值。根據(jù)綠皮書公布的指標(biāo)，這套傳動(dòng)系統(tǒng)的最大減速功率大于15000千瓦（證明直升機(jī)采用雙發(fā)動(dòng)機(jī)布局）；首翻壽命大于5000小時(shí)。

特別值得強(qiáng)調(diào)的是，直升機(jī)減速器故障的來源中，有70%來自于重載軸承；高可靠性的重載軸承研制，是這套先進(jìn)傳動(dòng)系統(tǒng)的三大核心重點(diǎn)之一。因此這套傳動(dòng)系統(tǒng)一旦研制成功，意味著我國所有發(fā)動(dòng)機(jī)的軸承可靠性都將得到一個(gè)極大的突破。

結(jié)語：

在綠皮書中，我國未來十年里材料工藝和發(fā)動(dòng)機(jī)等基礎(chǔ)項(xiàng)目被賦予了極大的篇幅，國務(wù)院的重視由此可見一斑?？茖W(xué)工程上的任何成就，最終都是要一點(diǎn)一滴積累起來的；雖然我國在前幾十年的不重視和國力薄弱造成了今天的被動(dòng)，但是隨著未來十年內(nèi)人力、技術(shù)、資金的大規(guī)模持續(xù)投入，這些短板和空白領(lǐng)域一定將得到極大改觀。