為什么造不出C919發(fā)動(dòng)機(jī)，真相遠(yuǎn)比你想象的更殘酷

文 | 難得君

每當(dāng)國產(chǎn)大飛機(jī)C919的身影掠過藍(lán)天，一個(gè)我們必須冷靜直面的事實(shí)是：為C919提供澎湃動(dòng)力的“心臟”——LEAP-1C發(fā)動(dòng)機(jī)，至今仍來自美國通用電氣（GE）與法國賽峰集團(tuán)的合資公司。

這種感覺，熟悉又復(fù)雜。它像極了二十年前，國產(chǎn)汽車擁有了自主設(shè)計(jì)的外觀，但核心的發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱卻仍依賴三菱、大眾等國外供應(yīng)商。那份“心中不甘”，背后是一個(gè)遠(yuǎn)比我們想象中更龐大、更堅(jiān)固的技術(shù)壁壘。

有人會(huì)問：國家能把航天員送上太空，能造出“嫦娥”、“天問”，為什么偏偏造不出一款量產(chǎn)的民用大飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)？

答案的殘酷之處在于，“特制”與“量產(chǎn)”之間，隔著一條名為“極端可靠性與經(jīng)濟(jì)性”的鴻溝。

航天發(fā)動(dòng)機(jī)是集全國之力打造的，它往往只需在發(fā)射的幾十分鐘內(nèi)極致燃燒，完成任務(wù)；而民航發(fā)動(dòng)機(jī)，則是需要在商業(yè)市場上搏殺的“商業(yè)產(chǎn)品”，它必須保證在數(shù)萬小時(shí)的飛行中，面對雷暴、冰雹、極寒酷熱等各種極端天氣，穩(wěn)定、安全、高效地工作，同時(shí)還要控制油耗、降低噪音、便于維護(hù)。

一次航天發(fā)射可以等待最佳天氣窗口，而民航航班必須風(fēng)雨無阻。更關(guān)鍵的是，一旦某型民航發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)系統(tǒng)性設(shè)計(jì)缺陷，可能導(dǎo)致全球同型號(hào)機(jī)隊(duì)停飛，帶來的直接經(jīng)濟(jì)損失可達(dá)數(shù)百億，而品牌信譽(yù)的損失更是無法估量。

因此，民航大飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，被公認(rèn)為“現(xiàn)代工業(yè)皇冠上的明珠”。

這顆明珠，目前全球僅有英國羅羅、美國通用電氣、普惠以及法國的賽峰有能力真正摘取。而美國，在其中占據(jù)著毋庸置疑的領(lǐng)先地位。

▌美國制造的真正壁壘：不是圖紙，是體系

人們常常陷入一個(gè)誤區(qū)，認(rèn)為高端制造就是掌握幾個(gè)核心技術(shù)點(diǎn)。

但真正的殘酷真相是：美國在航空發(fā)動(dòng)機(jī)等領(lǐng)域的優(yōu)勢，是一個(gè)歷時(shí)數(shù)十年構(gòu)建的、深不可測的完整技術(shù)生態(tài)體系。

這就像一位絕頂高手，即使將武功心法攤開給你看，你也無法修煉，因?yàn)閮?nèi)功的積累、經(jīng)脈的錘煉、對招式的億萬次體悟，是無法復(fù)制的。

以向C919提供發(fā)動(dòng)機(jī)的GE公司為例，其旗下的CFM國際公司（與賽峰合資）生產(chǎn)的LEAP發(fā)動(dòng)機(jī)，是當(dāng)今全球最暢銷的單通道客機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，幾乎壟斷了波音737 MAX和空客A320neo的動(dòng)力系統(tǒng)，訂單排到數(shù)年之后，是真正的“天空印鈔機(jī)”。

在巴黎航展等國際盛會(huì)上，GE甚至敢將LEAP發(fā)動(dòng)機(jī)的整流罩打開，讓內(nèi)部結(jié)構(gòu)完全暴露在競爭對手和媒體鏡頭前，允許你近距離觀察、測量。

這種“技術(shù)裸奔”的姿態(tài)，背后是一種基于絕對實(shí)力的自信。

其潛臺(tái)詞是：“看吧，就算你知道每一個(gè)零件長什么樣，甚至給你圖紙和實(shí)物，你也造不出來，更別說達(dá)到我的性能、可靠性和壽命。”

為什么？

材料是第一道鬼門關(guān)。

發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片需要在超過1700℃的高溫燃?xì)庵谐掷m(xù)高速旋轉(zhuǎn)，而普通高溫合金的熔點(diǎn)僅在1400℃左右。這相當(dāng)于要求一塊冰在沸騰的鋼水中保持形狀而不融化。

美國通過數(shù)十年投入，掌握了單晶高溫合金和陶瓷基復(fù)合材料的制備與加工核心技術(shù)。

這不是知道配方就能解決的，從熔煉、定向凝固到復(fù)雜的熱處理工藝，每一個(gè)參數(shù)背后都是海量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)積累，這些知識(shí)深鎖在企業(yè)的數(shù)據(jù)庫和工程師的頭腦中，極難逆向突破。

其次是極致的工藝。

以葉片上的氣膜冷卻孔為例，工程師需要在葉片上打出成千上萬個(gè)直徑在微米級(jí)、角度與深度各異的微小氣孔，形成一層保護(hù)氣膜。

這相當(dāng)于在高速旋轉(zhuǎn)的、極其昂貴的“特殊金屬豆腐”上，用激光雕刻出一幅精密的《清明上河圖》，且不能有一絲偏差。

美國在激光鉆孔、電火花加工等超精密制造工藝上的領(lǐng)先，是第二道壁壘。

然而，最核心、最隱形的壁壘，或許在于工業(yè)軟件與數(shù)據(jù)構(gòu)成的“數(shù)字護(hù)城河”。

現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)，完全依賴CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）、CAE（計(jì)算機(jī)輔助工程）等軟件，而這些底層工具鏈的生態(tài)，幾乎被美國公司壟斷。

更重要的是，像GE這樣的巨頭，通過其工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)Predix，已經(jīng)積累了其發(fā)動(dòng)機(jī)在全球飛行中產(chǎn)生的數(shù)億小時(shí)的運(yùn)行數(shù)據(jù)。

這些在真實(shí)嚴(yán)酷環(huán)境下產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)，是優(yōu)化設(shè)計(jì)、預(yù)測故障、提升效率的“金礦”。

當(dāng)追趕者還在為獲取幾千小時(shí)試驗(yàn)數(shù)據(jù)而掙扎時(shí)，領(lǐng)先者已經(jīng)利用真實(shí)世界的數(shù)據(jù)完成了上萬次的仿真迭代和設(shè)計(jì)優(yōu)化。

這種基于時(shí)間與規(guī)模積累的數(shù)據(jù)優(yōu)勢，形成了后來者短期內(nèi)無法跨越的鴻溝。

▌前路漫漫，唯有腳踏實(shí)地

C919的成功量產(chǎn)證明了國內(nèi)在系統(tǒng)集成、機(jī)身設(shè)計(jì)、適航取證等龐大體系上具有一定的能力。

但是，要想造出像樣的發(fā)動(dòng)機(jī)，不是電池車的冰箱彩電大沙發(fā)，嘴炮意淫是沒用的，需要極致耐心、長期主義和對科學(xué)無限的敬畏。

這條路沒有捷徑。它要求我們不僅在材料科學(xué)、流體力學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科上狠下功夫，更要培育能滋養(yǎng)頂級(jí)工業(yè)軟件生長的土壤，要構(gòu)建能夠積累和運(yùn)用海量數(shù)據(jù)的技術(shù)生態(tài)，要尊重常識(shí)，要尊重工藝。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)，是橫亙在面前最險(xiǎn)峻的技術(shù)高峰之一。它的殘酷，在于其體系的復(fù)雜與時(shí)間的漫長。

這條路很難，很殘酷，但要成為真正的工業(yè)強(qiáng)國，就必須走。