据《华尔街日报》、《纽约时报》2月15日的报道，美国政府因担心中国对发动机技术的逆向研发，正考虑阻止通用电气（GE）向中国C客机交付LEAP-1C发动机。
尽管2月18日特朗普表态不会阻止LEAP发动机出口。但这一个多月以来，伴随新冠疫情的迅速发展，美国对中国的态度不断改变，针对中国不友好的言论和措施不断出现。
凡事预则立不预则废，本文将详细分析中国航空发动机产业与欧美领先水平的差距。
航空发动机产业的特殊规律
航空发动机是作为飞机的动力系统，是典型的技术密集型、资本密集型产业，投资附加值高。但是航空发动机也有其自身的产业规律。有业内专家将航空发动机行业的特点总结为“三高一长”。
对于发动机整机性能要求高飞行包线、高推重比、高可靠性以及使用寿命长。航空发动机工作速度和飞行高度覆盖范围大，需要在雨雪、风暴、雷电、沙尘等恶劣工作条件下稳定工作。美军的F发动机的推重比已经达到10。航空发动机需要高可靠性，保证在全飞行包线和不同飞行任务下长期、反复使用。由于民用航空发动机对经济性提出更高要求，因此在使用寿命上更优于军用发动机，当今民用发动机的最长机上寿命已经超过小时，其中热端零件寿命达到小时，冷端零件寿命达到小时。空中停车率达到每飞行小时0.-0.02次。
航空发动机零部件需要满足在高压、高转速、高温条件下长时间循环往复工作。现役民用航空发动机的总增压比最高已经达到50左右（RR公司的瑞达），GE公司在研的GE9X达到了60。大中型涡扇发动机的涡轮转速最高达转/分钟。涡轮进口温度已经到°C。复杂的工作环境对航空发动机零部件的材料和加工工艺都提出的非常苛刻的要求。典型的航空发动机材料研制周期为10-20年，利用新材料研制航空发动机新零件则需要20-30年。许多发动机零部件是三维薄壁复杂曲面，对尺寸精度、形位公差、间隙配合要求极高。这些加大了航空发动机的研制难度。
航空发动机研制具有典型的高投入、高门槛、长周期的特点。以美国为例，-年间，美国在航空涡轮发动机研究和开发领域投入的金额就超过亿美元，-年间实施的综合高性能涡轮发动机技术（IHPTET）和通用经济可承受涡轮发动机技术（VATTE）投入的金额也有87亿美元。虽然平均每年的投入金额在2亿美元左右，但这些仅仅是美国政府部门组织实施的预研计划。美国航空发动机产业更大的投资方是各大航空发动机巨头。
近年来GE公司等发动机巨头在航空发动机领域的科研投入每年都要达到10亿美元之巨。普惠公司研制第一种四代军用涡扇发动机F（F-22战斗机的动力系统）时，总共投入了31亿美元。而F后续型号-F（F-35战斗机的动力系统）的研发经费更是高达90亿美元。
航空发动机的研制周期一般都需要10-20年。由于航空发动机的试验难度大，项目多，因此航空发动机的研发周期一般都很长。从航空发动机的试验项目涵盖材料级、模型级、零件级、部件级、子系统级、核心机、整机级。其中部件试验验证大约需要10万小时，子系统级试验验证大约需要4万小时，整机级别的试验一般需要1万小时的地面试验和高空台模拟试验，最后还需要小时的飞行试验。
航空发动机研发成功，可以获得巨大的经济价值。尽管航空发动机投入高、周期长、难度大，但一旦研制成功，可以带来巨大的经济价值。日本通产省曾经有过测算，按照产品单位质量创造的价值计算如果轮船为1、则汽车为9、计算机为、飞机为，航空发动机高达。以CFM56发动机为例，单台价格在-万美元之间，交付数量已经超过台，市场价值空间在亿美元之上。
深入分析中美航空发动机产业发展差距
角度一：涡扇发动机相关专利数量差距大
由于专利信息对于衡量技术创新和技术发展有重要的战略价值，通过比较分析中美两国航空发动机相关的专利信息，可以观察中国两国在航空发动机领域的创新活跃程度和差距。因此我们选择的第一个案例是比较中美两国的航空发动机专利信息。
美国涡扇发动机专利申请数量远高于中国的申请数量。根据Innograpy的专利申请数据，2年-年间，中国和美国在涡扇航空发动机领域的专利申请数量都出现了上升的趋势。但美国申请涡扇发动机相关专利数远远高于中国申请的专利，以年例，美国相关专利数量为件，中国相关数量为件。
国际航空发动机巨头是中美两国专利申请的主体。从专利申请人的角度来看，无论中国还是美国，国际航空发动机巨头是涡扇发动机专利的主要申请人。在美国排在前3的是联合技术公司（普惠公司是其子公司）、通用动力公司、罗罗公司，在中国排在前三位的是GE、赛峰公司、联合技术公司。
中国本土研究部门申请的专利占比较低，并且以高校为主。在中国的涡扇发动机专利申请数量中，中国自己的研究部门排在最前面的是南京航空航天大学、中国商发分别排在第5、6位，北京航空航天大学、西北工业大学分别排在第9、10位。我们观察到2-年间，中国本土研究部门申请的专利数量也在不断上升，但依然只占中国整个涡扇发动机专利申请量的10%左右。以年为例，中国涡扇发动机专利申请总量是件，其中中国本部研究部门70件，占比约10%。
角度二：以外贸转包看技术封锁
中国航空发动机民用领域就是改革开放后，通过国际的外贸转包起步的。原来中航工业体系下的航空发动机生产企业开始为GE、RR、普惠这样的国际巨头生产民用发动机的零部件：叶片、环、机匣。通过转包贸易，中国航空发动机产业的管理水平、技术能力都得到一定提升。
航空转包生产一般分为三个层次：
1、一般性转包：项目成功运作的补充因素，非决定性因素；
2、重要性转包：有一定技术挑战性，对项目成功很重要；
3、关键性转包：技术含量高，关系到项目的成败。
中航工业与空中客车公司联合在天津建设了A的总装厂，中航飞机是A天津总装厂机翼的独家供应商。波音公司也在舟山规划了BMAX的交付中心。中国航空制造业在飞机转包领域开始从一般性转包逐渐进入重要性转包和关键性转包领域。
航空发动机领域国际巨头对中国封锁更加严密。而在航空发动机领域，中国航空发动机制造企业大都还是从事低压压气机叶片、环、盘这样的零部件制造。很少承接单元体、关键系统的转包业务。国际巨头与中国航空发动机产业在高端项目上的合作就更少。C的重要分系统中，只有发动机没有成立合资的项目公司。
对比中国航空发动机和飞机零部件-年转包交付情况可以发现：飞机零部件转包交付额伴随中国进口飞机的数量增加持续上升，但航空发动机转包在年后的基本停止增长。
角度三：风扇叶片自适应加工技术-鸡蛋上雕刻
风扇叶片作为涡扇发动机进气道一级叶片，提供全部的外涵推力。对于现代涡扇发动机，尤其是大涵道比涡扇发动机，风扇叶片的结构形式和气动特性对发动机性能参数有重要影响。
涡轮风扇发动机的风扇叶片最早的结构形式是大尺寸窄弦实心叶片，为了防止颤振和共振，叶片的中部带有减震凸台。为了提高气动效率、降低工作噪声和提高抗损能力，在’s年代，以罗罗公司为代表的西方航空发动机巨头开发了宽弦无凸台风扇叶片，此后为了减重，又研制了采用蜂窝夹心结构的钛合金面板。
为了进一步减重，三角形桁架空心结构取代蜂窝芯结构，风扇叶片的尺寸越大，空心率越高。在上世纪90年代末，为了增强气动性能、降低工作噪声，在采用三角形桁架空心结构形式不变的前提下，第三代风扇叶片采用后掠式外形。拥有后掠叶型和三角形桁架空心结构的钛合金风扇叶片是当前涡扇发动机采用的主要风扇叶片形式。
随着复合材料技术的高速发展，复合材料叶身包裹钛合金边形式的风扇叶片也逐渐问世，具有代表性的是GE公司的GE90、GE9X、GEnx和罗·罗公司的Advance、UltraFan发动机。复合材料风扇叶片有重量轻、叶片少、噪音低、油耗低等优势。在是民用航空发动机上有着很好的发展前景。
但是复合材料风扇叶片的研制周期长、制造和维护成本高、工艺稳定性差、适航经验少较大的应用前景，特别是军用领域，复合材料风扇叶片更难取代钛合金风扇叶片。在相当长的时间内钛合金宽弦空心风扇叶片在先进涡扇发动机中仍将占据着绝对主导地位。
当前我国现役涡扇发动机仍然采用实心钛合金风扇叶片系统，比国际主流的后掠叶型和三角形桁架空心结构的钛合金风扇叶片落后2-3代。
中国在钛合金风扇叶片领域落后，一个重要原因是钛合金空心风扇叶片结构复杂、加工困难。钛合金空心风扇叶片结构特征主要包括叶尖、叶身、前后缘、圆弧榫齿叶根和三角形桁架空心结构。相比于零件CAD模型，钛合金空心风扇叶片毛坯的叶身同为复杂样条曲面，留有0.10~0.15mm的抛修量。国际上在加工这样复杂零件的一种常用方法是自适应加工技术。
自适应加工是一项综合性加工方法，集成了在机测量、模型配准、模型重构等多项关键技术。如果加工对象是薄壁弱刚性零件，还应集成加工变形预测及误差补偿技术。德国、英国等在自适应加工的技术研发和商业化处于领先地位。具有代表性的是德国BCT公司、英国Delcam公司、TTL公司，通过和Hamuel、STARRAG等先进机床厂合作，向罗·罗、普惠和GE提供完整的自适应加工软硬件系统，用于航空发动机零件的制造和修复。
在自适应加工技术领域，国际巨头在上世纪90年代已经进入商业应用阶段，而中国在自适应加工技术方面的研究仍处于突破关键技术阶段。
角度四：全权限数字控制系统才获突破
发动机控制系统是航空发动机的重要组成部分，我们选取的第4个观察角度是航空发动机控制系统。现代航空发动机基本都采用全权限数字电子控制（FADEC）。中国部分发动机的控制系统也实现了全权限数字电子控制。
航空发动机控制系统经过液压机械控制、液压控制+电子调节器，发展到全权限数字控制系统。中国大量进口的AL-31F就是采用的液压机械+电子调节器的控制系统。AL-31F使用的上世纪70年代的技术，而中国自行研制的主力军用涡扇发动机涡扇-10经过逐步改进已经采用了FADEC（国际上’s的技术）。
中国正在研制的涡扇-15是为歼-20准备的动力系统，对标F22使用的F发动机。F采取的是第三代全权限数字电子控制系统：双通道全权限数字控制+飞发一体化控制+主动热管理+主动模型控制+燃油系统重构+健康管理。我们认为涡扇-15的航空发动机控制系统应该可以达到F的水平。但需要指出的是F发动机是20世纪初的产品，而F35采用的F发动机已经开始采用下一代FADEC技术。
综合以上分析，我们认为在航空发动机控制领域中国与世界先进水平的差距还有15-20年。
