圖注：近日飛抵珠海航展現(xiàn)場的量產(chǎn)版殲—10B戰(zhàn)斗機(jī)，其發(fā)動(dòng)機(jī)仍然是從俄羅斯采購的AL—31FN(從尾噴口長于水平尾翼、黑色、斂散條密集等特征可以辨別)，這間接證明國產(chǎn)WS—10“太行”的性能和產(chǎn)能均存在問題
縱觀美、日、英、德等汽車發(fā)動(dòng)機(jī)強(qiáng)國的發(fā)展史，其發(fā)展基礎(chǔ)都是建立在先進(jìn)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)工業(yè)之上的。美國有普拉特·惠特尼、日本有三菱和中島、英國有羅爾斯·羅伊斯、德國有巴伐利亞飛機(jī)制造廠(寶馬的前身)。在上述提到的這些公司中，有的至今仍處于全球航空發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的第一梯隊(duì)，比如普·惠和羅·羅;有的雖然不再從事航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)，但此前打下的技術(shù)基礎(chǔ)后來轉(zhuǎn)化為了它們研發(fā)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的特有優(yōu)勢，這些公司也由此成為了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的佼佼者，比如寶馬和三菱。
圖注：日本三菱重工零式戰(zhàn)斗機(jī)使用的活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，該型發(fā)動(dòng)機(jī)由日本中島飛機(jī)公司研制，如果追蹤溯源的話，中島飛機(jī)公司可以看作是斯巴魯?shù)那吧?
除了這種直接的繼承關(guān)系外，先進(jìn)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)還具有行業(yè)間的技術(shù)溢出效應(yīng)，這種技術(shù)溢出效應(yīng)直接體現(xiàn)在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工業(yè)中，這方面典型的例子是日本。在第二次世界大戰(zhàn)前后，日本國內(nèi)涌現(xiàn)出了很多專注航空工業(yè)的公司，比較知名的有三菱重工、中島飛機(jī)、川崎重工這三家。在二戰(zhàn)空戰(zhàn)中，這些公司的航空發(fā)動(dòng)機(jī)展現(xiàn)出了卓越的性能，最著名的莫過于令盟軍飛行員都頭疼的“零式”戰(zhàn)斗機(jī)，雖然零戰(zhàn)超強(qiáng)的機(jī)動(dòng)性很大程度上得益于較輕的機(jī)身和超低的翼載，但中榮飛機(jī)公司研制的“榮12”氣冷發(fā)動(dòng)機(jī)也是功不可沒的。中島飛機(jī)公司研制的“榮”系列氣冷星型活塞發(fā)動(dòng)機(jī)采用了復(fù)式多氣缸、底置凸輪軸、機(jī)械增壓等先進(jìn)技術(shù)，生產(chǎn)出來航空發(fā)動(dòng)機(jī)功率很可觀，其中功率最大的“榮31”發(fā)動(dòng)機(jī)單臺(tái)就可提供1226馬力的拉力，這一數(shù)據(jù)在當(dāng)時(shí)是相當(dāng)先進(jìn)的。
圖注：現(xiàn)收藏于博物館日本中島飛機(jī)公司“榮21”型氣冷發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片特寫，日本航空工業(yè)的金屬鍛造工藝在上世紀(jì)40年代就已經(jīng)達(dá)到了非常高的水平.
二戰(zhàn)結(jié)束之后，中島飛機(jī)公司分解為多家公司，斯巴魯就是其中的一家。鑒于日本在二戰(zhàn)中犯下的罪行，日本在二戰(zhàn)結(jié)束后受到了《和平憲法》的限制，這部憲法對戰(zhàn)后日本航空工業(yè)的發(fā)展做出了嚴(yán)格的限制，原先在中島飛機(jī)公司從事航空發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)的工程師大量進(jìn)入新成立的斯巴魯汽車公司，并在隨后成為了斯巴魯汽車研發(fā)的主力，從此開創(chuàng)了屬于斯巴魯?shù)囊粋€(gè)時(shí)代，這和瑞典薩博汽車的發(fā)展歷史非常相似。我們可以看到，斯巴魯?shù)钠嚢l(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品在當(dāng)前都是非常先進(jìn)的，最近5年的沃德十佳發(fā)動(dòng)機(jī)榜單中，斯巴魯3次上榜，這已經(jīng)足夠說明很多問題了，而斯巴魯之所以能取得如此高的成就，很大程度上靠的正是源自中島時(shí)期的機(jī)械增壓和凸輪軸技術(shù)。
圖注：日本本田和美國通用電氣合作研制的HF120渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)，該型發(fā)動(dòng)機(jī)目前已取得美國FAA的適航許可
20世紀(jì)50年代，美國因?yàn)槌r戰(zhàn)爭開始逐步放寬對日本航空工業(yè)的限制，此后，不少公司開始進(jìn)入航空領(lǐng)域，其中就包括今天的本田公司。擺脫束縛之后的日本航空企業(yè)又重新投身于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研制中，三菱重工、川崎重工、富士重工、本田等公司相繼在小推力渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域取得了不小的進(jìn)步，渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室鑄造材料、設(shè)計(jì)制造工藝、齒輪滑油系統(tǒng)、燃油噴嘴設(shè)計(jì)和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)有很多共通之處，這些技術(shù)對汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的研制具有相當(dāng)重要的指導(dǎo)意義。在行業(yè)間技術(shù)溢出效應(yīng)的影響下，日本車企的整體汽車發(fā)動(dòng)機(jī)研制能力都得到了很大的提升，本田、豐田、日產(chǎn)、三菱、斯巴魯、馬自達(dá)都研制出了技術(shù)比較成熟的發(fā)動(dòng)機(jī)。其中，三菱的發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品在很長一段時(shí)間內(nèi)一直是眾多中國自主車企的賴以生存的心臟，而三菱的技術(shù)輸入，更是成為了不少“國產(chǎn)”汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)藍(lán)本。
圖注：英國羅—羅公司為美國洛克希德馬丁公司F—35B戰(zhàn)斗機(jī)研制的發(fā)動(dòng)機(jī)升力系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)斗機(jī)STOVL能力，這套系統(tǒng)對整體葉盤和軸承的制造工藝
有很高的要求
橫向?qū)Ρ戎腥諆蓢娇展I(yè)的發(fā)展，我們可以看到，在日本的現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)足以比肩歐美的時(shí)候，新中國尚在襁褓之中，工業(yè)基礎(chǔ)近乎為零，航空工業(yè)更是無從談起。建國之后，中國的工業(yè)發(fā)展經(jīng)歷了和前蘇聯(lián)類似的過程，工業(yè)結(jié)構(gòu)過于偏向重工業(yè)，但是航空工業(yè)并沒有囊括在其中，這一時(shí)期的軍用飛機(jī)全部從蘇聯(lián)進(jìn)口，中國航空工業(yè)還僅僅停留在對蘇聯(lián)軍機(jī)的模仿、借鑒階段，遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有觸及到最關(guān)鍵的航空發(fā)動(dòng)機(jī)這個(gè)層面。此后一系列粗放而缺乏科學(xué)指導(dǎo)的生產(chǎn)方式又給中國工業(yè)，特別是鋼鐵工業(yè)的正常發(fā)展造成了極大的損傷。眾所周知，不管是航空發(fā)動(dòng)機(jī)還是汽車燃油發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室，都對燃燒室的材料和鑄造工藝有著非常高的要求，即使是毫米級的雜質(zhì)，都會(huì)影響到整臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和壽命，中國當(dāng)前的航空發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)正遭受這個(gè)問題的困擾，而一開始就粗放而簡陋的鑄造工藝，無疑要承擔(dān)很大一部分責(zé)任。
圖注：英國羅—羅公司研制的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室結(jié)構(gòu)特寫，燃油噴嘴和燃燒室的制造工藝與汽油發(fā)動(dòng)機(jī)有很多共通之處
當(dāng)以渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)為主的航空發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)入第二個(gè)發(fā)展階段的時(shí)候，中國的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)才剛剛開始引進(jìn)、仿制，以國產(chǎn)“斯貝”為開端，中國航空工業(yè)邁出了制造渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的第一步，但對精密機(jī)械制造稍有了解的人都知道，精密機(jī)械的制造就像做菜，同樣的原料、同樣的工序，好廚子和蹩腳的廚子做出來是完全不同的兩道菜，渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的制造也一樣。我們引進(jìn)了圖紙、購買了機(jī)床、備足了金屬材料，但是我們就是造不出來和別人性能、壽命相同的航空發(fā)動(dòng)機(jī)。舉個(gè)例子，中國引進(jìn)蘇—27已經(jīng)有20多年了，對配套的AL—31發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)應(yīng)該早已摸透了，但事實(shí)是，我們的渦扇—10“太行”發(fā)動(dòng)機(jī)性能和壽命至今仍然無法達(dá)到AL—31FN的水平，最要命的是產(chǎn)能還跟不上，殲—20和量產(chǎn)版殲—10B使用的發(fā)動(dòng)機(jī)仍然要從俄羅斯進(jìn)口，運(yùn)—20和轟—6K配套的D30渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)也是如此。這樣的航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造水平，如何給亟待技術(shù)支撐的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)帶來技術(shù)溢出效應(yīng)?
圖注：汽油發(fā)動(dòng)機(jī)缸體的鑄造不僅涉及到鑄造工藝的問題，還有鑄造原料的問題，如果能將航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的鑄造原料和工藝徹底掌握，那么汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的問題自然也會(huì)迎刃而解
航空發(fā)動(dòng)機(jī)和汽車發(fā)動(dòng)機(jī)之間有著千絲萬縷的聯(lián)系，二者同時(shí)又是相輔相成的，一者的技術(shù)進(jìn)步會(huì)給另一者帶來重要的指導(dǎo)作用，但總體來講，航空發(fā)動(dòng)機(jī)對汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的影響要大一些。很簡單的一點(diǎn)，現(xiàn)代軍用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)的渦前溫度可以達(dá)到1700K(開氏，約合1400攝氏度)，而汽油發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的溫度通常不會(huì)超過600K，如果能把工作溫度超過1700K的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室造好，還有什么理由擔(dān)心造不出高效耐用的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)?
圖注：2016年日內(nèi)瓦車展上的泰克魯斯·騰風(fēng)電動(dòng)超跑驅(qū)動(dòng)模塊特寫，航空渦輪—電動(dòng)是這套驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的精髓
最后再說一點(diǎn)，有人說今后汽車都進(jìn)入電動(dòng)時(shí)代了，我們只要造好電動(dòng)機(jī)就好了，汽油發(fā)動(dòng)機(jī)造不好也沒關(guān)系。然而就目前蓄電池的水平來看，未來航空渦輪—電動(dòng)可能會(huì)是電動(dòng)汽車的一個(gè)重要的發(fā)展方向，今年3月驚艷日內(nèi)瓦車展的“黑科技超跑”泰克魯斯·騰風(fēng)正是運(yùn)用了基于微型航空發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪—電動(dòng)的增程技術(shù)，才達(dá)到了2000公里的超長續(xù)航里程。如果蓄電池技術(shù)在短時(shí)間內(nèi)無法取得突破性的進(jìn)展的話，渦輪—電動(dòng)的混動(dòng)方式可能真的會(huì)成為解決電動(dòng)汽車巡航里程不足的措施，到時(shí)候又回到比拼航空發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)力的時(shí)候了，現(xiàn)在還不夯實(shí)航空發(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)，到時(shí)只會(huì)被別人第三次甩在身后。