近日,第九届中国航空科学技术大会上,2026年度中国航空学会科学技术奖揭晓。20位两院院士、3586名科技工作者到场,本年度共授予100个项目,而唯一的特等奖,颁给了“AES100民用涡轴发动机”。
看到这里,很多小伙伴可能会疑惑,这台发动机个头不大,起飞功率≥1100kW,凭什么拿下航空领域的重磅奖项?今天我们就来聊聊。
航空动力里的“另类选手”
说起航空发动机,大家最熟悉的就是客机、战斗机上的涡扇、涡喷发动机。它们的工作原理是燃烧产生高温高压燃气,快速向后喷气,靠着反推力推着飞机往前飞。
但涡轴发动机走的是完全不同的路线,主要应用于直升机。它不靠喷气推力飞行,核心任务是输出轴动力,带动旋翼工作。但涡轴同样属于燃气轮机,拥有压气机、燃烧室、涡轮这些重要部件。
工作时,空气被压气机压缩送入燃烧室,和燃油混合燃烧,产生高温燃气。燃气首先吹动燃气发生器涡轮,这一级涡轮只提取足够的能量来驱动压气机,维持发动机持续循环。燃气剩余的能量,继续向后吹动独立的自由动力涡轮。自由动力涡轮和前面的燃气发生器转子没有机械连接,靠燃气气动驱动,旋转产生扭矩,通过传动轴传递到直升机主减速器,减速之后带动头顶主旋翼转动,实现直升机起飞、悬停与机动。
国产AES100发动机
AES100发动机是由中国航发湖南动力机械研究所自主设计研发、中国航发南方工业有限公司牵头生产的发动机,中国第一型完全自主创新研制、具有当代国际先进水平的第四代民用涡轴发动机。
主要用于民用直升机、倾转旋翼机,起飞功率≥1100 kW,起飞耗油率≤0.276 kg/(kW·h),发动机外廓尺寸1161mm×614mm×690mm,翻修间隔期(TBO)≥3000h。
整机采用先进材料和功能部件,具有高效率、低油耗、长寿命、高安全性等优势,可满足双发5—6吨级直升机和单发3—4吨级直升机动力需求。发动机寿命、耗油率等技术指标达到国际第四代涡轴发动机技术水平,配有独立的健康管理系统。
小机身藏着大工艺
别看AES100体积不大,内部的工作环境十分苛刻。燃烧室里温度达到上千摄氏度,涡轮部件要在高温、高转速、巨大离心力叠加的环境下长时间持续运转,还要扛住氧化、气流冲刷和反复交变载荷,一台涡轴,就是高端特种材料的浓缩集合。
发动机最核心的涡轮叶片,采用单晶高温合金。这种材料没有横向晶界,在高温下不容易蠕变、变形、断裂,是航发热端部件的关键材料,也是国内多年攻关拿下的技术成果。带动叶片一起旋转的涡轮盘,选用粉末高温合金,借助粉末冶金工艺,材料内部组织均匀细密,抗疲劳能力强,扛得住数万转带来的巨大离心载荷。
压气机、机匣这类温度相对低一些的构件,多用钛合金打造,在减重的同时保证结构强度,提升整机功重比。部分高温隔热和燃烧室构件用上陶瓷基复合材料,耐高温能力超过传统金属,能减少冷却空气消耗,进一步省油。高温零件表面还会喷涂一层热障涂层,相当于给零件穿上隔热防护服,阻挡高温燃气侵蚀,延长部件使用寿命。除了这些大件,高速轴承、密封件、传感器、燃油控制系统,每一个小部件都有对应的特殊材料和工艺要求。
从单台机器到完整产业链
AES100能拿到特等奖,不单单是这台发动机本身设计做得好,更在于一个型号的研发,带动国内民用涡轴动力走完了全链条自主化的道路,摆脱过去对外依赖的局面。
上游供应链层面,为了满足AES100的试制和量产,国内特种冶金、精密铸件、粉末盘制造、高温涂层、复合材料等企业跟着同步升级。过去很多需要外购的材料、零部件,在项目推进中实现国产化稳定供货。
这些生产线和工艺能力不只服务AES100,还能复用在地面燃气轮机、其他航空动力装备上,夯实高端材料产业基础。
在制造环节,航发零件加工精度要求达到微米级,叶片型面、涡轮盘榫槽加工容错空间极小。AES100的研制,倒逼国内五轴机床、特种热处理、X光与超声无损检测等装备和工艺持续迭代。同时项目建立起符合民航适航要求的质量体系,每一个零件、每一道工序都留有完整记录,这套可追溯的质控经验,也能给其他高端装备制造提供参考。
研发验证阶段,多个院所、主机厂和适航审定中心一起搭建完整试验体系,从零部件单项试验、整机台架试车、高空模拟试验,到装机试飞验证,一步步完成考核。更关键的是,AES100完整走完民用涡轴适航验证流程,把试验方法、审定规范固化下来,给后续其他民用涡轴、涡桨以及倾转旋翼机动力型号取证,铺好了路。
放到下游市场,国产动力成熟之后,国内直升机主机厂就有稳定可靠的动力选择,不再受国外发动机供货限制。随之带动直升机制造、通航运营、飞行员培训、维修保障、航材备件等产业发展。航空发动机全生命周期的维护市场体量巨大,维修、大修、备件供应会形成长期产业需求。研发中积累的转子动力学、高温热管理、智能控制等技术,还能向外输出,用在船舶动力、分布式能源、工业透平等领域,带动更广范围的高端制造进步。
AES100民用涡轴发动机,单看只是一台尺寸不大的航空动力。但它是国内通用航空产业的重要牵引项目。它的成功,不是单点技术的小突破,而是材料、制造、试验、适航标准、产业生态的系统性跨越。
从过去动力受制于人,到如今打通全产业链自主可控,这台小小的发动机,为我国民用直升机、倾转旋翼机等飞行器的发展提供动力支撑,也为国内高端装备持续攻关积攒了宝贵经验。



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