江南官方网站下载·访《谁造就了喷气动力——航空发动机史话》作者颜冬

　　，参与了多个型号的研发和生产，对航空发动机有着深厚的感情，一直希望有一本科普著作，能系统介绍航空发动机的来龙去脉，讲讲它的前世今生和科学原理，虽然从各个角度介绍航空发动机的书籍和文章有不少，但鲜有

　　，另一个是芯片姑且不说，这种瓶颈是制约中国科技进步的“阿喀琉斯之踵”。所以，写这本书的目的，是希望能为航空发动机知识在中国的普及贡献一点绵薄之力，同时激发更多的人——特别是青少年，为祖国的动力事业进入世界前列添砖加瓦。

　　在很多年前，我也接触过中国发动机之父——吴大观，听他介绍过一些有关发动机的历史，您在本书中，是如何解读发动机的重要性的？

　　在本书的开篇，我用抗美援朝中“米格走廊”的空战来揭示飞机发动机的重要性。抗美援朝战争打的就是后勤，如果没有世界一流的喷气发动机，就没有米格-15，更没有“米格走廊”，那志愿军后勤补给线将更为艰难，战争局势可能会大不相同。然后，

　　上篇围绕“米格走廊”中敌对双方发动机诞生的过程，展示了人类经历两次工业暴风骤雨般的洗礼，昂首进入喷气时代，在朝鲜战场一决雌雄；下篇则展现了战后商用和军用航空动力激烈的竞争、技术的进步以及航空动力世界格局的形 成。全书展现了动力机械的发展，如何迅猛地改变了世界的面貌。

　　一场激烈的空战故事，让发动机动力装置展示了“国”之威力，在这样的创作过程中，您可否遇到挑战？又是如何克服的？

　　写作说起来容易做起来难，从构思开始，我首先需要捋清思路，这个思路就是哲学终极三问：我是谁？我从哪里来？我到哪里去？既要把发动机的历史脉络梳理出来，结合紧张激烈的故事，避免教科书的枯燥，让读者获得阅读乐趣；还得把科学原理穿插其中进行阐述，让读者获得知识启发。

　　，我翻阅的书籍和资料有上千万字符。在撰写过程中，我反复修改和完善相应情节，力求让故事更加紧凑、生动和感人，光构思我就用了4年多的时间，写作又用了四年多的时间，出版将近2年，可谓十年磨一剑。困难很多，但不忘初心牢记使命的坚强信念使我坚持了下来。

　　素材大概有三个方面的来源：一是中航工业的档案馆；二是市面上能够收集到的书籍；三是网上百度的资料 。主要的参考资料都列在书的后面。为了核实有关的史实，需要在各种来源之间反复比对，交叉验证，这花去很多精力。为了梳理整体脉络，我用二张4开的白纸画出时间轴，将各个事件标注在上，防止写作过程中前后顺序颠倒或错误。我将涉及的历史事件、人物故事和科学原理汇入书中，按照四个特性进行编排。

　　，因为热机的老祖宗就是蒸汽机，从纽科门发明了蒸汽机，瓦特改良了蒸汽机，促进了第一次工业，到第二次工业奥托的四冲程活塞式发动机为代表的内燃机，活塞发动机造就了莱特兄弟飞机的诞生，并在第二次世界大战中发挥了巨大的作用；到了上世纪30年代，英国和德国各自发明了涡轮喷气发动机，二战以后，美国等大国在这个基础上又把航空发动机做到了今天这样辉煌的地步。

　　，基于牛顿力学和热力学两大脉络，阐述热机的科学原理，并用伯努利原理串联起机翼、螺旋桨和发动机叶片的气体动力学原理。

　　，梳理了离心式到轴流式、单转子到双转子、三转子到齿轮传动风扇，涡桨、涡喷、涡扇到变循环背后的逻辑。

　　从蒸汽机到活塞发动机再到喷气发动机的三次跨越一脉相承，工业发达国家经过两次工业的洗礼，迄今在热力机械上有着两个半世纪的传承。

　　博尔顿资助瓦特改良蒸汽机，奥托研发四冲程发动机，戴姆勒开发汽油发动机，罗伊斯催生“墨林”发动机，伦奇勒开发“黄蜂”系列发动机，亨克尔资助瓯海因研发喷气发动机，海夫斯重用胡克接手惠特尔发动机，霍布斯引领双转子潮流，纽曼开创可调静叶及核心机理念 ......

　　喷气动力的一系列技术进步都是在市场经济的竞争机制下进行的，竞争能调动人类最深层的智力和潜力去获得胜利。前苏联虽然是计划经济，但在航空领域也有激烈的竞争，各个设计局真刀实枪凭产品实力胜出。

　　两个半世纪的积淀形成了成熟的从原材料到成附件和零部件的供应链体系，其机械设计、材料制备、冷热工艺，电子技术都达到了“State of the art”的境界。

　　经过一系列的竞争，航空发动机领域形成了以通用电气公司、普惠公司和罗罗公司为代表的三巨头，它们站在金字塔的顶端，维持至尊地位的不二法门就是对基础研究的大力投入。罗尔斯曾说“劳斯莱斯汽车应归功于科学的设计、独创的研发工作以及罗伊斯先生和他的助手，在公司物理实验室对金属材料的潜心研究，该实验室是工厂里最重要的部门。”这段话画龙点睛般说出了伟大公司成功的秘诀。

　　条理、系统和清晰，前面听您的说明介绍，有种豁然开朗的感觉，历史的脉络如此的清晰明了，真的让人有种亲眼目睹历史画面一帧一帧在眼前闪现的感觉，非常感谢您的介绍，那么接下来还想请您概述一下喷气动力的发展历程，以及它在现代航空航天领域的应用。

　　上世纪30年代，英 国的惠特尔和德国的瓯海因各自独立发明了离心式喷气发动机；接着德国的宝马公司和容克斯公司分别研发出轴流式喷气发动机；上世纪40年代罗罗公司在惠特尔发动机基础上开发出尼恩发动机， 成为米格-15的动力；通用电气公司在惠特尔发动机基础上开发出J47轴流式喷气发动机，成为F-86（米格-15的对手）的动力。上世纪50年始，普惠公司研发出双转子轴流喷气发动机J57及其民用型JT3，并在此基础上开发出JT3D、JT8D、JT9D等涡扇发动机，引领时代潮流。通用电气不甘落后，创造性研发可调静子叶片的J79涡喷发动机，然后开发出TF39大涵道比涡扇发动机，随后以核心机理念开发CF6系列；罗罗公司在AJ65涡喷发动机之后研发“康威”和“斯贝”涡扇发动机，并以破产的代价研发出三转子涡扇发动机RB211。从此形成商用航空动力“三国演义”格局。

　　的发动机大战将喷气动力提升到推重比10的水平，前者继续研发出F119和F135成为战斗机动力；后者在F101核心机基础上开发出F110发动机与普惠公司的F100发动机争夺F-15和F-16战斗机的动力，然后连横法国斯耐克玛公司（现在的赛峰公司）开发出CFM56系列涡扇发动机，取代普惠公司的JT8D成为波音737系列唯一动力，一举成为商用航空动力霸主。普惠与罗罗等5家公司合众研发V2500予以反击，不能撼动通用电气，普惠背水一战推出GTF齿轮传动风扇发动机以期实现降维打击，虽在空客A320neo与CFMI公司的LEAP平分秋色，但仍然未能取悦波音737。

　　基础上开发的“遄达”系列及通用电气公司的GEnx、GE90、GE9X等大放异彩，各项新技术层出不穷，特别是罗罗公司开创宽弦空心无凸台风扇叶片、通用电气公司开发出复合材料风扇叶片大大改变了大涵道比涡扇发动机的面貌，使波音787、777、空客A330、350等当代客机更加经济、更加环保、更加安静。

　　。贯穿热机历史的主线就是不 断提高热效率，瓦特的分离式冷凝器消除了潜热的浪费，热效率提高3/4，但仍然只有4～8%；尼古拉斯•奥托引入带压缩冲程的四冲程循环， 热效率提高到25～35%，迪塞尔发动机采用压燃式，压缩比更高，热效率达35～45%；燃气涡轮发动机阶段从弗兰克•惠特尔到今天，热效率达到45～60%。热机重组热能中一部分分子的秩序使其转化为功，剩下另一部分分子秩序更加混乱的低质量热能被排出热机。就像人类摄入食物，食物热能=人类的思考和行动能力＋粪便排放，人类不可能使摄入的食物完全转化为思考和行动能力而不排放粪便，用开尔文的表述就是：“

　　，像人一样需要肠胃好才能热效率高。肠胃好的前提是气血充足，气血在热机里就是压力和温度，它们是决定热效率的关键。但是温度越高，对材料和冷却技术的要求越高，否则涡轮和热端部件不能长期安全可靠工作；增压比越高，对气体动力学的计算、设计、仿真、试验的要求越来越高，否则压气机级数太多（推重比低），或者不能稳定工作甚至发生喘振。这就是喷气发动机的二大痛点。

　　。涡轮喷气、涡轮螺旋桨 、涡轮风扇的本质区别是涵道比不同，涵道比决定推进效率，涡轮喷气的涵道比是0，涡轮螺旋桨的涵道比20+，涡轮风扇介于之间。将推进效率与热效率链接的是转子转速。从单转子到双转子、三转子、齿轮传动风扇的演进就是在转速上做文章，让各个部件在自己最舒服的转速下运转，达到最高的效率。目前，

　　第六代自适应变循环发动机XA100，以涡轮风扇模式为主，将涡轮螺旋桨、涡轮喷气模式组合在一起，三股气流，分别是外涵气流、内涵气流和燃烧室气流，通过调节板或导向器变换气流通道，改变气流流量（涵道比），在同一台发动机上实现亚声速巡航涡桨模式，跨声速机动涡扇模式，超声速飞行涡喷模式。

　　您梳理得太棒了，关于“熵增定律”，我看过很多版本的介绍和说明，结合您对热能、热效的讲解，我觉得曾经对自己在物理知识方面天生有点智残的认知，可以改变了，因为我听懂了，您让我觉得自己的智商提高了（哈）。接下来谈我的理解，是不是可以这样讲，航空产业发展的核心，很大程度上取决于动力的变革。

　　是啊，您这样的理解才更深刻，没错，动力确实改变了世界。所。