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文|柳丝园a

编辑|柳丝园a

前言

航空发动机作为飞机上最重要的组成部分，不仅为飞机执行空中作业提供了最强大的推力，它的材质和性能也直接决定着飞机的飞行效率。美国在2020年研制出了世界上最强劲的民用航空发动系统，它比我国歼20战斗机的推力系统还要快5倍。这套发动机到底有多强大的性能？它又被广泛应用于哪些领域？

美国新研制的这套发动机名为GE9X，它被安装在美国客机波音777X上，是客机上强大的动力引擎。GE9X发动机在技术上取得了许多新的突破，它采用了最先进的制造技术和最精密的制作材料，克服了许多传统发动机存在的缺陷，成为航空发动机研发史上最引人注目的成就。

虽然GE9X民用航空发动机没有俄罗斯NK-32军用发动机那样先进的技术，但是如果将它进行改造并且应用于军事领域，其工作效率将会远远超过俄罗斯的NK-32军用发动机。由于我国在相关领域起步较晚，我国的科技研发水平目前还与美国有一定的差距，那么在未来我国将如何努力？

GE9X的强大性能

首先，GE9X发动机有着非常庞大的外形构造，它的涡轮风扇叶直径达到了3米之多，空气进气道的直径也有将近5米长，这样的特殊结构可以在发动机启动时瞬间产生高达10多万磅的强大推力，相当于60多吨左右的重力。

拿我国的长江2000发动机做对比，它的推力大概是在30吨左右，而GE9X发动机可以达到60多吨，相当于我国发动机的两倍，由此可见，美国在民用航空领域上的科技研发成果有多么惊人，我国与美国在相同领域上的发展程度上有很大区别。

其次，GE9X发动机有着相当高的性价比，它的核心机流量能达到140千克每秒，这代表着飞机发动机工作时虽然消耗的氧气量比较高，但是耗油却比较少，推力不减反增。

除了核心机流量之外，该发动机的函道比数值也达到了相当高的水平，函道比代表着发动机燃烧时燃料与空气混合的均匀程度以及燃料燃烧的效率，数值越大，燃料与空气融合的效率越高，产生的推力效果就越强，普通客机的涵道比只能到8，而GE9X发动机却能达到9.9的高值，其工作效率可见一斑。

衡量飞机发动机性能的一个重要指标就是燃油的消耗程度，飞机飞行中，大约有五分之一的成本都消耗在了燃油上，由于GE9X发动机的核心机流量和函道比能达到相当高的水平，于是大大提高了飞机的运行效率，同时也降低了燃油成本，进而让航空公司获得更高额的利润。

GE9X上的技术突破

GE9X发动机采取了世界上最先进的3D打印技术，这一技术主要应用于制造传统工业方法无法制造出的特殊几何形状材料，该发动机上装有上百个3D打印零件，覆盖了燃油喷嘴、温度传感器等多个部位，大大减轻了发动机的重量。

其次，这款发动机在材料的选择上也取得了重大突破，它减少了对普通合金的使用，而是采用了民航发动机领域最新的研制产品——CMC陶瓷基复合材料。

这种材料以碳化硅陶纤为主要成分，混合上陶瓷树脂以及韧性很强的金属，再通过相当精密复杂的工艺程序进行淬炼，等到全部事项结束后，最后由技术工人给材料外面刷上精美的涂层。

CMC陶瓷基复合材料经历了上述一系列加工和打磨之后，拥有了很强的冷却能力，让发动机温度达到一定极限之后能够快速冷却下来，这种材料既成为了发动机的“安全屏障”，同时也能够提高发动机的工作效率，GE9X发动机也荣升为世界上第一个使用非金属材料制成的火焰筒发动机。

该发动机不仅有着精美的外形，它的涡轮叶片也不同寻常，它没有使用传统复合材料制成的金属叶片，而是装上了第四代碳纤维风扇叶片，拥有了更高效的推力动能。

第四代碳纤维风扇叶片有很多优点，最重要的一点就是质量轻便，由于叶片的整体重量减少，不仅让发动机的整体重量也大大降低，同时还提高了风扇的运转频率，有助于发动机提高整体性能并减少燃油消耗。

这种新材料叶片整体由更环保的环氧树脂和硬度更高的碳纤维材料共同合成，在叶片的前缘，技术工人把传统的钛合金改为钢合金，增强了叶片的硬度；在叶片后缘，新增了玻璃纤维材料，这种新材料与传统的碳纤维材料相比，柔韧度更胜一筹，可以更好地避免鸟类撞击对飞机造成的不利影响。

GE9X发动机有着用新型轻质叶片合成的轮盘，不需要任何螺钉和螺栓，叶片就可以被牢牢固定在轮盘上，这种特殊的结构设计不仅减少了发动机中的零部件数量，还提高了发动机的稳定性和空气压缩功率，有利于减小发动机运行时的空气阻力。

除了叶片以外，GE9X发动机抛弃了传统榫头榫槽的结构，直接就可以避免由于榫头榫槽长期相互摩擦导致的材料老化、甚至产生裂纹的可怕后果，大大提高了发动机的使用寿命和可靠程度，为民用飞机的安全性能“保驾护航”。

最后，GE9X发动机采用第三代燃烧器代替了以前的旧式燃烧器，第三代燃烧器名为“双环型遇旋流燃烧器”，与传统燃烧器相比，新型燃烧器更环保，它可以在燃料燃烧之前将空气与燃料进行充分融合，这样一来，燃油燃烧起来就会更轻松，同时排放的有害物质也更少，有利于保护环境。

GE9X的应用范围

GE9X发动机目前主要应用在商用航空领域，而且全世界范围内仅有波音777X客机装有该发动系统，波音777X客机是航空公司的下一代远程客机，而且它将成为全球航空公司所有机型里面最主要的一种机型，GE9X发动机的研发和使用，为波音777X客机提供了最强有力的技术和安全保障。

除了商用航空领域之外，GE9X发动机很有可能在未来被应用于军事领域，虽然民用飞机的发动机和军用飞机的发动机不完全一样，但是二者有很多相似的地方，研发时可以互相借鉴。

GE9X发动机有着非常强大的推力系统和运行效率，它可以被装在军用空中加油机上作动力系统，为军用飞机提供超高强度的运行动力，提高军用飞机的飞行效率和作战能力。

如果在未来，美国把GE9X发动机进行升级改造之后装在军用飞机上，带来的效果可能是无法想象的，虽然美国的GE9X发动机有着“一家独大”的发展势头，但是它在国际上也并不是完全没有对手，俄罗斯的NK-32发动机就可以与美国的GE9X发动机相“媲美”。

根据资料显示，俄罗斯的图-160战略轰炸机比美国目前最先进的F-35战机还要厉害，NK-32发动机就是俄罗斯图-160战略轰炸机的推力系统，它比美国F-135发动机的推力还强大百分之三十。

值得注意的是，NK-32还是上世纪苏联的产物，发展到现在，它的动能系统越来越强大，美国的GE9X发动机还仅仅只是民用领域的发动机，美国军用领域发动机的实力目前还不及俄罗斯，在军事武器方面，俄罗斯可以说是领先于世界。

我国飞机的发展状况

我国民航客机中最为出色的发动机为CJ1000A发动机，但是推力级别也仅仅有10吨左右，与美国GE9X发动机的60吨推力级别相比，确实略有一些落后。

我国的军用飞机歼20战斗机推力级别也只有13吨，相当于GE9X发动机推力系统的五分之一，从这个角度来看，有人说美国发动机的动能系统相当于我国发动机的5倍，也不是完全没有理由。

不过，美国的GE9X发动机是民用领域的发动机，而我国的歼20隐身战机是军用飞机，这两种发动机在性能、质量、速度等方面的要求并不完全一样，硬把两个放在一起作对比也是不合适的。

民航发动机相对来讲不需要考虑太多其他的因素，只需要提高飞行效率就可以，自然可以大幅度提升发动机的运作效率，节约燃料的燃烧成本，让航空公司获得更高额的利润。

而军用发动机则与此完全不同，除了要考虑飞行效能之外，还要与飞机的作战功能高度配合，二者研发的标准就不一样，不能盲目拿我国的飞机与美国进行对比，更不能因此对我国科技研发水平妄下定论。

我国开始大力发展科技的时间远比美国和俄罗斯要晚了很多年，以我国目前达到的水平，已经相当了不起了，在航天航空方面，我国的航天飞机拥有全世界最高水平的安全保障程度，战斗机的研发也在不断跟进，军事武器的杀伤力也足以让美国“胆寒”，我们不会因为目前发动机的发展水平不及美国就丧失信心。

虽然在相同领域内，我国目前还没有达到能与美国“比肩抗衡”的能力，但是我们永远不会因此畏惧美国或者任由他们对我国进行科技方面的制裁，而是将会立足于我国的实际国情，在科技创新领域内不断深耕，不断开拓进取，学习他国长处，研制出属于我们自己国家特有的、具有超强战斗能力的军事武器。

结语

美国的GE9X发动机能取得如此瞩目的成就，离不开美国超高水平的科技创新能力，我们国家也会在此方面加大科研投入力度，争取早日做出更优秀的成绩，为世界树立榜样。

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