因為航空發動機上面體現出來的，都是人類工業文明的巔峰技術，目前世界頂級的航空發動機，被譽為“人類工業文明CROWN上的明珠”不是沒有道理的，在這裡就和大家簡單從航空發動機的材料方面來說一下航發的製造難度，首先先問大家一個問題，你們知不知道航空發動機內部工作環境最惡劣的是哪裡麼？是渦輪，為什麼這麼說？主要有兩點，一是渦輪需要承受很高的溫度，二是同時還需要承受極大的離心力，這個離心力有多大？十幾噸以上，因為航發在工作時，渦輪的轉速高達10000~20000轉/分鐘，所以在這種高速轉動下，每一片渦輪葉片需要承受非常大的離心力。下圖中的就是航發裡面的渦輪葉片：▲沒有巴掌大的渦輪葉片

當航空發動機運轉時，像圖中這個還沒有一個巴掌大的渦輪葉片，就需要承受十幾噸以上的巨大離心力，以及上千攝氏度的高溫，而這種惡劣的工作環境所帶來的就是，每一片這種小小的渦輪葉片，都可以產生數百馬力的功率，或許大家對這個資料沒什麼概念，我舉個例子吧，大家平時開的普通小轎車，其發動機功率大概在100~150馬力左右，而即使是那些使用2.5T或者3.0T發動機的轎跑、SUV等汽車，它們的發動機功率也不過300~400馬力。所以，對於航空發動機來說，裡面還沒有一個巴掌大的渦輪葉片的輸出功率就已經比大部分的汽車發動機要大了，至於整個航空發動機的功率，比如那些大型客機上面的航發，它們的功率則是可以很輕鬆就達到數萬馬力，還是舉個例子，現階段推力最大的航發GE90系列航空發動機，功率就超過了10萬馬力。

▲GE90-115B發動機

而跟渦輪推力有密切相關的就是發動機的“熱效率”，所謂的熱效率，就是指在渦輪的尺寸大小保持不變的情況下，噴射在渦輪上的高壓燃氣溫度的越高，其產生的推力就越大，大概有這麼一個規律，高壓燃氣的溫度每提高約55℃，渦輪的推力就可以提高10%。所以，想要提高航空發動機的推力，那麼就需要儘可能的提高高壓燃氣的溫度，這樣一來，就導致現在的航空發動機裡面的渦輪葉片需要承受的燃氣溫度高達1600℃（舉個例子，“陣風”上面的M88發動機的渦輪溫度約為1590℃），而在這種高溫、高壓、高振動的極端環境面前，用來製造渦輪葉片的材料要求是非常之高的，通常是使用錸、鈷和鉻的鎳基高溫合金，同時還需要透過單晶（SC）和定向凝固（DS）生產工藝來儘可能提高渦輪葉片在極端環境下的抗蠕變效能。

▲各種晶體結構對比圖

接著再來簡單說一下什麼是單晶體結構材料，這種材料又有著怎樣的效能優勢？首先，在自然條件下，合金的結構是“小顆粒型”的，這種顆粒狀的東西就叫做“晶粒”，而在晶粒和晶粒之間又普遍存在著“界限”，這種界限就叫做“晶界”，如上圖中的普通等軸晶體和圓柱形晶體所示，注意看圓圈中放大的部分，就是“顆粒狀晶粒”和“柱狀晶粒”之間的晶界。而這個晶界在高溫條件下又是非常脆弱的，所以高溫環境中金屬的抗疲勞性、抗蠕變性會變差，因此，想要提高金屬材料的整體效能，就需要消除這些脆弱的晶界，而前面說到晶界就是晶粒和晶粒之間的界限，所以只要使材料成為一個完整的“大塊晶粒”，即不存在顆粒狀晶粒的情況下，晶界也就不復存在了，這個完整的“大塊晶粒”也就是上圖中的單晶體結構了，它是一個整體，內部不存在晶界，所以，單晶體材料在高溫環境下有更好的抗疲勞性和抗蠕變性。▲帶熱障塗層（TBC）的渦輪葉片

除了透過單晶生產工藝（SC）來提高金屬材料在高溫環境下的抗蠕變性和抗疲勞性之外，還有一種提高渦輪葉片抗高溫效能的技術就是給它覆蓋一層熱障塗層（TBC），這個TBC工藝的目的就是加強金屬材料在高溫環境中的抗腐蝕性和抗氧化性，因為工作環境溫度越高，材料的抗腐蝕性和抗氧化性要求也就越嚴格。所以，從上世紀70年代開始，在航空發動機的渦輪葉片就開始使用這種熱障塗層（TBC）工藝了，最開始的隔熱塗層材料是鋁化物，到了後面80年代，效果更好更先進的陶瓷隔溫塗層開始面世。而這些熱障塗層可以遮蔽100~200攝氏度左右的燃氣溫度，所以加了這些熱障塗層的渦輪葉片，它們的承受高溫能力就上了一個臺階，在一些極端條件下，這種隔熱手段理論上可以把渦輪葉片的使用壽命提高一倍。▲衝擊冷卻原理見圖

最後一點，其實想要提高渦輪葉片材料的耐高溫效能，僅僅有熱障塗層（TBC）以及單晶工藝（SC）也是不夠的，為什麼？因為渦輪材料本身可以承受的極限溫度也就是1100℃左右，即使有了熱障塗層可以隔絕100~200℃左右的燃氣溫度，也不過是把渦輪葉片的極限承受溫度提高到1300℃這個級別，而前面已經說了，現代的航空發動機渦輪溫度可以高達1600℃。所以，想要保證渦輪葉片能夠在1600℃甚至以上的極限高溫環境中正常工作，就必須還要有其他的輔助手段來提高其耐高溫效能，這些手段包括衝擊冷卻、氣流冷卻、氣膜冷卻等，不過大同小異的是，這些冷卻手段的共同點就是都得在渦輪葉片的內部勾勒出複雜的氣動通道，透過空氣對流來帶走一部分熱量。這裡簡單說一種冷卻方法，像衝擊冷卻，該冷卻手段通常用於渦輪熱負荷較高的區域，比如葉片的前端，透過高速氣流撞擊葉片內表面，產生冷熱空氣對流，帶走一部分熱量，以此提高渦輪葉片的高溫承受能力，而且這種冷卻方式相對於與常規氣流冷卻手段來講，可以允許透過更多的熱量傳遞。

▲測試中的軍用F135-PW-100發動機

因此，正是因為航空發動機的研發和製造難度非常大，所以現在全世界範圍內有資格在這個領域立足的國家也沒多少個，尤其是在對減重和綜合性能要求更高的軍用航空發動機領域，更是屈指可數，因為軍用航發是一種小涵道比發動機，而民用客機上的則是大涵道比渦扇發動機，其推力主要來自渦輪帶動渦扇，所以，燃氣熱效率對渦輪葉片推力的影響沒有那麼明顯，這麼說吧，全世界能造大推力軍用航發的國家就4個，分別是美英俄中，為什麼沒有法國？因為法國最新的M88發動機是中推，至於德日等國，不好意思，入不了門，日本汽車發動機是很厲害的，但是軍用發動機就算了，別說航空發動機了，坦克發動機日本都造不好，反正爬個坡都會爆缸。

新型雙轉子發動機採用活塞式壓燃模式爆燃做功推動中心軸驅動扇葉壓氣向後噴射，使飛機飛行。其優點是：節能！汽缸內壓縮爆燃能量集中轉化動能效果好；安全！汽缸活塞結構使用壽命對比高溫葉片耐用性好、製造難度低；新型雙轉子發動機可取代渦扇發動機的燃燒室和高溫葉片。

另外，一種缸套活塞轉子發動機是改進馬自達的轉子發動機技術，將汽缸固定在轉子內部，每個轉子的三個角分別固定一個汽缸，活塞連桿固定在曲軸的中心軸上，並可以圍繞中心軸做圓周運動，內、外齒齧合運轉將轉子導向做8字形曲線運動，活塞伴隨汽缸圍繞圓心同步執行，而汽缸在做8字運動，汽缸內的容積就發生了變化，也就達到了做功條件，採用圓形管狀燃燒室，解決了氣密性難題、潤滑難題！

飛機發動機又叫航空發動機，一般指噴氣式發動機，其製造難度在於需要製造很多高溫而且高速旋轉的部件，發動機渦輪前溫度可達1649～1760℃(美國F119發動機，F22飛機的動力)，但憑著一點一般行業就很難達到。另外發動機還要有可靠性，我們的壽命可是幾百小時，不是火箭發動機的幾分鐘甚至幾秒鐘的壽命可以比得。