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突破西方动力垄断!中国航空发动机自主链已就位

文/纸不语2026年5月,我国首型兆瓦级混合动力系统成功完成地面性能联合试验,填补了国内大功率高速航空发电系统工程化应用

文/纸不语

2026年5月,我国首型兆瓦级混合动力系统成功完成地面性能联合试验,填补了国内大功率高速航空发电系统工程化应用的空白。这一消息在航空动力圈引发广泛关注,这意味着低空经济的“心脏”环节有了自主可控的底气。

长期以来,eVTOL动力系统被普惠、赛峰等国际巨头垄断,全球小型涡扇发动机市场90%以上的份额被少数企业把持。更严峻的是,地缘政治风险让供应链安全成为悬在行业头顶的达摩克利斯之剑。2025年,美国曾暂停向中国商飞出口LEAP-1C发动机36天,导致C919总装线承受很大压力。类似困境同样威胁着快速崛起的eVTOL产业。

转机出现在2024年。AES100涡轴发动机取得适航证,成为我国首型严格按照国际通行适航标准自主研制的1000千瓦级民用涡轴发动机;国产1MW高速发电机系统完成地面试验;多家企业在电驱动系统领域实现小批量交付。中国正试图在航空动力领域构建一条“备胎”链路,为低空经济的规模化商用扫清障碍。

兆瓦级高速涡轮发电机在地面台架满功率测试中,实际输出功率达到设计额定值1000kW,且能稳定运行1小时以上,是我国首型在地面性能试验中达到兆瓦级标准的航空发电机系统。图源:央视频

九成市场被垄断,C919发动机许可证暂停36天

电动垂直起降飞行器(eVTOL)作为低空经济的核心载体,正在从概念验证走向商业化运营。然而,这一领域的动力系统长期被国际巨头垄断。在全球小型涡扇发动机市场中,普惠、赛峰等企业占据了90%以上的份额,形成了高度集中的市场格局。

技术层面,航空发动机被誉为“工业皇冠上的明珠”,其技术壁垒之高令后来者难以逾越。能独立研制现代化航空发动机并以此为支柱产业的国家仅有五个,甚至连工业实力雄厚的日本和德国也未能挤进这个核心圈。这种技术垄断不仅体现在整机制造上,更深入到核心零部件和关键材料领域。

在适航认证方面,欧美企业通过长期积累建立了完善的材料合格鉴定程序,对供应商的每一个生产环节都实施严苛的追溯管理。这种基于数十年海量实验数据建立的标准体系,成为后来者难以跨越的门槛。新进入者由于早期工业基础薄弱,往往只能通过拆解测绘进行仿制,但这在面对严苛的适航规章时完全行不通。

国产1吨级涡扇发动机虽然已经突破了技术瓶颈,但关键零部件本土化率仍然偏低,适航认证案例不足5个,至今仍面临“有技术、少订单”的困局。这一现象反映出国内产业链在制造一致性、核心工具依赖等方面与国际先进水平仍存在差距。在高端三维CAD、多物理场耦合CAE等核心设计软件领域,国产软件与国外差距显著,1吨级涡扇发动机的设计与仿真仍重度依赖ANSYS、ABAQUS等国外工具。

航空发动机是飞机的动力来源,要在高温、高压、高转速下保持可靠、持久的运转,有着极高的技术壁垒,被誉为“工业之花”“皇冠上的明珠”。图源:出行一客

与此同时,海外巨头不仅占据市场主导地位,更通过制定和主导行业适航标准,构筑了极高的市场准入壁垒。以普惠、威廉姆斯为代表的美国企业,凭借先发优势占据了全球小型涡扇发动机市场九成以上份额;赛峰等欧洲企业则凭借技术积累,在涡轴发动机领域建立了深厚护城河。这种垄断不仅体现在产品层面,更渗透到供应链的每一个环节。

更严峻的挑战来自地缘政治层面。2025年5月,美国商务部暂停向中国商飞出口LEAP-1C发动机许可证36天,导致C919总装线被迫承受很大压力。断供期间,部分已完成总装的飞机因缺乏发动机,只能在停机坪“裸翼”待件。C919的2025年交付量从计划的75架锐减至15架,完成率仅20%。虽然7月份禁令解除,但美方为发动机设定了年度供应上限,直接锁死了C919的交付量。

有分析指出,航空发动机的竞争本质上是时间和犯错成本的竞争。欧美巨头在无数次发动机爆炸、叶片断裂、试车台事故中,积累了厚厚的事故案例库,转化为设计准则。后来者最大的劣势在于,没有机会去犯那些他们已经犯过的错误。这种差距不仅体现在技术层面,更体现在工程经验和数据积累上——普惠、威廉姆斯等公司的发动机TBO(两次大修之间的安全运行时间)普遍在3500至4000小时,而国产新产品刚刚通过台架试车验收,寿命指标还需要通过大量实际装机飞行来积累和验证。

AES100获适航证,兆瓦级系统地面试验成功

面对外部压力,中国航发加速了自主可控的步伐。2024年8月,AES100涡轴发动机取得中国民航局适航证,成为我国第一型严格按照国际通行适航标准自主创新研制的1000千瓦级先进民用涡轴发动机。该发动机具有安全性高、经济性好、维护便捷、环境适应性广等特点。

AES100的研制历程充满了技术挑战。在整机包容性试验中,研发团队需要人为制造一次“爆炸”,即在涡轮叶片高速飞转的情况下,让叶片断裂甩出,看机匣能不能像防弹衣一样把碎片“兜住”,防止击穿飞机油箱或客舱。这种试验的恐怖之处在于,在高速旋转下,仅仅几厘米长的叶片承受的离心力高达数吨,一旦断裂,其动能堪比炮弹。

为攻克这一难关,研发团队在长达8年多的时间里开了300多次例会,从材料特性摸底到模拟仿真,逐步排雷。更重要的是,AES100的试验数据已经进入民航局新修订的审定指南,连国际民航组织(ICAO)都收录了一部分进技术库。这标志着中国民用航空发动机适航体系正在与国际接轨,为后续型号的国际化铺平道路。

2026年初,更大的突破传来。我国首型兆瓦级混合动力系统成功完成地面性能联合试验,填补了国内大功率高速航空发电系统工程化应用的空白。该系统中的高速发电机系统由上海电气电站集团、南京航空航天大学无锡研究院、自动化学院与中国航发湖南动力机械研究所联合研制。四方协同攻关,突破了高速发电机在极端转速下的结构强度、散热效率、可靠性等核心技术难题。

南京航空航天大学无锡研究院、自动化学院与上海电气集团共建“航空电推进电机系统联合创新中心”。图源:南京航空航天大学

电力推进作为绿色航空发展和低空飞行器技术进步的关键赋能技术,已成为航空科技进入新时代的重要标志之一。大功率航空电力系统是实现飞机电力推进的基础,但在飞机有限的空间和极高的工作转速下,系统设计面临严峻挑战。兆瓦级高速发电机的成功研制,意味着中国在eVTOL动力系统的核心环节实现了自主可控。

在电驱动领域,国内企业正在形成多元化的突破态势。英搏尔与亿航智能合作开发的eVTOL集成式电驱动系统,已实现EH216-S电机、电调的小批量交付。沃飞长空发布的“峨眉山”航空电动发动机,则具备高功率密度、倾转工况适配、多通道余度架构等特点。沃飞长空与卧龙电驱合资成立的“龙飞电驱”,正推进这一动力系统的规模化生产。

天府轻动则探索出一条厂所协同的创新路径。这家由中国航发成发、中国航发涡轮院、天投集团共同设立的企业,推行“飞发一体化”设计,绑定飞行器制造企业,以“链主”身份联动上下游,快速把产品推向市场。其F918涡扇发动机最大飞行高度近20千米,最大飞行马赫数0.9,各项技术指标国内领先。

国产化率达91.4%,成本降低超50%

国产航空动力系统的突破,首先意味着供应链安全得到了根本保障。以1000kgf级涡扇发动机为例,国产产品的售价预计仅为海外同级别产品的三分之一左右,而实现这一成本优势的基础是核心部件的完全自主化。

据研发企业介绍,最关键的全权限数字电子控制系统(FADEC),相当于发动机的“大脑和神经系统”,通过自主研发将这套系统的成本降低了50%以上。更重要的是,从设计图纸、原材料到加工工艺,实现了100%国产化,这意味着没有中间商赚差价,供应链完全自主。

使用国产发动机的无人机,可以自由销往任何友好国家,无需担心动力系统被断供或附加政治条件。依托国内产业链,从生产到维修、备件供应,响应速度更快,不会因为国际局势或物流问题导致装备“趴窝”。

长江1000A发动机的进展同样印证了这一趋势。截至2026年4月,该发动机已完成6142小时全工况极限测试,317项适航科目一次性100%通过。整机国产化率达91.4%,将彻底解决C919动力系统的“卡脖子”问题。中国航发集团计划,长江1000A预计在2026年第二季度获得型号合格证。

1MW航空高速发电机。图源:南京航空航天大学

对于航空发动机而言,光有技术突破远远不够,可靠性验证才是决定产品命运的关键。国际巨头的产品之所以能够占据市场主导地位,很大程度上是因为经过了全球成千上万台发动机、累计数百万飞行小时的验证。但中国市场的独特优势在于应用场景的丰富性,无论是物流无人机、应急救援飞机,还是观光游览的轻型公务机,都需要航空动力系统。

中国民航局数据显示,2025年我国低空经济市场规模达1.5万亿元,2035年有望突破3.5万亿元。中国航发发布的报告则显示,未来20年各类通航发动机需求量将超过1.16万台,市场价值超851.7亿元。国产发动机凭借供应链安全、服务便捷、成本低廉的优势,将成为这片蓝海市场的首选动力,获得宝贵的装机应用和数据积累机会。

在eVTOL领域,适航认证的探索更加灵活。亿航智能EH216-S已获得型号合格证、生产许可证、单机适航证,成为全球首个“三证齐全”的eVTOL产品。这一经验为国产动力系统的适航认证提供了重要参考。沃飞长空能源动力负责人表示,航空电动发动机与动力电池是低空飞行器的关键系统,目前正围绕适航取证加快推进。

值得关注的是,eVTOL与新能源汽车的零部件共用度可达约80%。这意味着中国在新能源汽车产业链上积累的电池、电机、电控等优势,可以直接转化为eVTOL动力系统的成本和性能优势。宁德时代、比亚迪等巨头已开始在航空级电池领域布局,为eVTOL提供高性能电池的定制化开发能力。

航发通航动力科技(上海)有限公司的成立,则标志着产业链协同正从产品层面上升到资本层面。这家由中无人机、上海电气、航发基金、航发南方等十余家企业联合设立的平台公司,聚焦航空动力核心领域打造产业链协同平台,注册资本达35亿元。

从长远来看,国产航空动力系统的持续突破,正在为eVTOL大规模商用奠定基础。随着国产兆瓦级混合动力系统推进适航认证、AES100等涡轴发动机获得更广泛应用,中国eVTOL产业有望逐步突破核心动力瓶颈,迎来属于自己的发展黄金期。

[引用]

① 我国首型兆瓦级航空混合动力系统联试成功填补大功率高速航空发电工程化空白.中国航空报.2026-03-29.

② AES100民用涡轴发动机获颁型号合格证.人民网.2024-09-11.

③ 我国低空装备产业发展现状与趋势展望.赛迪研究院.2025-10-25.

④ 沃飞长空发布供应链百亿机遇清单.中国民航报.2026-03-17.

⑤ 天府轻动探索厂所协同新模式为低空经济增添新动力.国资报告.2026-05-15.

⑥ 「调研风向标」低空经济政策催化不断!这家公司持续优化eVTOL产品平台,已获国内外头部企业多个项目定点!.证券时报.2026-04-21.