摘要：航空装备指的是各类型航空器及其重大装备的总成，包括飞机、航空发动机及航空设备与系统三大部分。其中航空发动机指的是用来产生拉力或者推力使飞机前进的发动机设备。

航空装备指的是各类型航空器及其重大装备的总成，包括飞机、航空发动机及航空设备与系统三大部分。其中航空发动机指的是用来产生拉力或者推力使飞机前进的发动机设备。

航空部件制造可分为机体、发动机及机载设备三大部分

航空装备制造是航空装备产业链的关键环节，主要为航空部件制造和航空装备整机，其中航空部件制造可分为机体、发动机及机载设备三大部分。机体是航空装备结构的主要构成，发动机是航空装备的动力来源，机载设备是指对航空装备飞行中的各种信息、指令和操纵进行测量、处理、传递、显示和控制的设备。航空装备的细分市场大致为军用航空装备以及民用航空装备两大类。

航空发动机是飞机的心脏，为飞机提供飞行所需的力量和能量。航空发动机是一种非常复杂和精密的设备，它把燃料和空气混合后燃烧，然后把燃烧产生的高温高压气体转化为推力或功率，从而驱动飞机前进。从飞机成本结构拆分来看，发动机成本占比大约 20-30%，为驱动飞机飞行的核心部件。

航空发动机主要由进气装置、压气机、燃烧室、涡轮、排气装置五大部分组成，其中压气机、燃烧室、涡轮是其三大核心部件。喷气式发动机和活塞式发动机都需要经过进气、加压、燃烧和排气四个工作过程，空气首先进入的是发动机的进气道，经过压气机加压后进入燃烧室与燃料混合燃烧，燃烧室产生高温高压的能量气体传送给涡轮，涡轮做功经涡轮轴为发动机运行提供动力，从而推动飞机运行。

航空发动机主要分为活塞式发动机和空气喷气式发动机

分类来看，航空发动机主要可以分为活塞式发动机和空气喷气式发动机。航空发动机的百年历史大致可分为两个时期：第一个时期从莱特兄弟的首次飞行开始到第二次世界大战结束为止，在这个时期内活塞式发动机统治了40 年左右；第二个时期从第二次世界大战结束至今，空气喷气式发动机取代了活塞式发动机，开创了喷气时代，居航空动力的主导地位。

活塞式发动机

由来：1903 年，美国人莱特兄弟制造出一架装有两个推进式螺旋桨的双翼飞机，这架飞机采用由他们自制的功率为 9 千瓦的活塞式发动机，为世界上第一种飞上天的航空发动机。在莱特兄弟首次飞行后的 40 年，活塞发动机的功率从9千瓦增加到 2237 千瓦，飞机飞行速度超过 700 千米/时，飞行高度超过1 万米。

工作原理和特点：航空活塞发动机是依靠活塞在汽缸中的往复运动使气体工质完成热力循环，将燃料的化学能转化为机械能的热力机械，主要由曲轴、连杆、活塞、汽缸、进门阀、排气阀等组成。与喷气式发动机相比，航空活塞发动机具备低空低速飞行效率高、运行成本低、结构简单等优势，在小型飞机中应用较多。

不足：由于发动机功率与飞机飞行速度的三次方成正比，随着飞行速度的提高，要求发动机功率大大增加，从而其重量和体积随之迅速增加，而活塞式发动机产生的动力（功率）很小，且随着飞机飞行高度的增加，功率降低很快，活塞式发动机满足不了提高飞行速度的要求；在接近声速时，螺旋桨的效率急剧下降，限制了飞行速度的提高。要进一步提高飞行速度，尤其到达到或超过声速，必须采用新的动力装置，喷气式发动机可以产生很大的推力，而资深重量又较轻，从而大大提高了飞机的飞行速度。

空气喷气式发动机：

由来：世界上第一架以喷气发动机为动力的德国亨克尔He.178 飞机在1939年首次试飞时就达到了 700 千米/时的飞行速度，已接近活塞发动机飞机的极限速度，宣告了一个新的航空时代的到来。此后半个世纪的发展，喷气发动机的推力从最初的 200-300 千克力增加到 54620 千克力，几乎增加了200 多倍；耗油率从大于0.1 千克/（牛时）降到 0.035 千克/（牛时）,降低约2/3；发动机推重比由小于1.0 增大到 10，增加了十余倍；发动机寿命由最初几小时增加到2-3 万小时，增加了近万倍。

工作原理和特点：空气喷气式发动机中，经过压缩的空气与燃料（通常为航空煤油）的混合物燃烧后产生高温、高压燃气，在发动机的尾喷管中膨胀，以高速喷出，从而产生反作用推力。流进发动机的空气可以是由专门的压气机使其受到压缩，也可以利用将高速流进发动机的空气（例如，当飞行器以很高的速度飞行时）滞止下来而产生高压来达到。因此，空气喷气式发动机可以分为无压气机和有压气机两类。在有压气机的空气喷气发动机中，压气机用燃烧室后的燃气涡轮来驱动，因此这类发动机又称为航空燃气涡轮发动机，为目前主流的航空发动机技术。

从生产壁垒来看，航空发动机技术壁垒高、研制生命周期长等特点。

技术壁垒高：一方面，航空发动机对可靠性、安全性要求极高，结构复杂。航空发动机是推动飞机飞行的动力，与地面、水面运输工具的动力装置不同，地面、水面运输工具动力装置出现问题时，可以停车或者停泊排除故障，而航空发动机其“工作岗位”是在数千上万米的空中。发动机一旦在空中出现问题，飞机将失去动力，就无法保持飞行高度和速度，轻则导致飞机无法完成任务，重则会造成机毁人亡的重大事故。

同时，与其他机械装置相比，发动机结构十分复杂，零件数目达数万个，不仅如此，发动机主要零部件的工作环境十分恶劣，常常处于高温（最高可接近2000 摄氏度)、高压（几十个大气压）和高速转动（转速可达每分钟几万转）的工作状态，任何一个零件出现问题，都可能导致发动机停车或破坏，并引发灾难性后果。

因此，在任何一台航空发动机正式投入使用（服役）前，必须通过各种试验对其性能、功能、强度以及可靠性有充分的认识和了解，以便安全、有效、合理地使用。另一方面，由于航空发动机的研制和发展是一项涉及空气动力学、工程热物理、传热传质、机械、强度、传动、密封、电子、自动控制等多学科的复杂的综合性系统工程，航空发动机内部的气动、热力和结构材料特性又是非常复杂，以至于到目前为止，仍然不能够从理论上给予详尽而准确的描述，只有依靠实际发动机的试验来获得。通过试验，可以验证设计的合理性、扩展已有的经验，并有可能促进对物理机理的进一步认识。

此外，航空发动机设计能力的提高也主要依靠试验数据的不断扩大和完善、对已有经验的扩展以及理论分析的完善。近百年来国内外研制航空发动机的实践证明，新型航空发动机的诞生，发动机的改进、改型都离不开试验。航空发动机的发展史是一个设计、制造、试验、修改、再制造、再试验，不断摸索和反复完善的过程。

研制生命周期长：新型航空发动机全寿命可分为预先研究、工程研制和使用发展3 大阶段。

预先研究阶段的主要任务是为发展新型发动机提供技术储备，缩短研制周期，降低研制风险，不断提高技术水平。同时，为改进现役发动机性能、可靠性提供实用的技术成果。

工程研制阶段的主要任务是根据主要作战使用性能指标，研制满足装备使用要求的发动机产品。该阶段分为工程验证机研制和原型机研制2个阶段。

使用发展阶段是发动机全寿命科研工作的重要组成部分，发动机装备使用后应不断解决使用中暴露的技术质量问题，提高可靠性，并根据装备发展需求和新技术研究成果进行改进改型发展。

从产品单位重量创造的相对价值来看，航空发动机的该值是船舶的1400倍，经济性好。

来源：思瀚研究院