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人类飞向天空的梦想经过了无数次失败的尝试，而其中最难克服的就是动力问题。要制作出可以飞上天空的飞行器，既要克服地心引力的重力作用，又要考虑到飞机自身的重量问题。

发动机要提供足够的牵引力和动力，同时自身的材料又要有足够的强度来保证在巨大推动力的作用下，飞机各部位不会发生形变和解体。这样的问题曾经困扰了人们几十年的时间，但最终也被一一解决。

目前，世界上最大的航空发动机GE9X所能为飞机提供的推力超过13万磅，代表着目前世界上航空发动机制造行业较为先进的水平。

“飞机的心脏”

对于一架飞机来说，飞上天空需要巨大的推动力，而这个推动力就要靠发动机来实现。以普通客机为例，其机身重量一般能达到百吨左右，同时还需要搭载燃油，乘客或者货物，因此实际起飞时的重量有时甚至会接近200吨。

虽然飞机起飞时会由于外形设计的原因部分借助空气的升力，但绝大部分动力还是需要依靠发动机来提供。

将飞机的前进过程拆开来看，我们不难发现，飞机的飞行其实包含两个方向的力，一个是向上，指向天空，一个则是向前，指向目的地。推动机器向前行进的动力系统已经有了汽车的动力系统可以作为部分参考，但是推动大型机器稳定向上却不容易实现，需要极为强劲的动力系统，这就对飞机的发动机提出了极高的要求，只有发动机性能优越，才能提供足够的动力推动飞机飞行。只不过飞机发动机的研究、制造和投入生产并不简单，有着极高的门槛，因此世界上能进自主进行航空发动机研发和生产的国家寥寥无几。

航天材料的制造需要极高的精度，一旦有所偏差，甚至只是纳米级别的误差，都很容易导致机器设备出现故障，产生极大的安全隐患。一般情况下，飞机的发动机包含十几万甚至几十万个零部件，使用寿命至少要达到上万个小时。

无论是零部件的设计、组装，还是材料强度的提升，每一项都要投入大量的资金和人力进行研究。这些技术无论对哪个国家来说，都算是重要机密，当然不会拿出来和其他国家分享。

目前，在航空装备方面，依旧是美国牢牢占据着榜首地位，拥有五万多项专利，约占全球专利总数的36%。

美国还拥有多家飞机制造公司，比如通用电气、道格拉斯、波音公司等等，这些公司投入了大量的成本进行科技研发，因此其技术比较先进，产品性能也更为优越，占据了大部分的国际市场。

飞机的发动机一般是通过涡轮扇旋转吸引大量空气流入，为燃料的充分燃烧提供充足的氧气，同时在上下形成一个气压差，向飞机提供一部分向上的升力。燃料燃烧之后，由于高温作用会产生大量气体，将这些气体压缩排出之后，就形成了强大的可以推动飞机飞行的动力。燃料提供的推力大约占30%。

一般来说，正常的客机起飞根据体积和载重量的不同所需要发动机提供的推力在10吨到50吨不等，会配备2~4个发动机，这样的配置油耗量也是比较大的。

飞机油耗量和燃油的装载量与飞机大小有关，一些轻型飞机载油量可能在1吨左右，正常的民用客机燃油装载量大约在十几吨，而波音777X的燃油装载量可以达到85吨左右。

当然，正常情况下，飞机飞行的时候也不会加满油起飞，一方面是因为重量加大会加剧燃油消耗，不划算；另一方面主要是因为如果飞机遇到事故，那么大量的燃油可能会被引爆形成大规模爆炸，造成二次灾害，有比较大的安全隐患。一般来说，飞机的加油量是单程航途的1.5倍，既保留了应对突发状况的额外燃油，又能节省成本，也比较安全。

总的来说，飞机的发动机使飞机能够离开陆地起飞的核心所在，发动机之于飞机，就像是心脏之于人体。如果能在发动机方面取得突破，对于飞机飞行油耗的减少是极为有利的，大推力的发动机能够有效的提升飞机的运输效率，降低运输成本，因此各国都在积极进行研发。目前世界上推力最大的商用航空发动机就是美国研制的GE9X，推力可达到61吨以上。

动力引擎GE9X

GE9X是美国的波音公司研制的客机波音777X上所装配的发动机，每架飞机上都配置了两台用来提供动力。实际上，波音公司首先研制出了777X，然后针对飞机的构造和具体数值计算出发动机的推力至少需要达到45.4吨。

之后有多家公司向其提供了不同的选项，最终波音公司选择了通用电气研发的GE9X发动机。而波音公司在波音777X上得到的订单已经超过了千亿美元，这在某种程度上也说明了这架客机性能的优越性和选择GE9X作为科技发动机的正确性。

波音777X仅仅是飞机自身的重量就能达到247吨，最大满载重量甚至能够达到344吨，飞行一小时所消耗的燃油量大约在7吨左右，看起来耗油量更大，但是运输效率也相应的提高了。波音777X是客机，因此对于发动机的要求更偏向于推力和经济性，它们需要的是更大的载重量，更长的航程，以及更低的油耗，对速度的要求反而不高。

而GE9X这款动力引擎由于推动力强大，能够有效降低油耗。在GE9X发动机的推动下，波音777X的爬升角度几乎可以垂直地面，大大缩短了飞机进入平流层的飞行距离。

GE9X发动机的优越性是各项技术突破累加的成果。比如其他发动机压起机的总压比一般在40~50，而GE9X发动机中，总压比可以达到60。这代表着该发动机能够将空气压缩的更为紧密，最终向燃烧区域所输送的气体中也就含有更多的氧气，可以使燃料进行更为充分的燃烧，从而产生更大的推动力。

此外，该发动机还创造性地使用了陶瓷基复合材料，所能承受的工作温度比普通合金高出260摄氏度，可以达到1300摄氏度，但是金属密度却只有原来的2/3，更为轻便，材料的强度也更大。

另外，在GE9X发动机中，通过高速旋转促进空气流动的叶片也选用了低密度、高比强度的TiAl基合金，其优势在于轻便耐用，这类材料所造的叶片比普通金属合金重量会减轻50%，即便长时间经受高温，该合金依旧可以保持较大的硬度，不易发生形变。

而且，GE9X发动机还采用了新型的燃烧器，能够预先空气与燃油进行混合，提高燃烧效率，减少废气污染。综合以上种种技术，GE9X在同样的条件下的燃油消耗仅仅是上一代发动机的80~90%，是一个相当大的进步。

GE9X拥有如此强大的动力，离不开每一个微小的零件，这些零件有的可能很大，能达到2~3米，有些却小到要用纳米来计算。

一台GE9X发动机所包含大大小小的零件共计30余万个，造价总计4140万美元，差不多是3亿人民币左右。30多万个大大少小的零件精诚合作，可以提供13万磅的推力，也就是61吨，相当于十几头大象的体重了。两台这样的机器就可以推动一架大约300吨左右的飞机飞上蓝天，不得不感慨人类的智慧和创造力。

而装载GE9X的波音777X也没有辜负性能如此优越的发动机，到目前为止，波音777X可以看作是目前世界上最大的，同时也是运输效率最高的客运飞机。

相对于其他公司所研发的飞机来说，其整体油耗降低了12%。同时，由于运输效率的提高和新型材料的使用，飞机零件的消耗和磨损率也有所降低，因此，飞机的运营费用也有所降低，相对于同类型的飞机来说，波音777X的运营费用降低了大约10%左右。也因为种种性能的优越性，波音777X的报价并不低，一台飞机的报价在4亿美元以上，但依旧吸引了许多国家前来下单。

尽管世界各国都在努力发展航空技术，但不得不说美国依然牢牢占据着全球领先的绝对地位。到今天为止，航空事业的发展已经有了长足的进步，飞上天空已经不再是一个飘渺无垠的美丽幻想，而变成了人类的日常生活之中非常重要的组成部分。

而人类也正在不断地研发更加先进的发动机技术，用更低的成本实现更高的效率。也正是因为有着这样精益求精的坚持和态度，人类的社会才能实现当今的繁荣发展。

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