为什么中国没有在喷气式发动机取得突破

在我最近那篇对比“中国的进取”和“美国的懒散”的文章里，我写到：中国这种国家资本主义体制，对社会动荡有着不同寻常的容忍度，而一旦这种容忍被有远见的领导力所利用，就能推动巨大的社会跃升。不过，很多评论把我对国家能力的这点观察，一路外推成了“美国衰落已成定局”的预言，这并不是我本来的意思。或许是我略带论战色彩的行文，给了一些读者“尽情末日悲观”的借口。

所以先说清楚：这种推论是不对的。一个团结的西方联盟，拥有许多中国国家体制很难复制的结构性优势。现在的“恐中症”，在很大程度上只是一个迟来的矫枉过正。二十年间，西方一直鄙薄“有别国能挑战西方霸权”这种想法，如今忽然发现，竟然真有对手，自然被这种“竞争的存在本身”吓了一跳。

但这种过度反应，会让我们失去对细节的感知。中国不是一个“天才少年国家”，而是一个技术先进、擅长动员全国资源的国家。它多数的成功，都是利用这一优势去扩大量产某项成熟技术，成为该技术的全球主供应方，再借此形成上下游协同，横向纵向一起扩张。这一策略在某些行业大获成功，在另一些行业则屡屡受挫。

它在哪些地方失败，本身就很有启发意义。

喷气发动机，就是一个典型的失败样本。大约五十年来，中国一直试图在军用和民用喷气发动机上追平西方，但始终没能做到。为什么？因为喷气发动机几乎是为暴露中国体制的弱点而“量身定做”的产业。它是一个利润率极低、强调长期可靠性的市场，制造质量和一致性是绝对核心。迭代周期极慢，每款成品都要通过一整套普遍适用、执行严格的国际认证门槛。这几点，几乎完全抵消了中国在熟练劳动力、资本投入和“快速上规模”方面的优势，也让传统那一套“先保护国内市场”的老办法，基本派不上什么用场。

去剖析中国在喷气发动机上“没做出来”的原因，其实能够告诉我们：西方剩下的比较优势，究竟在哪里。

涡轮叶片：一个缩影

在一台现代喷气发动机里，高压涡轮叶片要在比熔岩还热的燃气里工作，以远高于一级方程式赛车红线转速的转速旋转，同时承受着相当于一整辆福特福克斯那样重量的持续离心载荷。它要做到的是：在 30,000 小时——大约相当于 4 年——不间断飞行时间里，不拉长、不熔化、不开裂。一旦这些叶片发生失效，后果就是灾难性的：整个发动机毁掉，接着很可能就是整架飞机出事。

要满足这些要求，使得它成为当今世界工艺最复杂的制品之一。第一个难点来自材料本身的制备。

弗兰克·惠特尔最早的喷气发动机，用的是 Nimonic-75，一种镍-铬-钛合金，在 700℃ 以上就会“蠕变”（即在应力下发生延伸），而且服役寿命只有几十个小时。真正的突破出现在 20 世纪 40 年代末。当时一位英国冶金学家意识到，只要再多加一点钛和铝，就能显著提高强度。这样诞生了 Nimonic‑80A，它成为之后所有“高温合金”的基底。此后每一代合金，都会往里加入新元素，以解决上一代暴露出来的失效模式。第二代合金加入了极为稀有的铼，用来提升抗蠕变性能——全世界一年铼的产量也就 50 吨。第三代合金把铼的含量直接翻倍，温度能力确实提高了，但又带来了在载荷下更易脆裂的问题，于是最新一代里又加了更加稀少的钌，而钌基本只能作为南非铂金开采的副产品获得。

另一个重大挑战在于铸造。金属熔体冷却时并不会“整块同时凝固”，而是不同区域先后凝固，在这个过程中会形成多个晶粒，这些晶粒交界处就是晶界。从历史上看，涡轮叶片最常见的失效模式，就是沿着晶界开裂。为了解决这一点，如今的涡轮叶片采用的是“单晶铸造”工艺。这个工艺大致是在熔体表面维持一个高度可控的温度梯度，让凝固从一个方向往下“拉”；同时，浇注模具里带一个螺旋形的“选晶器”（俗称“猪尾巴”），通过几何结构，强行抑制大部分形核过程，只让一个晶核“胜出”。最后的成品，是一整块几乎没有晶界的金属。

这里面最大的难关，其实是“良品率”。在单晶铸造过程中，有几十个工艺参数都必须被死死控制在极窄的公差范围里。只要在过程中有一点点扰动，原材料里有一点点不良夹杂，甚至在形核时溶进一点点气体，最后就会在金属内部形成“微小晶粒”，从而在认证中被判定不合格。即便是那些经验丰富的老牌厂商，良品率也不过 50%～70%；如果是新入局者，那头几年基本只能指望“十几二十个百分点”这种水平。

也正因为如此，全世界能在规模上生产涡轮叶片的公司，只有七家。先是三大发动机主机厂：通用电气（GE，在魁北克和南卡罗来纳有铸造厂）、普惠（Pratt & Whitney，在康涅狄格）、以及劳斯莱斯（Rolls‑Royce，在英国布里斯托）。另外四家是专业的部件厂商：密歇根的 Howmet Aerospace、俄亥俄的 PCC Airfoils、加州的 Consolidated Precision Products，以及英国的 Doncasters（在英德和阿拉巴马都有工厂）。

而这些公司背后，又都依赖一张纵深极深的供应网络。高温合金由美国境内四家公司生产，所需元素从全球采购；陶瓷模壳来自两家公司：科慕陶瓷前身 CoorsTek（科罗拉多）和英国的 Morgan Materials；注蜡模具来自日本、德国或瑞士；用于单晶铸造的“布里奇曼炉”，则是德国 ALD、新泽西的 Consarc、加州的 Retech，和法国 ECM 这四家公司在做；防护涂层来自美国、瑞士、德国的一批厂家；最后，检测和认证设备，则由散布在日本、美国、德国、英国的一整群公司提供。

综合起来看，一片涡轮叶片，背后大概涉及 100 家左右的企业，分布在美国 25 个州和 15 个国家。

而尽管涡轮叶片已经复杂到这个地步，它在喷气发动机里也不过只是一个零件。整台发动机要有 4 万多个零件，每一个都在极端苛刻的工况下工作，把传统制造的极限往外推，而这又意味着每个零件都要有自己一套独特的材料体系和工艺流程，是在几十年“持续工程迭代”中一点点打磨出来的。这种局面，会自然催生出一个庞大而横向扩展的供应商网络，而生产重心则集中在美国、英国、法国和德国，原材料则遍布全球。现在世界上最大的发动机厂商，是劳斯莱斯、通用电气、普惠和赛峰（Safran）。它们通过各种合资形式，生产了全球绝大多数先进的民用和军用喷气发动机。这已经是一种延续了半个世纪的均衡格局。过去五十年里，世界上大多数飞机的动力，几乎都来自这四家公司。唯一有些例外的是苏联/俄罗斯，它们有一套自己的发动机工业，但在技术水平上始终落后西方大概一个时代。

在这个格局之外，还存在另一个——小得多的——参与者：中国。早在 1986 年，邓小平就把“自主研发喷气发动机”列为国家战略重点。从那时起的四十年里，中国在这个领域砸进了数千亿资金，试图建立一套“平行于西方”的完整产业。这和中国在其他所有领域的重金投入一脉相承，服务的都是一个模糊却一以贯之的目标：所谓“战略自主”，在西方话语里更常被称为“自力更生”或“经济自给”（autarky）。而在大多数产业里，中国的确取得了近乎“纯粹的成功”。依靠庞大的高技能劳动力和几乎无限的国家资本，中国在一个又一个技术前沿建立了大规模产能，把原有的国际玩家一路挤压了出去。比较典型的例子包括：电动汽车、可再生能源、电子元件以及成熟制程半导体。在这些领域里，“中国制造全面占领”的路径，几乎已经被西方当成一种“必然”。

所以，当我们发现，在喷气发动机上，中国依然至少落后西方一个完整时代时，难免会感到意外。哪怕投入了四十年的国家级资源，中国的旗舰级国产民机 C919 依然要靠 CFM（GE 与赛峰的合资公司）生产的 LEAP‑1C 发动机来驱动。中国的自研竞品 CJ‑1000A 一拖再拖，目前预计要到至少 2030 年才能进入量产阶段。与此同时，中国的第一款五代战斗机歼‑20B，前后整整用了十年时间，一直依赖 30 年前的俄制 AL‑31 发动机，直到从上世纪 90 年代就启动的国产 WS‑15 项目，被认为“勉强可用”进入量产。即便在那样的前提下，WS‑15 在寿命、可靠性和效率上，预计仍将明显落后于为 F‑35 提供动力的普惠 F135。中国的另一型主力战斗机，则依然在用自家 20 年前水平的发动机。也就是说，在大多数领域已经把“追赶增长”的公式吃透、累积了庞大制造人才储备和资本的中国，在喷气发动机这里，并没有打出任何“超预期加速”的表现，反而始终踩在传统节奏上缓慢前行。这条技术前沿，依旧坚定地握在西方手里。

原因何在？因为中国那些最耀眼的成功故事——那些被我们拿来证明“西方活力已死”的典型案例——在市场结构上，往往有一个共同特征。而喷气发动机，恰恰是它的反面。

中国最擅长的，是那些目标明确、工艺成熟、迭代节奏又足够快的行业。它的策略，是挑选那些“技术基本定型但市场需求还远未满足”的赛道，然后一股脑往里砸资本，迅速把产能堆到世界天花板。这些行业的产品更新周期很快，让中国企业可以飞速改进设计，而规模优势又使它们有能力在价格和供货量上完全压住西方竞争者。中国政府则在背后再补一刀：以各种形式保护本土新兴企业，给它们留出一个足够大的国内市场，等它们站稳脚跟再杀出去打出口战。

这一连串组合拳，让中国企业得以在原有市场里“砸出一个更低的新地板”，而这个低价带来的市场份额，几乎整个都被它们收入囊中。随后，它们就能在量产中持续积累经验，优化工艺，最后一路爬向价值链上游，在高毛利段位上正面挑战西方老牌厂商。

喷气发动机，几乎和上述每一条成功要件都反着来。它的可靠性目标，不像电池续航或光伏效率那样“清晰可控”，更类似一个全系统协同的产物：每一个零件之间的耦合都会影响终极指标，使得“直接针对指标做优化”变得非常困难。它的迭代速度极慢，因为可靠性很难靠先验分析判断，只能依赖大量测试以及真实服役过程中的数据来验证——这一轮周期往往需要数年。而且，这个行业不存在什么“需求未被满足的低端市场”。买家就那几家，对指标要求极其严苛，老牌厂商对它们的需求又已经服务得非常到位。

中国的喷气发动机计划之所以磕磕绊绊，是因为它试图把一套“靠规模取胜”的打法，强行用在一个“靠积累知识筑高护城河”的行业上。

中国擅长的赛道

最典型的成功范例，就是中国在电动汽车生产上的统治地位。中国从 2009 年开始大规模布局电动车产能，当时特斯拉还只是一个产能有限的高端品牌，西方传统车企则把主要精力放在混动车身上，试图最大限度延长自家内燃机技术和资产的寿命。中国车企等于是踏进了一个“几乎没有成熟 incumbent”的全新赛道。它们不用去说服老工人重新学活儿，也不用把整套工厂推倒重来。相比内燃机那种由两千多个零件组成、凝结了几十年机械工程经验的复杂系统（配套变速箱、喷油、尾气处理等等），电动车的驱动系统简单得多：在结构上基本被一个高度标准化的零件——无刷电机——给取代了。政府在需求端又拉了一把，给国内消费者发放大额购车补贴，同时用牌照、限购等手段控制燃油车的进口配额，为电动车提前腾出了一个巨大的内需池。

除此之外，中国在电池产业上的早期成功，也给电动车崛起提供了天然协同。比亚迪最早在 1995 年就是一家电池厂，这本身就是国家层面将电池视作“战略核心部件”所推动的结果。模式非常熟悉：国家向这一行业注入了近千亿美元的补贴资金，用于快速扩产，又用进口限制人为制造早期需求。中国企业一开始刻意避开了西方公司长期深耕的 NMC（三元）体系，而是主攻更冷门但对供应链控制力更强的 LFP（磷酸铁锂）体系。这让中国企业可以在相对“无主之地”的低端市场飞速铺开，借助规模和工艺优势不断压低成本。等到自身在 LFP 市场站稳，便开始反攻 NMC 等更高端细分市场。

在这样的国家产业政策土壤里，中国也孵化出了自己的“财阀”式巨型集团——类似韩国的“财阀”（chaebol）和日本的“企业集团”（zaibatsu）。比亚迪就是典型：起家于电池，如今不仅生产自用电池，还自己造芯片、电机、软件和充电网络。华为也是如此：从通信设备起步，如今设计自己的 CPU、GPU，做各类消费电子，也开始生产高端电动车，甚至连通用 AI 大模型都自己做。这样的纵向一体化，让企业在整个供应链上拥有更强的话语权，而对于国家而言，也等于“用少数几个超级节点”来覆盖大半个经济版图，便于政策投放和协调。

可问题在于：喷气发动机这种技术挑战，恰恰是中国这种国家资本主义模式最不擅长的类型。喷气发动机的迭代速度，天然就很慢。它面临的核心难题，是长期可靠性优化、防止灾难性失效，以及把维护成本压到极低。要真正搞清楚这些性能，只能依赖漫长的试验体系以及大量真实服役数据——前者动辄多年，后者至少要跨越数十万甚至数百万飞行小时。再加上前面说到的那张“几十年里一点点长出来的”供应商网络，每一个零件背后几乎都有一整套专门工艺，而这些工艺之所以可靠，说白了就是靠“做了一辈子这个活儿的人，在一次次试错中摸索出来的直觉”。在模拟仿真手段还远算不上完备、更多是用实测数据来校正仿真的当下，这种“手感级”的流程知识，是整个系统得以持续演化的关键。

放在这样的语境下来看，喷气发动机制造的资本饱和点，其实很低：钱确实可以买厂房、买设备、请工程师，但它买不来流程知识、也买不来代代积累的专业分工。这就让中国以往那一套“靠砸资本拉动需求，再靠供给端压价出清”的传统策略，在这里显得格格不入。你就算大笔撒钱补贴国内订单、禁止进口，最后也不过是用一套 20 年前水准的落后产品，把自己的航空业硬生生拖在世界后面。

和许多其他领域不同，在喷气发动机上，“逆向工程”也帮不上太大忙，因为真正的护城河不在于“你能不能仿制出一台能跑的原型机”，而在于“你能不能把良品率、寿命、成本这几项一起做到某个水平以上”。这恰恰是中国几十年来一直尝试、却始终举步维艰的方向。早在 1975 年，也就是在邓小平正式启动现代化喷气发动机计划之前，中国政府就曾斥巨资购买劳斯莱斯 Spey MK.202 涡扇发动机的生产许可证。在当时的设想里，这个项目大概十年就能上规模量产。但事实上，被命名为“涡扇‑9”（WS‑9）的国产版，直到 2013 年才进入大规模生产——整整晚了近四十年。症结在于，真正要建起一条完全“自主可控”的喷气发动机生产链，意味着你得把西方那整张从材料到部件、从工具机到测试平台的纵深供应网络，几乎一比一在自己国内复制一遍。可在重型工业机床等关键领域，中国至今还大幅依赖西方——尤其是德国——的设备，发动机自然也不例外。

如果再回头看涡轮叶片这个典型，真正的知识产权，不是那条课本上都查得到的“基体配方”，也不是“单晶铸造”的基本工艺路线——这些东西早就不是秘密。真正值钱的，是那些为解决某种特定失效模式而掺进去的痕量元素，是当良品率莫名走低时，操作工和工程师知道“应该先改哪一个工艺参数”的那套直觉，是几代航发、材料、机械工程师共同积攒下来的“组织记忆”。当你对每一项改动的效果要靠几个月甚至几年的测试才能看明白时，做任何决策都极度依赖“方向感”；而这种方向感，只能存在于那些“在这个领域干了一辈子的人脑子里”。

利润被挤到极薄

另一个关键因素，是喷气发动机所在的商用市场结构，与中国其他“打得很顺”的领域有着本质不同。与电动车、电子产品、电池这些行业不同，喷气发动机没有什么“价格敏感的低端市场”可以当跳板。它是一种高度专用的技术，真正的买家只有两类：民航飞机制造商，和军工体系。军事部分我们后面再讲，先看民航。

民航客机厂商，是整个航空运输链条的一部分，而航空运输业本身，是全世界利润率最低的行业之一。航空公司是极度资本密集型的：它们要斥巨资买整套机队、建机库、搭维护体系；运营期又要负担庞大的人工成本——飞行员、乘务员、地勤、维修团队——和对每一个部件的日常维护开销。同时，航线间的竞争又无比激烈：多数主流航线都会有好几家航空公司同时运营，彼此压价，服务上又很难做出什么本质差异。哪怕是在这样的恶劣环境下，新的航空公司还在不断入场，继续拉低票价。

综合起来，这个行业的平均净利率，只有大约 3.9%，几乎是全球最低之一。在这样的结构下，航空公司对于价格极其敏感，而这种敏感也会一路往下传导，影响供应链上的每一个环节。发动机厂商因此通常只能“基本按成本价卖整机”，主要利润来源在于后期的维护、大修和备件更换。每一代新发动机，都要投入数亿美元乃至数十亿美元的资本开支，只为在燃油效率和可靠性上再抠出一点点进步。通常，波音或空客这两家全球唯二的民机巨头，会和某家发动机厂商直接组建联合项目，为自家新机型专门打造一款配套发动机，从整体上协调机身和动力系统的架构，以完成某个总体油耗或可靠性指标。

更麻烦的是，喷气发动机的认证体系，是全世界监管要求最高、最复杂的一批之一。美国的 FAA 和欧洲的 EASA 共同制定了一整套极为严苛的认证流程，事实上已经成为全球绝大多数国家的通用标准。想进入全球民航市场，就必须拿下这两张牌照。以 GE9X 为例，这一型号单独就经历了 5000 小时以上的台架和试飞测试，累计执行了 8000 轮“起飞‑巡航‑降落”完整循环的模拟，在不同的高空、气象、结冰、侧风、吞鸟、失速、吸尘等工况下，都做过专项测试验证。而且这还是一款“在上一代基础上做的改进型”发动机，如果是从零开始全新设计，测试要求会更上一层楼。这些程序，从安全角度看完全合理，但对行业利润率的挤压，也是显而易见的。

拼在一起看，这是一个技术难度极高、利润空间极薄、监管压力极重的行业。对任何新入场者来说，它都同时设置了极高的资金门槛和极长的回本周期。这样的行业，几乎就是为那些“在几十年里一点点滚动升级、每一步都能正向现金流”的老牌寡头量身打造的。对后来者来说，很难不问一句：“为什么要硬闯这条路？”

这也就不难理解，为什么中国的 CJ‑1000A 项目会一拖再拖。该计划始于 2009 年，最早的目标是 2015 年前后进入量产。现实是：直到 2017 年才放出首台样机，2023 年才开始在一架四发货机上做“作为冗余机”的试飞，国内适航认证预计也要到至少 2027 年才能拿到。真要挂在 C919 上服役，时间节点几乎肯定要拖到 2030 年以后。至于 FAA 或 EASA 的认证，目前压根连正式日程都谈不上，这意味着在可预见的将来，这款发动机基本只能作为国内的“兜底选项”存在。

被政府“包场”的军方用户

在军用领域，中国的推进则相对顺利一些，这其实也合情合理：军用发动机不像民用那样对效率和寿命吹毛求疵，而这些恰恰是工程上最棘手的部分。中国目前有两款五代机：歼‑20B 和歼‑35A，分别定位为 F‑22 和 F‑35 的对标机型。按设计构想，它们最终都会搭载国产发动机：前者用 WS‑15，后者用 WS‑19。

这两条发动机线，无论在交付时间还是成本上，都远远超出了最初设想。歼‑20B 在 2017 年服役时，用的是俄制 AL‑31，之后先换成一款已经落后 20 年的国产发动机，再到 2023 年 WS‑15 才刚刚被批准量产。中国方面宣称，WS‑15 在推力等指标上大致可对标 F119（F‑22 的动力），最大推力 18.4 吨，对比 F119 的 15.9 吨，也采用了单晶涡轮叶片和较强的加力性能。它是否具有与 F‑22 类似的“超音速巡航”（不开加力也能维持超音速）的能力，目前仍不清楚。中国官方宣传中称其能以马赫 1.3 巡航，低于 F‑22 的马赫 1.8，但这项性能至今尚未被公开验证。另一边，WS‑19 则离量产还有大约五年时间，导致歼‑35 现在只能先用型号更老的 WS‑21 顶着。

当然，解读中国军方对外公布的数据时，必须打上一个问号。F‑35 的各种问题之所以人尽皆知，是因为西方工程文化重视“问题公开透明→共同学习”。中国没有类似的传统，也没有什么相当于美国五角大楼年度报告的东西。F‑35 一出事故，全世界都会报道；解放军的飞行事故则往往不会公开。关于其维护难题的数据，则完全是机密。鉴于关于 WS‑15 在实际服役中的表现几乎没有任何公开资料，要相信它能完全兑现宣传里的那些性能指标，确实需要一点想象力。

但就算我们慷慨地按官方宣称来算，中国依然落后西方大约二十年。F119 发动机早在 2001 年便已投产，首架 F-22 也在 2005 年完成交付。如今，这已是一款服役 21 年、可靠性得到充分验证的成熟发动机。而 F-35 所搭载的普惠 F135 发动机，也于 2009 年投入量产。目前，美国正在研发第六代战斗机，并已推出两款基于变循环技术（adaptive cycling）的发动机原型机——该技术能通过改变涵道比，兼顾高推力输出与长航程巡航的效率。这一项目预计将于 2028 年落地。反观中国，其同类发动机的研发尚未起步，加之 WS-19（涡扇-19）遭遇的瓶颈，相关的研发工作恐怕要拖到 2030 年代中期才能展开。