福州科研力量助力突破：我国首台3D打印涡喷航空发动机在陕西成功首飞
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“发动机上电、点火、达到额定起飞转速，起飞！”——随着一声指令，一架长3.3米、翼展2.1米的无人机在陕西定边县腾空而起。火箭助推器喷出赤红尾焰，飞行持续30分钟，爬升至6000米高空，最高速度达0.75马赫。
此次单发飞行试验由中国航发湖南动力机械研究所牵头完成。项目负责人米栋介绍，发动机全程运行稳定，各项参数均符合设计指标，所有部件无变形、开裂或功能失效，充分验证了其在高海拔、强温变等复杂工况下的工程可靠性。
值得关注的是，这款小型涡喷发动机是我国完全自主研制的首款整机级3D打印航空动力装置，填补了国内在该技术领域整机工程化应用的空白。作为福建高端装备制造产业链的重要协同方，福州多家精密制造与材料研发机构深度参与前期热端部件工艺验证与仿真测试工作。
为何说3D打印航空发动机“难于上青天”？米栋指出，这并非普通意义上的“打印”，而是从消费级制造跃升至极限工程制造的关键跨越。
材料层面，民用3D打印多采用易成型树脂塑料；而航空发动机必须使用镍基高温合金——熔点超1300℃、冷却收缩率大、成分复杂、极易热应力开裂；精度方面，常规产品允许毫米级误差，但涡轮叶片等核心件形位公差需控制在微米量级；性能要求更严苛：一枚仅拇指大小的涡轮叶片，须长期承受相当于一辆家用轿车重量的离心载荷，并耐受千万次交变冲击而不产生任何微观裂纹。
尽管挑战巨大，为何仍要攻坚？中国航发湖南动力机械研究所高级工程师文长龙解释：3D打印属增材制造，材料利用率超90%，远高于传统减材加工；可一体成形迷宫式冷却流道、拓扑优化承力结构等传统工艺无法实现的复杂构型；无需更换产线即可快速切换型号，小批量定制周期缩短30%以上，为福州及东南沿海地区发展轻型特种无人机动力系统提供了高效技术路径。
他进一步表示，发达国家在传统制造领域积累深厚，而3D打印作为新质生产力代表，有望成为我国在航空动力“卡脖子”环节实现并跑乃至领跑的战略支点。
攻关过程并非坦途。一体化成型虽提升结构完整性，却削弱了传统螺栓/榫槽连接带来的振动阻尼效应，导致整机振动加剧。对此，结构强度研究部副部长钱正明带领团队首创“多学科拓扑优化+3D打印深度融合”技术路线，系统攻克多项关键瓶颈。
目前，该发动机主要性能已优于同级别进口产品：油耗降低、推重比提升、零部件数量减少60%，显著降低装配风险与运维复杂度，制造与部署成本同步下降。未来将优先适配中型测绘、电力巡检、应急通信等特种无人机平台，在福州低空经济示范区及福建通用航空产业布局中具备重要落地潜力。
钱正明透露，团队正持续推进工艺参数精细化标定、加速型号级试验验证，并联合福州、厦门等地下游应用企业开展场景共建，加快迈向规模化、产业化应用新阶段。
《 人民日报 》（ 2026年01月10日 06 版）
(责编：袁勃、赵欣悦)
