燃氣輪機和航空發動機被譽為制造工業“皇冠上的明珠”。“十四五”規劃稱，要進一步推進燃氣輪機技術向高端化、專業化發展。

何為燃氣輪機?發展燃氣輪機對經濟社會發展有何引領作用?中國航空學會理事長林左鳴接受采訪，解讀這顆“明珠”。

——燃氣輪機與航空發動機有何區別?

林左鳴指出，燃氣輪機的全稱為燃氣渦輪發動機，是以連續流動的氣體為工質帶動葉輪高速旋轉，將燃料的能量轉換為有用功的內燃式動力機械，“是一種旋轉葉輪式熱力發動機。

燃氣輪機按結構有重型、輕型兩種;按功率可分為大、中、小、微型;按用途分為電力燃氣輪機、機械驅動(船舶)燃氣輪機和航空燃氣輪機。

“航空發動機與燃氣輪機工作原理基本相同，其核心技術也有相似之處。”林左鳴說，燃氣輪機主要用于發電、分布式能源、電網調峰、機動電源、艦船驅動、長距離管輸增壓等，通常可以由航空發動機加自由渦輪衍生出來的，更加注重熱效比。

——如何看待中國實施“兩機專項”?

2012年，官方批準設立“航空發動機與燃氣輪機”國家科技重大專項(“兩機專項”)，成立專家委員會開展論證。此后，中國聯合重型燃氣輪機技術有限公司成立，并對300MW燃氣輪機實施技術攻關。

林左鳴表示，設立“兩機專項”目的是通過重點型號自主研制，建立中國“兩機”動力行業的自主創新能力體系，把中國航空發動機和燃氣輪機行業打造成具有國際競爭力的戰略性高技術產業，以滿足航空、能源和電力工業對高性能動力裝備的需求。

——如何理解燃氣輪機是制造工業“皇冠上的明珠”?

林左鳴解釋，燃氣輪機和航空發動機號稱“世界上最難制造的機械設備”。除了量子力學理論之外，其它的力學理論幾乎全部用上，其制造技術和材料試驗難度絲毫不亞于其它尖端技術。

“燃氣輪機壓氣機氣動性掌握、燃燒室高溫零部件的冷卻防護、渦輪冷卻氣流的流道設計等，都是尖端技術。”他說，一臺燃氣輪機有數萬個零部件，每個零部件的選材、加工制造、實驗測試，其技術都要完全掌握，需要克服一個接著一個困難。

——為何說燃氣輪機的國產替代刻不容緩?

林左鳴回答說，燃氣輪機俗稱“動力的心臟”，事關國家能源安全、國防安全，事關國計民生和科技創新，這樣的大國重器，其關鍵技術“等不來，要不來，討不來”。

“大力發展我國燃氣輪機技術、實施國產替代，從戰略上講，有利于我國在國際競爭中掌握主動權、打好主動仗;從技術上講，有利于掌握自主自強的核心技術;從經濟上講，有利于降低綜合運行成本。”

——為何說輕型燃氣輪機具有巨大的市場空間?

林左鳴介紹，輕型燃氣輪機大多采用成熟的航空發動機改造而成，具備體積小、重量輕、啟動快、維修方便、運行可靠、自動化程度高、造價低等優點，在各個領域中得到廣泛的應用。

根據ReleaseWire統計，2020年，全球燃氣輪機中1—40兆瓦級燃氣輪機市場占比最大約為40%。

另有預測稱，在世界各國減少碳排放的大背景下，未來全球燃氣輪機市場規模將保持增長，預計到2026年，全球燃氣輪機市場規模預計將達到283億美元。

——發展輕型燃氣輪機如何帶動重型燃機發展?

“掌握了輕型燃機技術，向下衍生到重型燃機就可以勢如破竹，技術難度大為降低。向上可促進航空發動機發展，意義十分重大。”林左鳴說。

2014年，中國具有自主知識產權的第一臺重型燃氣輪機R0110設計與研究項目取得突破性進展。2019年，中國首臺F級50MW重型燃氣輪機原型機整機點火試驗成功，順利實現滿負荷穩定運行。

“需要依托輕型燃機發展，積累的人才和技術優勢，加快重型燃機創新發展的步伐。”林左鳴說。

——發展燃氣輪機如何引領當地經濟社會發展?

林左鳴指出，燃氣輪機產業鏈長，產品附加值高，涉及機械、冶金、材料、化工、能源、電子、信息等諸多領域，學科涵蓋氣動力學、工程熱力學、燃燒學、結構力學、控制理論、材料學、制造工藝等基礎學科和工程技術領域，對學科建設和科技創新具有巨大促進和引領作用。

他還指出，發展燃氣輪機產業，契合國家發展戰略，可大幅度提高高端裝備制造業發展和產業規模擴大，促進產業結構升級，形成高端制造業群體，促進經濟社會高質量發展。