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CAIEC每一个项目都非常优秀
在大赛中为什么是他们脱颖而出
记录每一项科技的加速过程
来自创造者的直接表达
10th CAIEC 获奖人独家专访
目前1000公斤推力以下的小型涡扇航空发动机在国内市场仍属于空白,该类产品可以与中国航空发动机集团的中大型航空发动机产品形成优势互补,满足国家发展中小型轻型飞行器的战略需求。
浙江天目涡轮动力科技有限公司研发的首款产品是850公斤推力级小型涡扇发动机TMS800,其推重比5.8,是国内同级产品中最高的,为新一代无人机和公务机等飞行器提供了强劲动力。同时该发动机具有低油耗、高推重比、长寿命、维护简便等特点,极大降低了发动机运营成本,在民用和军用领域均具备显著的竞争优势。
预期成本与价格低于国内外同类发动机20%以上;油耗比国内在役同类产品降低25%,可靠性提高50%以上;相比国内在役产品同类重量降低25%,寿命提高50%以上,全寿命周期每小时飞行成本降低80%以上。依托TMS800涡扇发动机的核心机,公司正在研发450KW级涡电混合动力系统。
浙江天目涡轮动力动力科技有限公司是依托浙江省天目山实验室,由国家级领军人才王光秋教授牵头,率燃气涡轮推进系统交叉创新团队创立的高新技术企业。
公司聚焦新一代中小型涡扇航空发动机及衍生产品研发,核心产品含1吨级以下推力涡扇发动机、1兆瓦级以下涡电混合动力、1兆瓦级以下涡轴/涡桨发动机、小型工业燃机,致力于打通“技术研发-产品落地-产业转化”全链路,为多领域提供高性能力量解决方案。
公司为技术驱动型企业,团队硕士及以上学历超80%,有15名博士核心研发人员,70%研发人员具6年以上航空发动机研发经验,覆盖多个关键领域,具备全流程研发能力。
未来,公司将依托实验室资源,深耕中小型航空发动机领域,力争成国内领先、国际知名的航空动力研发与产业化标杆,助力我国航空动力产业高质量发展。
空天界:张博士,您好!特别恭喜您和团队,天目涡轮2025年3月才成立,仅用18个月就完成了样机设计开发,效率令人钦佩。能否用请您介绍下 TMS800的核心定位、主要适配场景及最突出的核心优势?
TMS800是一款800公斤级别的中小型涡扇发动机,核心定位是填补国内该推力级别航空动力领域的空白,实现关键技术的国产替代。它主要适配长航程高空无人机和轻型公务机这类对动力性能、可靠性和经济性均有高要求的应用场景。
这款发动机的核心优势很突出,一方面性能表现优异,完全满足目标机型的动力需求;另一方面极具经济性,整体使用成本比国内外同类产品降低约一半,性价比优势显著。我们通过自主创新的设计理念和全国产化制造,在保证性能和可靠性的同时,显著降低研发和制造成本,这也是它能在短时间内获得市场关注和大赛认可的关键。
空天界:让人关注的是,团队汇聚了院士、总师等顶尖专家担任顾问,核心成员中博士有15人,硕士及以上学历占比95%,且70%的研发人员都有6年以上航发领域经验;同时团队平均年龄36岁,正处于经验与创新兼具的黄金阶段。想问这样的人才结构,核心竞争力体现在哪里?
首先有院士级顶尖专家领航,他们带来了深厚的技术积累和重大工程实践经验,为项目定下了高起点的战略方向。在关键技术决策节点,他们的指导能让我们少走弯路,始终站在技术前沿。
中间一层是大批博士和青年骨干,他们学历高、思维活跃,敢闯敢试,特别擅长把前沿理论落地为具体技术方案。在气动设计、控制系统等需要突破的尖端领域,他们是实实在在的攻坚力量,为团队注入了持续的创新活力。
最后,团队成员普遍具备扎实的项目经验,从设计、试制到试验的全流程都经历过,对工程级别的规范和质量体系有深刻理解。这保证了我们的每一点创新都不是纸面文章,而是能经得起实践检验的可靠成果。
这三个层面不是简单拼凑,而是深度融合、互相加持。老专家掌方向、青年骨干攻难关、成熟团队保落地,这样的结构让我们有底气攻克航空动力领域的难题,一步步把想法变成现实。
空天界:您刚才提到TMS800是“新一代中小型涡扇发动机”,可能有观众对发动机的级别划分不太了解。想进一步向您请教:涡扇发动机按大、中、小型划分的核心指标是什么?不同级别在技术特性上有哪些关键差异?对应到国际市场层面,三者的核心应用场景、全球需求分布及竞争格局又有何不同?
通常我们以发动机推力为核心指标划分涡扇发动机的级别,不同级别在结构设计和技术特性上差异显著。
从推力范围来看,大型涡扇发动机推力在10吨以上,是波音、空客等大客机的“心脏”;中型机推力在2到10吨左右,主要用于支线客机和大型公务机;小型机推力在1吨以下,我们的TMS800就属于这类,瞄准无人机和轻型公务机等灵活轻快的平台。
结构设计上,大型涡扇结构复杂,多采用双转子或三转子设计,追求大推力和高效率;中型机多为双转子结构,相对简化一些;小型涡扇为了实现结构紧凑、轻量化和低成本,常采用单转子或双轴双转子设计,风扇和压比相对较低,但对推重比要求更高。
技术特性上,大型涡扇的市场受全球航空客运量影响大,几乎被普惠(Pratt&Whitney)、GE(General Electric)、罗罗(Rolls-Royce)三大巨头垄断;中型机市场与地区航空网络发展相关,除了三大巨头,赛峰(Safran)、霍尼韦尔(Honeywell)等企业也有参与;小型涡扇是军民两用产品,应用场景分散但增长快,也是国外对我国技术封锁的关键领域,技术门槛高且需求迫切。
我们选择避开与国际巨头正面竞争,聚焦国家急需、且通过自主创新有望实现跨越的小型涡扇赛道,就是希望在这个细分领域成为核心参与者,打破技术封锁。
空天界:放眼全球,中小型涡扇发动机已形成千亿级市场规模,当前国际市场中,中小型涡扇发动机的主要需求集中在哪些场景和区域?竞争格局如何,国际头部企业的核心优势是什么?在这样的格局下,国产中小型发动机能把握哪些独特的突围机会?结合TMS800的定位,项目未来3-5年有望抢占多大的国际市场份额?
放眼全球,中小型涡扇发动机无疑是千亿级别的黄金赛道。要看清国内动力产业的突围机会,可从“市场在哪、对手是谁、路怎么走”三个层面拆解:
国际市场需求可概括为“一老一新、一西一东”。“一老”是传统喷气式公务机市场,湾流(Gulfstream)、庞巴迪(Bombardier)等机型构成了最成熟、需求量最大的细分领域,长期被欧美巨头瓜分;“一新”则是快速崛起的高端军用无人机与特种飞机市场,对长航时、高可靠性动力的需求极为迫切,而空中出租车等城市空中交通概念虽仍在孕育期,已成为各家争夺的未来赛道。
区域分布上,“一西”是北美和欧洲,作为技术策源地,这里占据着最大的存量市场;“一东”则以亚太地区为核心,尤其是中国,不仅是全球增量最快、潜力最大的新兴市场,更是国产发动机最坚实的发展根基。
再看竞争格局,赛场玩家虽不多,但个个都是行业巨头。加拿大普惠、霍尼韦尔、GE等企业已统治市场数十年,构筑了全方位的竞争护城河:一是顶尖技术与无可挑剔的可靠性,这是通过天文数字的研发投入和百万小时飞行数据积累而成;二是手握FAA、EASA等适航证,相当于掌握了全球市场的“通行门票”;三是与飞机制造商形成深度绑定的生态闭环,新兴发动机想搭载主流飞机难度极大。
在这样的格局下,国产发动机的突围机会恰恰藏在挑战背后,关键在于把握差异化与主场优势:第一,填补国内关键领域空白。针对涉及国防安全的高端无人机、特种飞机,其对动力自主可控的刚需,正是国产发动机最明确、最迫切的切入点,先解决“有没有”的问题;第二,发挥成本与服务的本土优势。不仅要提供更具竞争力的产品价格,更要在全生命周期维护响应上,为国内客户提供比国际巨头更贴身、更快捷的服务,这是我们的天然优势;第三,在新赛道同步起跑。在混合电推、绿色低碳等代表未来的技术方向上,国际巨头也处于探索阶段,这为我们提供了难得的窗口期,有望实现从追赶向并跑的跨越。
TMS800项目正是这一思路的精准实践:定位800公斤级别推力,瞄准国内急需动力的中大型无人机和轻型公务机,巧妙避开与巨头在核心赛道的直接竞争。
对这类国产发动机项目而言,未来三到五年的核心任务不是计算市场份额,而是打赢一场“资格赛”,具体要走好三步:第一步,筑牢产品根基。倾尽全力确保产品成熟可靠,完成数以万计的严苛地面试验与飞行测试,成功取得中国民航型号合格证——这是所有商业化的基石,相当于产品获得了国内市场商业运营的“身份证”;第二步,实现初步商业化落地。依托国内迫切的应用场景,与高端无人机、特种飞机深度结合,完成装机、试飞与小批量交付,积累真实运行数据和用户反馈,进一步打磨产品可靠性与保障体系,在国内市场站稳脚跟,形成“国产飞机配国产芯”的成功案例;第三步,务实布局国际市场。FAA、EASA等国际适航证的获取往往需要10年甚至更久,未来三到五年的现实目标不是拿证,而是主动学习理解国际适航标准,与相关机构建立沟通,通过实际测试数据积累性能背书,争取获得初步认可。
对TMS800而言,若能在未来三到五年内圆满完成国内适航取证,并在重点机型上实现稳定装机运行,就是一场决定性的胜利,也将为更长远的国际市场开拓奠定无可替代的坚实基础。
空天界:了解完国际市场,我们再聚焦国内。有数据显示,国内中小型涡扇发动机年需求超4000台,想向您了解这一需求是否属于刚性需求?主要来自哪些细分领域?目前国内同类产品的进口替代率大概是多少?TMS800的出现,预计能推动这一比例提升多少?
目前明确的需求牵引主要来自三个领域:一是各类无人机和特种飞行器,这是当前可见度最高、最迫切的领域;二是低空经济兴起带动的新型航空器,是潜在的增长点;三是科研、教学等特定场合的应用。整体来看,这是一个由国防安全、产业政策和未来商业前景共同驱动的市场。
关于进口替代率,行业内的共识是,中小型涡扇发动机技术门槛高,国内产业整体处于追赶阶段,过去关键平台多依赖国外成熟产品,国产替代率还处于较低水平。近年来虽有部分国产型号推出试用,但要建立起研发、制造、运维全链条的能力和市场信任,还需要一个过程。
TMS800的出现,首先为国内800公斤级别推力需求提供了新的自主选项,让相关飞行器设计多了一种可靠选择,尤其能在对自主可控有明确要求的场合快速落地。如果它能顺利完成研制,通过实际使用验证可靠性和经济性,就能逐步承接一部分原本需要进口才能满足的需求,循序渐进推动替代率提升。现在量化预测提升幅度还为时过早,但我们每一步扎实的进展,都会为国产替代贡献力量。
空天界:国内1000公斤推力以下的小型涡扇发动机长期依赖进口,这一领域的核心“卡脖子”技术痛点是什么?是集中在材料、精密加工工艺,还是气动设计、控制系统的算法优化上?
具体来看,核心难点集中在三个环环相扣的层面:
第一是材料和精密制造。发动机核心部件比如涡轮叶片,要在高温、高转速的极端环境下长期可靠工作,不仅需要能耐受极高温度的特殊合金材料,还需要极其稳定精密的铸造加工工艺,把材料做成内部结构复杂的叶片,且每一片质量都分毫不差。这一关过不了,发动机的可靠性和寿命就无从谈起。
第二是高度集成的系统设计。小型发动机空间紧凑,就像在有限空间里做精密布局,要让空气高效流动、燃烧充分、能量转换顺畅,涉及复杂的气动和热力学设计。更难的是,压气机、燃烧室、涡轮等部件工作时相互影响,需要找到最佳配合状态,确保在各种飞行条件下都平稳高效运行,这非常依赖长期积累的设计经验和庞大的实验数据。
第三是控制和验证体系。现代先进发动机需要全权限数字电子控制器,要编写精准的控制算法,毫秒不差地管理发动机工作,预判并防止异常状况,这是巨大的软件工程挑战。后续还要通过海量严酷的台架试验和飞行测试,建立完整可信的数据库,这个漫长且昂贵的验证过程本身就是高门槛。
所以,航空发动机的突破需要耐心和定力,材料、工艺、设计、控制、测试验证全链条的能力都要达到均衡且高水平,任何一个环节的短板都会成为整体瓶颈。
空天界:作为国产替代的重要探索,TMS800与这款禁售的HF120发动机相比,在最大起飞推力、油耗、推重比等核心参数上表现如何?能否实现性能上的替代甚至超越?量产后这一优势能否持续保持?
关于量产后性价比优势的可持续性,答案是肯定的,而且这个优势会随着量产和技术迭代不断加强。通过两台TMS800样机的制造,我们已经对国内供应商进行了全面摸底。得益于中国制造业水平的不断提升,国内供应商正逐步摆脱对国际特种原材料、工艺和辅件的依赖,从源头上控制了成本,也避免了地缘政治带来的溢价和断供风险。
航空发动机是典型的学习曲线效应显著的产业,随着产量提升,工艺会越来越成熟,良品率持续提高,供应链也会因规模效应进一步优化成本,量产后单台成本有明确的下降潜力。更重要的是,我们不仅关注初次购置成本,还在设计上强调高可靠性、长寿命和易于维护,能显著降低用户的维护、大修和备件成本,再加上国内便捷的技术支持和服务体系,能极大减少用户停场时间,全生命周期的经济性优势会比单纯的售价优势更突出。
空天界:除了核心发动机产品,团队还在依托TMS800核心机研发450KW级涡电混合动力系统。想了解这款衍生产品的技术复用率能达到多少?相比纯电动动力系统,它在续航、载重上有哪些优势?目前这款衍生产品的研发进度是否符合预期?
如果单看基础技术复用,TMS450E的技术复用率能达到七八十,但实际研发中仍有不少难点需要攻克。最核心的是发动机输出轴与高速电机的匹配,常规设计需要传动机构减速,而我们采用发动机输出轴与发电机转子同轴连接的方案,在转子动力学设计上难度较大;另外还要解决整个混动系统的热管理问题,电机自身工作会发热,若热管理设计不当会导致电机损坏,目前我们已经初步探索了空气燃油冷却方式,进展顺利。
相比纯电动力系统,涡电混动系统的优势很明显:续航上,能借助燃油的高能量密度实现长距离飞行,大幅扩展任务半径,彻底缓解里程焦虑;载重上,在起飞、爬升等高功率需求阶段,可实现油电混合输出,支持更大有效载荷,无需像纯电系统那样为满足峰值功率过度增加电池组。
要知道,飞行器每增加一公斤电池,都需要更多能量维持飞行高度和续航,当电池组增加到一定程度,经济性反而会下降,这也是涡电混动的核心竞争力所在。目前这款产品的研发进度符合预期,已经完成了核心技术方案的验证。
空天界:我们还关注到TMS800提出了“全生命周期管理模式”,这一模式具体是什么?能为客户降低多少运维成本?
作为供应商,我们会为用户提供一切必要的服务和支持,保障发动机可靠运行;用户则可以按照发动机实际运行小时数,支付固定的服务费用。这种模式能避免客户在突发性维修、备品备件存放等方面的直接成本支出,还能简化风险管理、技术升级等隐性成本。根据行业数据,这种模式能帮助客户整体降低15%到20%的运维成本。
我们的这个模式参考了国际知名发动机公司的运营经验,同时结合中国市场的实际情况做了调整,更贴合国内客户的需求和使用场景,希望通过这种长期服务,与客户建立更深的信任和合作。
空天界:当前航空发动机产业迎来了众多政策利好,部分省市还有研发补贴等支持。您认为这些现行政策具体能为项目带来哪些助力?政策对市场需求的拉动作用有多大?
国家层面的各项政策,为我们这类航空发动机项目创造了非常有利的发展环境。从《中国制造2025》,到高端装备创新工程实施指南、“十四五”民用航空发展规划、再到现在的“十五五”规划等,一系列政策的出台,直接利好中小型涡扇发动机产业发展,标志着我国发动机研发走上了独立发展的道路,不再过度依赖整机企业。
地方层面的支持更是具体而实在。浙江省提出了高水平建设民航强省、打造低空经济高地的战略目标,我们依托北京航空航天大学和天目山实验室成立,作为实验室全职人员,充分享受了省、市、区三级的政策支持。目前我们已经成功申请了杭州市余杭区“海创未来”领军人才计划,这个项目为我们提供了三年一千多万元的科研补助,对产品研发起到了非常大的推动作用。
这些政策的拉动作用是全方位的,不仅为我们提供了资金支持,还优化了产业生态,吸引了更多人才和资源向航空发动机领域聚集,让整个行业从过去的“单打独斗”变成了“抱团发展”,加速了技术突破和产业化进程。
空天界:了解到公司是依托北航和天目山实验室成立的,而天目山实验室本身就是依托北航建设的省级重点实验室。想请教您,这种深度绑定的渊源,为项目带来了哪些不可替代的支持?“企业+高校+实验室”的合作模式,是否解决了传统创业公司“研发脱节市场”的痛点?北航或实验室在技术攻关中,是否提供过具体的助力?
在技术支持上,北航多个专业的资深专家,从材料选型、总体性能优化等方面给项目提供了大量宝贵意见,还深度参与研发工作;实验室作为项目核心实施单位,组建了完整的研发团队,提供了可观的人力薪酬、先进的实验设备和充足的样机制造经费,让我们能集中精力攻克技术难题,不用为基础研发条件发愁。
现在公司正式商业化运营后,我们仍计划在实验室保留一支25到30人的研发团队,形成“实验室研发+企业产业化”的互补模式。对于初创技术公司来说,研发人员薪酬是很大的开支,而实验室在三级政府支持下,能为研发人员提供稳定的收入和良好的工作环境,解决了他们的后顾之忧,让大家能全身心投入研发创新,这也是我们能在18个月内快速完成样机研发的关键。
这种模式的核心优势在于,高校和实验室提供深厚的技术积累和研发资源,企业则聚焦市场需求和产业化落地,让研发始终围绕实际应用展开,既保证了技术的先进性,又避免了脱离市场的盲目研发。
空天界:据了解,团队有3000万研发资金和6000万产业化资金的融资计划,这些资金具体会投入到哪些环节?研发资金会优先用于核心技术迭代,还是衍生产品研发?这些资金投入后,预计能支撑项目达到什么阶段?
首期3000万左右的研发资金,核心目标是完成从设计图纸到物理样机的关键跨越。资金主要投入两个方面:一是TMS800首台测试样机的制造和一系列地面测试,包括核心机性能测试、整机耐久测试以及前期适航符合性试验,用真实数据验证设计可行性,发现并解决早期问题;二是同步启动TMS450E涡电混合动力系统原理样机的开发,为后续产品系列化布局打下技术基础。这一轮资金能帮助我们把想法变成可测试的实体,完成核心产品的初步验证。
第二轮6000万的产业化资金,主要用于从研发试制转向初具批量生产能力的制造体系建设。重点投入三个方向:一是建设专业的小型发动机总装车间,建立标准化的装配流程、质量管控体系和产品交付能力;二是购置一批高精度的专用加工和测试设备,确保核心部件制造和最终装配的自主可控,提升生产效率和品控水平。
通过这两轮紧密衔接的投入,我们期望达成明确的阶段性成果。工程层面,完成TMS800发动机从测试样机到具备初期小批量生产能力的产业化转型,搭建起标准化的制造体系与质量管控流程;验证层面,推动TMS800及涡电改型TMS450E在目标平台实现装机与飞行测试,获取最宝贵的实践经验和运行数据,为最终的型号合格审定与市场化推进铺平道路。
整体而言,这是一条聚焦打通核心制造链路、完成产品主体验证的务实路线,每一步投入都围绕“从技术到产品、从样品到商品”的核心目标推进,确保产业化落地的稳健性。
空天界:要实现2030年批量交付的目标,当前最核心的瓶颈是什么?是产能建设、适航认证,还是订单储备?团队针对这些潜在瓶颈,有哪些针对性的解决思路?
除了资金之外,适航认证也是我们面临的重要课题。目前国内尚未有民营企业通过小型涡扇发动机的适航认证,这是我们必须跨越的行业门槛。不过我们对自己的产品充满信心,从目前的测试结果来看,发动机的可靠性已经通过了初步验证,表现良好。未来我们会联合供应链上游合作伙伴,持续完善测试与验证工作,相信通过适航认证只是时间问题。
现阶段,我们会先集中精力完成首台样机的研发收尾与全面测试,用扎实的数据为后续工作奠定基础。
空天界:回到本次大赛获奖,想请教您,这个奖项对项目的产业化落地和市场推广,能起到哪些实际作用?有没有给您带来一些新的合作机会?
首先是获得了行业认可的可信背书。航空领域合作门槛高,各方做决策都很慎重,大赛奖项相当于让一批行业专家为我们做了一次前期初筛。之后我们和潜在投资方、供应商、客户沟通时,对方能更快建立初步信任,知道这个项目不是凭空想象出来的,而是得到业界认可的成熟方案,这让我们和投资机构的洽谈也更加顺畅。
其次是带来了更多关注和合作机会。大赛本身就是一个优质平台,获奖后很多关注航空领域的投资机构、产业园区和行业内企业,都主动来和我们接触。有对硬科技感兴趣的投资人把我们列入考察名单,也有正在寻找国产配套机会的整机厂和上游供应商,通过这个平台了解到我们,开启了初步交流,为后续合作埋下了伏笔。
还有就是进入了更大的支持体系。大赛主办方和合作方会提供持续的跟踪服务,比如今天的专访,后续可能还会邀请我们参加行业活动、提供政策辅导、对接产业园区落地机会等。这种持续的曝光和对接,对需要长期发展的航空发动机项目来说,是非常重要的支持。
总的来说,这次参赛让我们打开了更多对话和合作的可能性,也让我们更有信心推进项目的产业化落地。
空天界:最后想请您分享一下获奖感言,我们留作纪念!给未来参赛的选手一些建议和鼓励?
说到给未来参赛伙伴的建议,我们其实也在探索中前行,谈不上成熟经验,只是分享几点深刻体会:
首先,一定要想清楚自己要解决的是“真问题”。尤其是航空领域,高投入、长周期的特性决定了,技术先进性固然重要,但出发点必须是应对明确的实际需求或行业瓶颈。一份能清晰阐述“为谁解决什么难题”的商业计划书,远比宏大却遥远的技术概念更有力量,也更能打动评委和市场。
其次,要做好长期长跑的准备,同时制定“小步快跑”的计划。航空创业很难一蹴而就,不能指望一口吃成胖子。建议把宏大的最终目标,分解成一个个看得见、可验证的小里程碑。每一个里程碑的达成,不仅能为团队积累信心,更是向外界展示项目可行性的最佳方式,让每一步努力都有明确的反馈和沉淀。
最后,要格外珍惜交流和被质疑的机会。大赛不只是展示自我的舞台,更是绝佳的学习和检验场所。评委和同行的每一个问题、每一条建议,都可能帮你发现未曾注意到的知识盲点或技术难点。保持开放的心态,积极沟通碰撞,这个过程带来的收获,有时候甚至会超过奖项本身。
航空领域的创业之路从来不平坦,但正是每一个敢于尝试、坚持探索的团队,共同构成了推动行业向前发展的活力。祝愿每一位参赛者都能在这个平台上充分展示自己,有所收获,在追逐航空梦想的道路上稳步前行!

