又一款国产发动机研发成功，车辆、舰艇、无人机都能用
2020年2月3日，国内首台高功率密度600千瓦级重油发动机——“金鹰”，顺利点火运行。最关键的是，这台发动机是100%自主开发，100%自主产权，100%国产化生产。而研制这台发动机的单位就是安徽航瑞航空动力装备股份有限公司（简称航瑞动力），这是一家从事航空发动机设计研发、生产制造、销售维修的航空企业，主要产品有活塞式航空发动机、涡轮式航空发动机2个大类5个平台，为农林植保机、大中型无人机、通航固定翼飞机、直升机、旋翼机等飞机强劲动力。
航瑞动力活塞式航空发动机均采用轻量化集成化结构、冗余电子控制系统、全机液冷、全系增压、可靠性TBO达2000h，适用于航空汽油、航空柴油等油品，具有很强的工况适应性。这次新研成功的“金鹰”，是一款对置八缸重油发动机，基于四缸“云雀”成熟技术平台衍生而来。“云雀”是一款对置四缸、四冲程重油发动机，采用新材料、新工艺，具有高功重比、低油耗、高海拔、衰减少的特点。采用的核心技术有高压共轨、涡轮增压中冷、干式润滑、FADEC系统、全机液冷等。
但“云雀”功率小，只有150马力。而“金鹰”的功率则大得多，为600千瓦，而且重量轻，通用版只有650公斤，航空版更是只有515公斤，体积尺寸也很小，为1.1米×1.0米×0.8米，高海拔应用衰减少，极限海拔10000米，无衰减海拔4500米。“金鹰”发动机应用领域广泛，可应用于航空无人机、海用舰艇、新型高机动车辆等，可以说是陆海空通吃。在船艇应用、高机动车辆应用方面，在有限的空间内，以更轻的重量，更大的功率输出，可实现“更高机动性、更大载重量、更大功率输出”的应用目标。不过，航瑞动力此前的主要领域还是航空方面。在航空应用方面，与相同体积大小的汽油航发相比，“金鹰”可以600千瓦功率，实现“更高海拔、更大载重、更长航时”的应用目标。
大家应该都知道，此前我国的大部分固定翼无人机采用的都是奥地利ROTAX914F活塞发动机，直到2018年珠海航展上才传出喜讯，中国翼龙-1D察打一体无人机采用了国产C145航空活塞发动机。
到2019年的时候更是大爆发，中国航空发动机集团有限公司先后展出了多款无人机用发动机，比如用于国产双发“云影”无人机的AEF50E涡扇发动机，用于中程高速无人机的AEF20E发动机，用于高空长航时无人机的AEF100发动机，可作为无人机配套动力装置的AEP50E发动机等。
如今，“金鹰”发动机的诞生，又为我国无人机了新的动力选择。
中国骄傲“火箭心”！纯国产“人工心脏”上市在即: 十年磨一剑
2020年，你最大的收获是什么？
“第二次生命！”
这是64岁的马先生和67岁的赵先生于今年9月份在泰达国际心血管病医院（下称泰心医院）成功接受 “火箭心”置入手术后，内心坚定一致的答案。他们都曾患有扩张型心肌病，终末期心衰，心功能极差，胸闷、憋气、夜间呼吸困难、无法平卧，随时可能因心力衰竭而死亡。
2020年9月15日和22日，临床试验主研专家、泰心医院刘晓程教授亲自操刀，成功将仅180g的“火箭心”——HeartCon心室辅助装置安装到两位患者体内。术后，两人的心衰症状立即得到明显改善。
术后100天正值2020年岁末，为了给两位老朋友庆祝，泰心医院医护团队精心准备了“迎新年，庆新生”活动。看到两人神采奕奕的样子，很难想象，100天前，他们还在死亡的边缘挣扎。
2009年，泰心医院和中国运载火箭技术研究院（下称火箭研究院）医工结合，在国内最早开展第三代心室辅助装置的联合攻关，经过十年的潜心研究，研发出具有国内独立自主知识产权的“火箭心”。在系列的动物实验及临床试验中，“火箭心”创造了多项国内记录，引发社会各界关注。
针对“火箭心”的研发历程，健康界近日采访了项目主研专家、泰心医院院长刘晓程教授。
泰心医院院长 刘晓程
改弦易辙
据《中国心血管病报告 2019》显示，因心血管病死亡排在城乡居民总死亡原因的首位，农村为45.91%，城市为43.56%，心血管病的疾病负担日渐加重，已成为重大的公共卫生问题。其中，心力衰竭是呈快速增长趋势的心脏疾病，据不完全统计，全世界约有8000万心衰患者，中国心衰患者约有1600万。
如果将人体循环系统看作一个密闭的供水系统，心脏就是驱动循环系统的“水泵”，心衰即水泵动力不足，导致供水系统中的其他器件无法正常工作。
“心衰分三级，一级、二级心衰可以用药物或其他手段治疗，三级叫终末期心衰，传统的治疗手段就不行了，目前只有两种方式，一是同种心脏移植手术，二是置入心室辅助装置，也就是装上老百姓所称的‘人工心脏’。”刘晓程告诉健康界。
心脏移植需要寻找合适的供体，供体缺乏是全球性问题，中国更突出，而且手术要求严苛。自2003年建院至2009年，泰心医院只做了8例心脏移植手术。也正是在2009年，刘晓程决定暂停同种心脏移植手术，改弦易辙去研究“人工心脏”。
十年一剑
从2009年开始研发，到2020年进入临床试验，“火箭心”历经十余年。刘晓程说，“这个时间不算短。”花费如此长时间的背后，是刘晓程和合作伙伴的匠心和艰辛。
据了解，“人工心脏”技术在国外已相对成熟。在美国和欧洲，每年有2000例左右的患者安装“人工心脏”。由于国内起步较晚，很长一段时间内仍处于早期临床试验阶段。
十多年前，国际上正在研究第三代“人工心脏”，刘晓程决定一步到位，直接从第三代开始做。于是，他便去拜访火箭研究院，表达了和对方联合研发“人工心脏”的意愿，对方很诧异：我们不懂啊。
“不懂心脏不要紧，你们懂磁悬浮技术啊。美国第一个‘人工心脏’也是医学专家找NASA（美国国家航空航天局）研发的。你们不就是中国的‘NASA’吗？”刘晓程向《健康界》回忆了当年与火箭研究院合作的来龙去脉。此后，泰心医院和火箭研究院开始了漫长的医工结合的长征。
因为缺乏研究资料，一切都得从零开始，所以他们先后做了6代产品，逐步迭代完善。
“人工心脏”是一个人工制造的血泵，与心脏并联，承担心室射血的功能，将血液泵入动脉系统，起到部分或全部替代心脏做功的作用。泵是“人工心脏”的核心器件，尽管水和血液都是流体，但对泵血的要求要比泵水高得多。最开始做出来的泵，一泵血就会将血液中的红细胞打碎，这显然不行，必须进行改进。
“后来经过周密研究，逐渐做到泵血流畅、科学，没有湍流，降低摩擦力和剪切力等。到了2013年，我们的血泵终于达到国际标准。”刘晓程说，于是他们决定先开展动物实验。
2013年3月，项目团队将“人工心脏”置入名为“天久”的试验羊体内，“天久”在泰心医院动物实验中心健康存活120天，创下当时国内最长存活时间等五项记录。
“天久”试验羊虽然成功了，但刘晓程和合作伙伴并没有马上申请人体试验。他认为，“人工心脏”是最复杂的三类医疗器械，不仅要置入体内，使用的还是区别于一般信号电的强电，每分钟要帮心脏泵几升血出去，“所以，我们不能急功近利”。
随后，泰心医院又做了一批试验羊，都成功达到90天存活的标准。之所以要大量进行动物实验，是因为泵会改变人的循环生理系统，要防止凝血和感染，只有通过动物实验才能积累数据和经验，这也是为了避免以后在临床试验上少走弯路。
“‘天久’试验羊成功后，我们继续做研究和实验。然后将产品送到国家检测部门，对每项材料的耐久性、抗磨性，电的性能、磁的性能等进行测试，并测试极端场景，例如在人摔倒或受到撞击的情况下保持泵的稳定性等。”让刘晓程欣慰的是，最终产品检测合格。但他们“不为第一而抢跑”，还想进一步优化，再去国家药监局申报。
“火箭心”——HeartCon心室辅助装置示意图
2018年，植入式磁液悬浮心室辅助装置HeartCon——“火箭心”获得国家药监局批准，进入创新医疗器械特别审批程序。
2019年3月，刘晓程率医疗团队以人道主义救助形式，将“火箭心”置入患者李先生和高女士体内，两人重获新生，目前都已健康存活超过650天。
从2009到2019，十年磨一剑，“火箭心”终于在人体内成功运行。
上市在即
置入“火箭心”的患者高女士年龄大，身材矮，体重轻，尤其考验“人工心脏”的适应性。其长期成功存活，说明“火箭心”的性能已经非常成熟。
“我们泵的动力强劲，如果大马拉小车，车受不了；小马拉大车，又拉不动。这证明了我们泵的自控能力非常好，适应性很强。”刘晓程说。
2020年8月，“火箭心”获国家药监局批准，正式进入临床试验。
作为项目主研专家，刘晓程教授将率广东省人民医院、中南大学湘雅二医院、天津市第一中心医院、四川大学华西医院、上海复旦大学中山医院、泰心医院六所医疗机构的专家完成50例终末期心衰患者的血泵置入临床试验。
9月15日，“植入式磁液悬浮心室辅助装置”临床试验全国启动会
目前，项目团队已完成了9例临床试验。“只要50例临床试验患者3个月的存活率达到80%，我们的产品就过关了。”
刘晓程介绍，后期随着手术越做越熟练，预计明年“火箭心”就能正式获批上市。
第一款“火箭心”正紧锣密鼓开展临床试验，上市在即，项目团队乘热打铁，已研究出第二款“火箭心”。相比第一款180克的重量，第二款只有90克，已用3D打印技术制出测试产品，体外溶血实验效果表现良好，正准备批量生产。接下来，第二款产品将紧跟一代继续批量动物实验，然后送国家药监局审批，最后进入临床试验。据刘晓程介绍，二代是独创的产品，正在申请PCT国际专利，“而且我们第三款产品的研究也快出成果了”。
刘晓程表示，为了更好地进行人工心脏的推广应用，需要建立标准体系。项目团队正在积累经验，进行培训和总结分析，以建立相应的标准，帮助国家制定工学和医学标准。
研发一款产品，需要持之以恒、长达十年的付出，在外人看来似乎有些不可理解，但在刘晓程看来，这是正常且必要的。他说，作为一名医者，“我们做事要严谨”，最重要的是对患者负责。
夙愿以偿
十年一剑的背后，是刘晓程的匠心和使命感。“火箭心”之所以能成功研制，也与其对科技的热忱、对医工结合的特殊情结密不可分。
在接受健康界采访时，他谈起各国领先武器装备明显提高了声调，讲述近距离见证中国探月卫星发射等中国航天进程重大时刻时，自豪之情更是溢于言表。
刘晓程至今还在办公室存放着一件28年前的“文物”，这是他漫长的医工结合生涯的最佳证明。
刘晓程和Kolff实验室联合研制的“全人工心脏”
1992年，刘晓程远赴美国访问犹他大学Kolff实验室。1950年，世界首个“人工心脏”就诞生于此。随后，他和Kolff实验室联合研制了一款“全人工心脏”。“这个心脏是由聚氨酯高分子做的，两个心室和四个瓣膜，中间一个充气的腔，使两个心室脉动式射血。”采访过程中，他特意取出这款“文物”兴致勃勃地讲给健康界听。
刘晓程在担任中国医学科学院中国协和医科大学党委书记、副院校长期间，曾和医院一位心外科主任一起研究第二代“人工心脏”。2009年，他开始与中国运载火箭技术研究院合作，开启了一段荣光之旅。
专打隐身战机！国产新式探测器研发成功，南京再次为国争光
近日，据媒体报道，中国在反隐身战机这一领域似乎获得了突破，有消息称南京某科研所的科研人员门正在探索一种新的机制，以解决现有的红外探测设备价格较高、灵敏度较差的问题。如果这样研究能够转化为实际成果，那么在未来很长一段时间里，国外的5代机对于中国领空的威胁都会大大降低。
这么一说，许多读者可能会有点懵逼：为什么说这项研究能够降低现在最先进的隐身战机对于中国的威胁？这还要从现有的探测机制说起。现代战争中，雷达探测是一种很普遍的探测手段，这种方法是由不同的雷达发出不同的雷达波对敌方目标进行探测的，但是好巧不巧，5代机之所以被称为隐身战机，正是因为它的雷达可探测性非常低，能够在雷达面前“隐身”。
在“隐身”的同时，5代机还可以通过雷达波来寻找对方雷达的所在，进而对携带雷达的目标进行打击和摧毁，为己方后续部队的攻击创造一个较为有利的环境。正是因为这个原因，5代机一度被许多人神化，将其称之为雷达天敌，似乎只要是5代机就能够对付一切雷达一般。当然，在中国和俄罗斯的5代机问世后，这方面的讨论也变得更加复杂了。
5代机实际上不是完全隐身的，它之所以能够隐身是因为它在雷达面前和一只小鸟差不多大，很容易被忽略掉。而5代机本身的大小不可能和一只小鸟一样大，这就注定它的红外强度要和后者有许多差异，更别说它的发动机尾焰的红外反应十分强烈，用红外探测器进行探测的话，发现它是完全有可能的。
不过，现阶段世界上只有三款5代机正式入役，分别是中国的歼-20和美国的F-22、F-35。俄罗斯的苏-57现在也已经快要正式入役部队了，这四款5代机可以说会是未来一段时间里世界上主要的5代机机型，短期内四者起直接冲突的可能性不大，换句话说5代机和5代机的对决在未来的这段时间里只会停留在游戏和人们的想象中。
正因为如此，中美俄以及其他列装了F-35的国家对于自己的5代机都十分重视，在没有真正的作战任务又需要出动的时候，都会给战机加装龙勃透镜，这种设备可以在对方的雷达上制造出一个极大的影像，可以让对手一下子就发现战机的存在，进而避免因为敌方雷达或者红外探测设备性能出众而发现了己方战机真正的隐身性能后作出一些针对性的应对的情况。
由此可见，虽然5代机是现在最顶尖的战机，但是它也不是无敌的，是需要进行严密保护的对象，需要一个体系的支持。中国现在所面临的防空压力是很大的，研发新的红外探测设备，既有利于应对来自国外的5代机的威胁，也有利于对歼-20战机进行针对性测试，进而改进这款战机的不足之处。
