在日益激烈的国际竞争中，为了保持竞争优势，中国航发动研所急需发展成本更低、重量更轻、可靠性更高的新一代航空发动机。压气机作为发动机三大部件之一，就像一位肩负重任的“空气压缩大师”。它需要在极短空间内，将大量空气压缩，为发动机燃烧室提供充足且高效的“能量弹药”。中国航发动研所的科研团队运用TRIZ创新理论，成功攻克了压气机高压比与紧凑化并存的技术难题，让小身板迸发出大能量，走出了一条独具特色的技术创新之路。

 传统航空发动机压气机采用多级串联设计，如同搭建层层叠高的积木塔，虽然能够达到所需的压比，却不可避免地增加了发动机的长度和重量。科研团队面临的正是这样一个矛盾重重的挑战：如何在缩小压气机体积的同时，大幅提升其增压能力？这就像要求一位举重运动员在减重的同时，还要打破纪录——这项看似不可能的任务，成为团队必须攻克的难关。

为了快速确定问题的本质和起因，TRIZ理论提供了系统分析的研究方略，就像医生给病人做全面检查一样，而不是“头痛医头，脚痛医脚”。团队采用基于组件的功能分析，针对航空发动机压气机这一技术系统，列出转子、静子、机厘、轴承等全部系统组件，进气道、涡轮等超系统组件以及作用对象，并描述各个组件之间的相互作用关系。然后建立组件功能模型，找到转子对空气增速增压和静子对空气扩压的不足作用，并列出功能缺点集。

 针对压气机逆压不足的难题，团队采用因果轴分析寻找问题产生的根本原因，最终锁定“压气机单级压比不足”“转子切线速度不足”“转子空气转折角不足”“静子扩张角不足”和“空气流动损失有害”5个关键制约因素。

要实现高效创新解题，关键在于将技术难题转化为标准的TRIZ问题，再运用强大的TRIZ工具加以解决。以“提高压气机单级压缩能力”为例，团队借助"HOW TO模型”所包含的30个功能代码和100个实现功能的效应，先根据该需求选择”产生、控制力，形成高压力”这一功能代码；随后查询该功能代码对应的效应，从推荐的效应中选取惯性力；最后利用惯性力增压能力强的特点，确定采用利用惯性力增压的压气机构型，即通过离心压气机来提高单级压比。

同时，TRIZ提供了39个通用技术参数和40个发明原理形成了庞大的矛盾矩阵，根据“速度”和“强度”这一对技术矛盾，直接查询矛盾矩阵，即可获得4项推荐的发明原理。运用局部质量原理，可以得到利用不均匀结构降低轮心应力的多孔结构轮盘和轮缘采用耐高温合金，轮心采用高强度合金的双合金轮盘；运用曲面化原理，可以得到叶片自由弯扭和前缘任意曲线切割的自由曲面复合弯掠离心叶轮。

此外，团队还利用物场模型与76个标准解、物理矛盾与分离方法、小人法和技术系统进化规律等TRIZ工具得出了多项技术方案，并对方案进行综合评价与优选组合，最终方案的超高压比单级离心压气机较传统3级轴流加1级离心组合压气机实现了叶片排数、长度、重量和成本的大幅下降，有望进一步提升发动机和装机对象的市场竞争力。