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为什么中国的航空发动机技术落后?
中国的火箭已经登陆月球,国产民用客机也开始发展,第四代战斗机也出现了。为什么战斗机的发动机不能国产化?真空扩散焊接加工方法视频教学大全集
世界12个国家和地区可以独立制造第三代战斗机(组合的飞机暂时根据制造地区、兵役、中国战斗机的世代,将美国、俄罗斯、中国、法国、欧洲、日本、日本、台湾、印度分开,wiki标准中巴基斯坦和伊朗也一起敲门)
自己可以制造核武器的国家有9个(美国、俄罗斯、中国、英国、法国、印度、巴基斯坦、以色列)
可以自行制造洲际弹道导弹的国家有5个(美国、俄罗斯、中英、法国)
可以自主制造大推力军用涡扇发动机的国家有3个(美国、俄罗斯、中国)
只有两个国家可以自己制造大舰岛大推力高性能民用涡轮风扇发动机(美英:GE索道或我肿着脸再次支持你的IAE)
在这个展开残酷竞争的人类金字塔中,我们可以直观地看到,中国现在离塔顶真的有距离。
工业之花人类工业王冠上的明珠:抗发漩涡抗发大舰也是大推力高性能高可靠性漩涡抗发,但同时也是我们现在再怎么转也回不去的心脏病。
1、抗发为什么那么难?
想象一下,苏27的AL-31涡轮风扇发动机的最大加力推力为12.5吨,两架AL-31可以以两倍以上的音速飞行苏27。但AL-31的风扇直径小于900毫米,涡轮直径小于300毫米,基本物理原理,力相互作用,也就是说,这么小的风扇,涡轮反而经常受到12.5吨的力量。从形象上看,应该看过张翰用枪顶着脖子启动汽车的表演。哇,首发动机也是如此。张汉秋车缓慢移动,涡扇发动机让飞机以双倍音速飞行,每个部件都要经历非常严酷的高温高压考验。
另外,一台超音速战斗机用涡轮风扇发动机通常直径为1米左右,长度为4米左右。对于AL-31,这些小圆柱形物体必须安装在四级风扇、九级压缩机、二级涡轮、收敛和扩张喷嘴、燃烧室、加力燃烧室。其间要布置冷却空气通道,周边要安装燃油控制系统等。因此,设计、制造高性能涡轮风扇发动机,很难在“螺旋壳上喷漆”。
拥有世界一流水平涡扇发动机制造技术的只有英国的劳动、美国的普惠和通用三家公司,俄罗斯和法国都属于二流,这是真正的垄断行业。真空扩散焊接加工方法视频教学大全集
专业介绍,涡轮风扇发动机要想实现更大的推力和更低的燃油效率,首先要提高增压比,提高热效率,涡轮前温度是衡量热效率的重要指标。
美帝引以为傲的F119F22标准装备动力。
发动机与自身重量相比,需要加大推力,使压缩机和涡轮机更轻。压缩机和涡轮机的传统制造技术是将叶片通过榫孔、榫槽锁连接到叶片上,而西方先进的发动机已经开始采用整片叶片。通过电子束焊接等方法将单晶中空压铸刀片固定在磁盘上,比现有技术制造的重量减轻30%。整个磁盘的制造工艺有10多种,但除这3家美英航空巨头外,目前还不适合批量生产。
涡轮风扇发动机的风扇远离燃烧室,热负荷低,但空气动力效率也在提高。通用F-119和Ro-Roarder 900发动机的风扇都使用宽大的机翼。其加工方法是用切削方法将钛合金毛坯加工成两个叶片,通过真空扩散焊接成一个空心叶片体,最后超塑性成非常复杂的曲面,这是又一种新的加工技术。
以美军F-22A隐形战斗机采用的F-119涡轮风扇发动机为例,六级压缩机、二级涡轮机均采用带有中空单晶叶片的整体翼板,三级风扇均采用宽弦叶片,其推力比高达10。在逆风面积较小的情况下,最大加力推力超过15吨。因此,美军F-22A隐形战斗机可以以1.7倍的音速进行超音速巡航。中俄第四代飞机歼20、T-50只能暂时采用第三代涡轮风扇发动机,只有第四代发动机的研制成功,飞机才能真正完成研制。
2、中国的航空开发水平为什么与世界一流有很大差距?
我国军事工业从苏联的技术援助开始,擅长反复制,解决了过去多个领域的“有无”问题,甚至有轻武器专家自称是“山寨之王”,对于大多数普通装备,逆向复制即使“莫名其妙”,至少也要做到“莫名其妙”。
但涡轮风扇发动机这一“产业王冠”应用了各种新理论、新材料、新技术,“理解其事实”困难,可以说不容易复制。而且,在没有手册的情况下,涡轮风扇发动机也很难正确拆卸。例如,波音737、空客A320等主流商务客机上使用的、CFM-56是世界上使用最广泛的涡轮风扇发动机之一,众所周知,但分解CFM-56仍然很困难。几平方厘米的机翼上分布着很多小孔,这些孔起到散热的作用,所以小孔的位置非常精细,因为是由呼吸道的流动决定的……CFM-56的维护全部由专业公司进行。
即使可以制造多种类型的发动机部件,组装也需要技术和工艺支持。根据同一生产线制造的批次不同,发动机有差异,推力差异也可以达到0.2,随着推力比达到15以上的发动机的研制开始,各种新材料大量应用,发动机的结构也越来越复杂,对加工工艺的要求也越来越高。复制型引擎可能比自己从零开始开发需要时间,复制产品的性能可能不如原型。真空扩散焊接加工方法视频教学大全集
在这方面,我国有惨痛的教训。比如“太行”涡轮风扇发动机的核心机起源于CFM-56,太航发动机05年完成了设计定型,但8年过去了,问题仍然不断,只用于2发歼11战斗机,单发歼10战斗机对发动机的可靠性要求很高,因此直到歼10B批量生产,歼10系列才是俄制A。只能采用L-31FN发动机。
从科研体制来看,我国以前的航空发动机研发是按照模式进行的。也就是说,如果不开发飞机,就无法研发配套的发动机,飞机下马,发动机也下马,而在美国和英国等发达国家,发动机和飞机的开发基本分离,发动机核心机的开发相当提前,比如美国F-22战斗机使用的F-119发动机属于第四代发动机,但美国核心技术发展到第六代,为收购F-119还打造了第五代发动机核心。真空扩散焊接加工方法视频教学大全集
美国第五代发动机的核心机器登场
但正因为困难,所以没有捷径。完全自主研发,想办法,花时间,不惜砸银。