我国飞机的发动机技术发展情况怎么样?
我国飞机的发动机技术发展情况怎么样?
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最简单、最保守的估计、评价:入行了!
现在我们能生产的有:涡轴、涡桨、涡喷、涡扇,大、中、小推力,大、中、小涵道比。品种齐全、门类齐全。
今后的任务就是更上一层楼。任重道远。
但是,我们入行了!
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提到中国航空工业的发展有许多值得人们回顾的往事。立足今天已取得的伟大成就,为实现明天的愿景宏图不懈奋斗。中国从建国之初到今天已经整整70年。提到航空毫无疑问想到飞机,抗美援朝战争中国空军建军之初没有一架自己的飞机。青一色的苏联米格战机和从国军缴获的少数美式飞机与以美国为首的联军空军血战长空,锤炼出了共和国的兰天雄鹰。中国空军建军与共和国同岁。我们祝中国空军英恣换发,为保卫祖国兰天再立新功!
中国军民用航空工业取得了长足发展,作为飞机心赃推进系统的航空发动机仍属行业短板,中国航空发动机属于快速追赶型行业。
中国军民用飞机取得了长足发展,尤其是近30年军用战机J-10、J-20,军用运输机Y-20,C919、CRJ21等民航客机。那么航空发动机究竟如何呢?我们知道,作为飞机推进系统的航空发动机在整个航空工业中占有极其重要的地位。一种气动设计再先进的飞机没有强劲的推进系统也不能成其为飞机。
航空发动机(Aero-Engine)是一种非常复杂且精密的热动力机械。航空发动机原型机的性能取决于核心机的性能。如果某型号核心机从设计、制造、台架试车等重要环节某些参数达不到预期的性能指标,那么该型号核心机很难最终成其原型机。当今全球仅有五个国家有能力研发航空发动机。这就是美国、俄罗斯、英国、法国和中国。其他国家基本上属于仿造。规模最大实力最强的属美国普拉特惠特尼公司、通用动力和英国罗尔斯罗伊斯公司。中国在航空发动机领域属于追赶型国家。
图1 航空发动机核心机模型
材料、加工工艺呈行业短板,将以举国之力对工之重器攻坚克难。
影响最终航空发动机性能的关键因素有三方面:即,一是材料,二是制造与装配工艺,三是测试手段。三大因素中材料、制造与装配工艺是主要因素。其中材料与制造工艺又是最为重要的因素,当发动机燃烧室温度达到1650℃时,发动机的体表温度通常都在50~500之间。要在如此高温环境下使发动机各部件正常工作,对发动机的材料和制造加工工艺有极高的要求。这也是我国航空发动机需要重点攻坚克难的领域之一。
图2 航空发动机原型机
图3 WS15航空发动机整机台架测试系统,未来换装J-20的国产“心脏”。
图4 航空发动机高空模拟试车台
“我们正在做我们前人没有做过的事业,我们的目的一定要达到,我们的目的一定能够达到”。——毛泽东
航空发动机技术进步速度喜人,但与发达国家的差距仍然明显。
图5 中美军机航空发动机发展差距对比
只有承认差距、找出差距才能瞄准奋斗目标。图4是以西方发达国家的代表美国为参照,看出中国航空发动机存在的明显技术代差。但是,西方发达国家也不得不承认中国包括航空工业在内的许多方面的发展速度令他们吃惊。他们也正是以此为由不断制造“中国威胁论”。
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我国的军用航发可以用八个字形容,型号全面,性能中平。因此总的来说,我国也算是一个战斗机发动机的研发制造大国、强国,只不过要比一流水平的美俄要差,但是在二流集团之中,是强于英法的。
当然,强于法国很多人好理解,强于英国很多人就不好理解了,海事先锋也知道英国有很多经典而著名的先进航空发动机,比如曾经经典的海鹞战斗机的飞马发动机,比如台风战斗机所用的EJ200发动机,但是英国的发动机并不全面,比如在战斗机所用的小涵道比大推力涡扇发动机上就是一个空白。
我国的航空发动机则不同,虽然普遍性能一般,但是什么用途和型号的发动机也都还是有的,比如直升机用的涡轴发动机,我国就有涡轴6、涡轴9等,比如运输机用的涡桨发动机,比如大型运输机和轰炸机用的中等涵道比大推力涡扇发动机,我国有涡扇18,比如大涵道比发动机,我国有涡扇20和CJ100,比如战斗机用的中等推力发动机,我们有涡扇13和涡扇9,大推力发动机则有涡扇10和涡扇15。
所以总的来说,我国的航空发动机还算是非常全面的,型号的全面是我们的第一需求,毕竟作为一个自给自足的大国,即便是在某个领域不够先进,也最好不要是空白,否则如果遇到技术封锁或者卡脖子,就有可能失去某种功能装备,因此必须首先保障型号的全面,正因为此,我国拔尖的发动机不多,但是系列很全,这是最难得的,也是英法不可企及的。
从技术上来看,我国的发动机也越来越先进,如今虽然算不得上是什么非常一流的发动机,但是也算得上比较先进发动机了,比如我国的涡扇10太行,其改进型涡扇10B已经有14吨推力了,还添加了轴对称三维矢量能力,再比如我国的涡扇15发动机,他也是推力达到了18吨级的新一代战斗机发动机,推力已经达到了世界最先进水平,和美国的F135不相上下,只是差在材料和寿命上了。
因此,我国的飞机发动机发展还是很不错的,我们不必过于担心,会越来越好,最终走上巅峰的。
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看了别人的回答,说落后于国外先进水平20年!
但是这个国外先进水平到底是啥啦?下面我们就用代表一个国家航空发动机最高水平的军用战斗机航空发动机,作为例子!
世界上能自主研制高性能航空发动机的国家,只有5个国家,既美俄中英法!日本可以算半个,除此之外的加拿大,德国,巴西,印度之类的,都只能“组装”发动机,而不能研制发动机!
这里着重说下日本,心比天高的日本,航空发动机却十分差劲,虽然其材料技术上非常厉害,但是其设计和技术整合却十分糟糕,缺乏关键技术,导致其不仅推力小,寿命短,可靠性还十分差!
日本最先进的航空发动机XF5-1,也就是日本心神所使用的发动机,推力仅仅只有4.9吨!
而同核心机研发出来的,最新F7-10大涵道比发动机,推力仅6.1吨!而且其可靠性也十分糟糕,p1巡逻机在装备4台该发动机的时候,居然出现了四台发动机在空中同时停车的故障,这在全世界都是十分罕见的。
作为对比,公开资料显示,中国的涡扇10太行发动机,推力达到了12.5吨! 最新改进型涡扇10B,推力可达13吨,推重比8,并且具备三元矢量推进能力!
珠海航展上,装备了涡扇10b发动机的歼十战斗机已经公开展出。
可以看到,中国的航空发动机实际上是非常先进而强大的!
可是为什么有中国航空发动机差的传闻啦?事实上,包括法国在内,联合国5常的航空发动机技术没有一个差了的!而中国,虽然近些年的突飞猛进,但是也只能在其中排在中列!
美国,曾经的超级大国,在航空发动机领域上独领风骚,其最先进的f119发动机推力高大15吨,推重比10.5!而牺牲了高空高速能力的f135发动机,推力达到了恐怖的18吨,推重比也是在10以上。
这个性能,就算是中国正在研发的涡扇15发动机,也难以媲美,可以说,领先中国20确实不是空话!
除了美国以外,曾经的超级大国俄罗斯,在苏联时代,航空发动机的水平可以和美国一争高下,苏联解体后,俄罗斯的航空发动机发展变得缓慢,但是依然是世界第二先进的航空发动机强国!
还有英国,老牌工业强国,其著名的罗罗公司直到现在都是民用航空发动机的巨头,可见其实力之强大!但是到了军用领域,比较穷的英国选择了比较小的中型涡扇发动机,最先进的EJ200,虽然推重比达到了可观的10,使用寿命和可靠性都非常厉害,但是推力只有9吨!要知道,推力越小推重比越容易做高,航模发动机的推重比都可以上20!
剩下法国,就没什么说的了,最先进的m88发动机,只能说中规中矩,推力7.5吨,推重比9。阵风战斗机用两台,到是够用!中国的枭龙战斗机谋求过,确实也挺适合骁龙!
可以看出,中国航空发动机的水平,达到了世界一流水平,但是距离世界顶尖水平,还差了不少!
希望涡扇15发动机能早点出来吧!
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三言两语说航发,传说落后也多年,只能轻描淡写,来把我们的成就一说。比如,那么如何看待2016年航发集团成立?如何看待“太行”矢推的表演?又如何看待2025作为重大专项?魂舞大漠的意思,把这些事看明白,再说航发不迟。如果紧盯着此前的落后,喋喋不休,有什么意义?落后是客观现实,要在如何看待今后怎样发展?这才是关键。航空发动机,做为顶尖科技,必须砸下钱,潜心发展,才能迎难而上。过去我们囊中羞涩,如果只把有限的发展资金,都投入到重大科研项目上,也不现实,要照顾国计民生,晚发展一些年,也是正常的。对航空发动机的认识,也有一个渐进的过程,走一点弯路,自然难免。有人张嘴就说落后几十年,不管多少年,找不出解决的办法,仍然要继续落后,并且很有可能,将差距弄得更大。我们今天发力,要在理顺了研发机制,积几十年发展,锻造出一支年轻的人才队伍,例为重大项目,发展不缺银子,没有了后顾之忧,这样向前发展就一定是可期的,充满了光明的技术前景。
▲拜师学艺。航发没有老师,做为最尖端的技术,也成为不传之密,英国罗罗跟着通用学了不少,一度也撑不下去,要倒闭,现在罗罗发展得好,使用了美国不少技术。要说发动机强,似乎只有美国一家独大,所以航发这点糟心事,也不只有我们。当我们受封锁受制约几十年,打开了国门,不再闭门造车,与西方多有合作。合作没有多少年,留下不少故事,顶尖的技术,花钱买不来,只靠自个琢磨,与其说拜师,不如说偷师,这其中的道道和窍门,我们掌握了不少。比如其核心机的发展思路,即给我们很深的思考,从此发力核心机,从“太行”开始,彻底摆脱了上一个机型再上发动机,机型下马发动机也下马的路子,得以走上了一条发展坦途。积三十年之功,再难也坚持下来,如果不是认准华山路一条,就没有今天这款三代军用大推,这便是我们的成功。思路不同,天地从此一新。
▲材料进步。航发,集百种学科,百种工艺,百种材料为一身,正是集众多技术为一身,现在航发人回蓦来时路,多说当年困难,正有一叶障目的感觉。就差那么一点点,就是技术不过关,比如使用了稀有金属铼,没有它,技术寿命就难以过关。再比如发动机装配工艺,一切都对,装上去就生生不济,毛病百出,很恼人。一个技术熟练的技师,每装配一次即有不同的状况,材料是一回事,熟练的工人也是一回事。世上发动机三巨头,每打造一款成熟的型号,总是要砸下钱来,投入几十台实机,进行几十万小时的实验,从不怕烧钱,这便是发动机的铁律,说一千,道一万,没有可靠的长期的投入不成,它非常烧钱,一切全靠实验说了算。“太行”也是这么烧出来的,再经过几年的实机实验,现在它成了,成为世上能掌握三代大推技术三巨头之一,世上只有中美俄。
▲峨眉峨眉。三代更四代,我们发力,发力已是多年,将核心机的思路继续,既然认准了一条道,我们就走下去,走得天摇地动,走得世间不少人心慌,像这种干法,也要不了多少年,即可大获成功。有四代军用大推,“峨眉”为证。这一代成熟后,即可比肩而立,我们发展得晚,但是进步不算慢。美国搞三代大推时,也这样,数款飞机趴窝了多年,三代成功后再发展四代,就快多了,大约十年也就成功了呢。我们也搞了多年,也快接近成功,有公开的报道为证,2015年即突破了所有关键技术,现在正进行的是装机实验。无数消息证实了一样事,“峨眉”已然展露出可喜的技术曙光。甚至有专家据目前频频亮相的歼-20分析,已接近成功,只不过,为了验证发动机的可靠,还需等个三两年。四代军用大推有成,可以说我们的发展是有成的,成绩非常骄人。
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