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一个能把宇航员送上太空的国家,为什么造不出发动机?

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仲为可 发表于 2015-9-17 09:59:42 | 显示全部楼层 |阅读模式


来源:格上理财微信公众号
从改革开放以来,无论是国家基本建设,还是航空,航天。国家在各个方面都取得了长足的进步,但是唯独有一个地方,也就是在发动机这一领域,这么多年了,几乎没有取得什么突破。

究竟是什么原因,导致发动机技术这么困难?让一个都快将宇航员送上月球的国家,到现在都完不成,造不出自己的发动机?

一、工业背景

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上图是一个计算器,你能想象在现代完全通过集成电路来实现的计算程序代码,在两百年以前,欧美工匠就可以用齿轮和机械来实现了嘛?

虽然现在已经完全不需要这样复杂笨重又不实用的计算器了,但是,没有经历过蒸汽时代锤炼的我们,在民族的血液里,就缺失了一种对齿轮和机械的积累。


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这一切,都是西方社会用了整整两个世纪,才得到凝聚出的心血。国家,国人想要追赶,不是一朝一夕甚至不是十年二十年的问题。

二、政策原因

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“中国必须有自己的骨干企业,合资必须建立在双赢的基础上,按中国的长远利益搞。我们让出巨大的市场,我们就有资格要技术、要利润。”

从现在既定的结果来说,这是一个非常幼稚的、停留在宏观上的理论性假设。

其二,大大低估了科技的价值,换技术是一厢情愿。那些重要技术的价值之大恐怕会吓到所有人,远不是卖几百万辆汽车的钱能买到的。德国五个支柱产业,四个和汽车相关。汽车产业已然成了大国的立国之本,何谈“换”?核心技术的进步永远不要期望别人会给我们;

有人经常说,大家不要外国车,全部买国产,支持国货。

实际上,很多合资品牌虽然打着国产的名义,但是他们的利润其实非常之高。

从上图数据中,可以很清楚的看到。仅仅说盈利能力的数据,国企甚至超越了日产,标志,起亚等等。

其实原因也非常简单,仅仅是因为赚的钱花在了哪这一个问题。

而我们企业虽然拥有了不俗的盈利能力,可是钱花到了哪里呢?

Geeker说:也许以上都不是原因。


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只要努力的话,总会获得回报。

但是那又如何?

超越昨天的自己,超越昨天的本田。

作者:贺羽
原文链接:http://dwz.cn/1Ir7Op
这是一篇知乎上的问答,原标题如是。回答的非常生动全面,分享之。中国的火箭都能到月亮了,国产民用大客机也开始发展了,四代战机也诞生了,为什么战斗机上的发动机一直不能国产化呢?

知乎网友贺羽回答:

能自行制造核武器的国家有9个(美俄中英法印巴以朝)。

能自行制造大推力军用涡扇发动机的国家有3个(美俄中)。

(我知道以上标准里争议太多,咱可以评论区慢慢讨论请轻拍。。)

想象一下,苏27的AL-31涡扇发动机最大加力推力是12.5吨,2台AL-31可推动苏27以超过2倍音速飞行。但AL-31的风扇直径不到900毫米,涡轮直径不到300毫米;基本物理学原理,力是相互作用的,也就是说这么小尺寸的风扇、涡轮反过来要时刻承受着12.5吨的力。形象一点说,大家应该都看过壮汉用喉咙顶着钢枪推动汽车的表演,涡扇发动机也大概如此,只是壮汉推汽车是慢慢挪动,而涡扇发动机要推动飞机以2倍音速飞行,各部件要承受住异常严酷的高温高压考验。


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专业一点地描述,涡扇发动机要达到更大推力、更低的油耗,首要的是提高增压比、提高热效率,涡轮前温度是衡量热效率的一个重要指标。例如,第三代苏27的AL-31发动机的涡轮前温度是1665K,而第四代F-22的F-119发动机将这个指标提高到了1977K;AL-31的涡轮前温度尚在普通钢材熔点之下,但F-119的已超出约200度。要在这样高的温度下正常工作,F-119的涡轮采用了第三代单晶空心叶片。


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而发动机要提高推力与自身重量之比,还要将压气机和涡轮造得更轻巧。压气机和涡轮的传统制造工艺是将叶片以榫头、榫槽锁紧的方式连接在叶盘上,但西方先进发动机已开始采用整体叶盘。即用电子束焊接等方法将单晶空心精铸叶片固定在叶盘上,重量可比传统工艺制造的降低30%。整体叶盘的制造工艺有10多种,但除了上述的美英3家航发巨头,其它国家也还未能应用于批量生产。

这么说,美军F-22A隐身战机所采用的F-119涡扇发动机为例,它的6级压气机、2级涡轮全部采用带空心单晶叶片的整体叶盘,3级风扇则全部采用宽弦叶片,所以它的推重比达到10,在迎风面积较小的情况下,最大加力推力超过15吨。所以,美军F-22A隐身战机能以1.7倍音速进行超音速巡航;而中俄的四代机歼20、T-50只能暂时采用第三代涡扇发动机,要等待第四代发动机研制成功,飞机才能真正完成研制。

凯特王妃为罗罗公司发展的宽弦叶片宣传

2[size=1em]中国航发水平为何与世界一流水平如此之大
但涡扇发动机这个"工业王冠",应用有各种新理论、新材料、新工艺,要做到"知其然"都难,可以说是无法简单复制的。甚至,在没有操作手册的情况下,要将涡扇发动机正确拆开都困难。例如,我们非常熟悉的CFM-56,其使用在波音737、空客A320这些主流商业客机上,是世界上使用范围最广的涡轮风扇发动机之一,但是拆解CFM-56的难度仍然很大,几平方厘米的叶片上分布着许多小孔,这些孔隙的作用是散热的,小孔的位置设置极为讲究,是根据气路走向而定的……因此CFM-56的维护都是由专业公司来完成的。

这方面我国是有惨痛教训的,例如"太行"涡扇发动机,其核心机就源于CFM-56,太行发动机在05年完成设计定型,但8年过去了仍然问题不断,只用在双发的歼11战斗机上。单发的歼10战斗机对发动机可靠性要求高,直到歼10B量产,歼10系列战机都只能采用俄制AL-31FN发动机。


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但正因为难,没有任何捷径可走,才更要完全自主研发,下工夫,花时间,砸银子,在所不惜。

3[size=1em]别说中国了,毛子这种老牌工业强国都落下一大截了
苏联解体以后,俄罗斯认识到了这种思想已经过时,所以也在改正。现在AL31的改进型号的首翻期和总寿命已经比早期型号有所增加,但是因为基础设计问题,俄罗斯航空发动机的推力、寿命、耗油率、噪声水平和环保水平等主要指标都落后于世界先进水平,所以仍然远不及美国同类的发动机。美国则由于有强大的工业基础,生产武器不计成本,精益求精,不怕最贵,但求最好,所以美国有很多天价武器装备,而且都是做工精良,技术先进,使用寿命也很长。

“记得原来有一门课是航空发动机,讲课老师是北航一个毛系航发大师级人物,(俄语说得绝对比汉语标准,妥妥的),参与过WP11,WP7,(等等)的研制,后面就不方便透露了,一次上课,老师给我们讲解毛系发动机和鹰系对比的时候,拿的老先生最得意的WP7,一个同学很细心的问燃烧室边上为什么会有两个像热水瓶胆容器,而美国发动机没有,老先生说,两个瓶子一个装的汽油,一个装的纯氧,大伙不解,老先生悠然自得地说,因为毛发有个毛病,容易熄火,加上J7的设计机头进气,导致每次导弹发完几乎必然熄火,然后老先生转而一脸得意,傲娇万丈启动:这个时候就打进雾化汽油混合纯氧,加上内燃装置2000K+打火,所以,我们的发动机虽然容易熄火,但是空中再点火成功率百分之百!同学们不要担心!”

综合考虑美俄发动机在型号研制和技术实力方面的因素,两国在航空发动机研制领域的差距可能已经增加到了20年以上。

4[size=1em]中国航发落后的原因
1.在航空发动机的发展历程中,缺少像钱学森院士那样学贯中西的大师级人物。回顾“两弹一星”的研制历程,大师级领军人物所起的作用至关重要;

3.我国历来重学术而轻技术,加上我国当前教育体制、模式的限制,使得航空发动机行业严重缺乏对机械产品悟性深刻的设计师和技术工人。航空发动机行业的一位厂长曾对笔者说:他发现一个儿童时代很少玩玩具的人很难成长为“心灵手巧”的技术工人;

中国航空发动机制造商面临的材料制约并非是取得镍、钴和其他金属等原材料,最为复杂的问题是制造或购买到能够用于航空发动机的耐高温合金材料。有分析认为,中国现在超耐热合金还不能完全自给,据估计中国每年超耐热合金的生产量约为10 000吨,而需求量则为20000吨。

咱来看看美帝的试车台

F119试车台

F135试车台


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而秘方则是完全私有的,一般由家族或公司的形式来传承。而传承需要时间沉淀,也需要民族氛围。一个崇尚速度,敢于挑战人类极限,敢于质疑权威的民族,才会有足够的动力去研发这种铁与火的机器。这一点我觉得我们做的很不好,我们的教育似乎不太鼓励培养这种冒险精神。

大英帝国日薄西山,可以放弃飞机工业,但却矢志不渝的呵护罗罗公司,因为凭借罗罗的先进航发,就没人能够轻视英国在世界航空工业中的地位。

所谓“只要引擎猛,板砖也上天”。

更何况,那未来就是是大把大把的银子啊。

中国致力于开发国产高性能航空发动机,用于装备国产军用飞机的战略方向已经明晰,这一战略选择包含着重大的航空技术挑战,世界上仅有少数几家大公司真正掌握着这项技术。

在中国各方面日益发展的今天,越来越多的行业完成了赶超甚至开始成为新一代的模范,然而对于这种最基础的工业底子方面的差距,我们需要正视需要加力,更需要理解需要等待。

我们要想真正造出自己的先进航发,是需要几代人共同努力的。我们在努力追赶了。我们不缺设计师,我们缺的是手艺扎实的底层工人师傅,缺的是更为优越的竞争机制,缺的是国外那100多年扎扎实实的一步一个脚印,不浮躁的经验,以及血换来的教训。



                    
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70kg 发表于 2015-9-17 15:08:09 | 显示全部楼层
你这里所谓的发动机应该指的是航发吧。貌似航发是短板,其他尚可。

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kuangguangji 发表于 2015-9-17 15:24:03 | 显示全部楼层
写的内容有点乱,但问题说的非常重要。
  • TA的每日心情
    郁闷
    2020-12-21 21:16
  • 签到天数: 1 天

    [LV.1]初来乍到

    XXY812 发表于 2015-9-17 16:03:14 | 显示全部楼层
    不错的文章。。。。

    该用户从未签到

    gysml 发表于 2015-9-17 17:00:00 | 显示全部楼层
    只要认真去做,没有中国共产党做不成的东西!:lol:

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    bb88 发表于 2015-9-18 09:18:09 | 显示全部楼层
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  • TA的每日心情
    郁闷
    2022-4-20 18:27
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    [LV.1]初来乍到

    zc736 发表于 2015-9-26 13:10:48 | 显示全部楼层
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