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其中有什麼技術難題?
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  • 1 # 淡然小司

    向量控制技術是世界上航空發動機的重要控制技術,目前只有美俄中三國掌握,可想而知其研製的難度有多高,就連航空業老牌的歐洲都沒有這樣的技術。向量控制技術是航空大國才能玩的起的技術,而中小國家根本無緣於此。

    蘇-35向量控制飛行

    一,向量控制技術,這是核心系統,而我們所看到的向量噴口只是外在的表現而已。向量控制系統的核心在於控制,怎麼能夠設計出一個可以任意控制其360°旋轉的控制軟體,和控制力矩系統才是關鍵。而且這樣的系統還要與整個戰機的飛控系統相融合,做到無縫銜接。絕對不能出現相互干擾的狀況,配合戰機的氣動控制面的一起改變戰機力矩,做到戰機的超機動動作,這樣的技術就是難點中的難點。

    二,控制系統機構,有了核心控制軟體,還要有執行機構,也就是控制動作系統,通常都是採用電傳液壓控制,這樣可以做到反應靈活,快速高效。而這套系統就不是一國家能夠製造的的。就是戰機的數字電傳飛控系統目前也只有美俄中英法這幾個國家。

    三,材料,同樣是決定了向量控制系統的壽命問題,我們的一家民企在碳化矽材料上的突破,讓我們的向量噴口的耐高溫上提高了150°,在抗腐蝕能力上也大大提高。而且重量還整體減輕了8公斤。向量噴口處必須是耐高溫材料,要不然很難承受超過1700多度的高溫。在這方面俄羅斯的117S發動機的噴管壽命只有50小時。可見材料技術的重要性!

    四,巨大的資金投入,向量控制技術是需要前期投入巨大的資金做基礎研究的,而這樣的資金不是一般中小國家能夠承受的起的。從多方面的實驗,技術,驗證,等等都需要耗費大量的資金,而這是需要國家不斷的投入才可能維持下去的。

    三種不同原理向量控制技術圖

    五,人才隊伍,研製一門新技術還要有絕對的科技人才,沒有創新,在很多技術上是模仿不了的。我們看到我們的向量噴口與美俄的都完全不同,這就是我們科技人才的創新之路。而仿製只能是知其然而不知其所以然,根本無法領會人家為什麼要這麼設計,為了弄明白,還要耗費很大的精力。不如自己想辦法解決設計,反而還用時更少。

    六,發動機,可以說第三代和第四代發動機也是關鍵,就像我們國家一樣,向量控制技術早就研製出來了,可是沒有合適的發動機做應用。我們的WS-10B發動機直到2012年才算成熟可靠。而且最近我們的WS-15發動機也快要定型生產了。這都給向量控制技術提供可用武之地,也就是好馬配好鞍!

    所以,面對一個新的技術,需要突破的難點都很多。包括今天所說的向量控制技術,也同樣是需要突破更多的難題。而我們這裡只是列舉了一些主要的問題,當然還會有很多細節的問題。如果都是那麼容易突破,歐洲國家也研究研製出來了。正是因為有了突破,我們才會逐步成為了航空業的強國。這一點與我們航空人的努力是分不開的,為他們點贊!

  • 2 # 鑼鍋10

    航空發動機製造難,向量發動機製造更難,當今世界僅有美俄兩國能造。相比美俄中國起步晚,設計、製造、工藝、材料技術薄弱,近幾年國家投巨資立項研發航空發動機,終於在2018年11月中國空軍69歲生日之際,我們見到了自己造的向量發動機。搭載中國製造向量發動機的殲10B戰機,翱翔在珠海航展藍天上。該機表現出驚人一流的機動效能,讓廣大觀眾看了目登口呆,世界航空史上最高難的飛行動作,全都表演得非常完美獨特。向量發動機製造雖難,但中國不缺設計能力。材料工藝是關鍵,要追趕美國航發壽命長的特點,就要依靠材料工藝的突破。如今中國獨特的向量發動機研製成功,向世人展示了高水平的飛行表演,證明了中國材料工藝技術的突破。這是依靠中國廣大科研人員拼博得來的,我們要為他們的豐功偉績點贊。

  • 3 # 石門666

    謝邀!抱歉,我上學並工作後都未能從事材枓,製造,工藝等方面工作和研究,可以說沒有這方面知識。在與從事這方面工作的朋友到是有些解觸但有限,當然朋友們從事此項研究還有涉密的關係!共同少談避談,沒有規據不成方圓嗎。在從有關報道中也知這是艱難的事項,咱飛機不是設計不了先進機型,就是長期解決不了發動機這關健,心臟病制約並打碎多少代航空人的夢,這也該感謝鳥克蘭幫助咱,使咱在比領域進步神速,向量技術也是剛有實破,中國是追趕者,可是優等生,目前只有美,俄,咱也成為撐此計術的一員,喲把多牌工業強國英法德都超幾條街。可賀!沒啥可說,不佔大夥時間,省的駕俺。

  • 4 # 霧影wy

    因為這是真的難!!

    航空發動機是有史以來最複雜最精密的工業產品,被稱做“工業王冠上的明珠”!戰略地位極其重要,技術難度極高,是一種高度壟斷,絕對保密的尖端技術。發動機整機制造由美國通用、美國普惠、英國羅羅三家公司壟斷,能自行製造大推力軍用渦扇發動機的只有中美俄(這也是大國地位的象徵)!

    這次珠海航展的焦點不是殲20,而是安裝向量發動機的殲10,這一技術目前也還是隻有中美俄掌握!中國雖然已經可以製造,但和美國還是有較大差距。那些專業的術語不說了(我也不懂),我們顆粒度放大一些,從大的維度分析一下困難:

    起步太晚,欠債太多

    歐美工業化已經快300年了(如果從蒸汽機開始算),而中國是1953年才開始的工業化。起步晚,基礎研究底子薄,技術儲備不足。航空發動機這玩藝不光光是理論,還需要基礎材料這塊的研發,製造工藝的提升,加上無數次的試驗。這是一個積累的過程,只能循序漸進,沒有捷徑可走!而且我們只能依靠自己,前進道路上的所有難關只能自己攻克。也必須是自己攻克,因為核心技術必須掌握在自己手中。

    受制經濟,投入較少

    航空發動機的研製是一個漫長的過程,是典型的資金密集型和技術密集型產業,需要不斷的投入鉅額資金,更依託於國家的總體科技經濟實力,小國根本玩不起。中國經濟真正騰飛也就是近30年的事,以前中國是真的沒錢玩發動機。以F-15的F100發動機為例,1970年3月開始研製,研製費用按96年的幣值計算大約為14億美元!而中國96年的軍費支出720億人民幣(相當於我們一年軍費的1/7)!可喜的是,隨著經濟,工業,科技的發展,我們也看到了成果!

    認識不足

    因為我們底子薄,起步晚,經驗不足,導致研發過程中經歷過挫折,經歷過反覆,走了很多彎路。這些經驗和教訓讓我們對發動機的技術複雜性和研製規律性有了充分的認識!而航空發動機是大國重器,戰略地位極其重要,技術難度極高,航空強國對此形成了技術壟斷,你想研究只能從零開始,只能自立更生!

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    華人從來不缺智慧和勤奮,正視差距,埋頭苦幹,相信我們很快就能趕上並超越!最後,向那些默默耕耘的人們,致敬!

  • 5 # 儒道之主

    不只是向量發動機難造,效能先進的航空發動機都難造。目前,全世界能夠製造航空發動機的國家是屈指可數,不超過一手之數。日本是不是很發達?別說是向量發動機,就是類似俄羅斯AL-31F發動機的三代軍用大推力航空發動機,日本也造不出來。航空發動機被譽為“CROWN上的明珠”,這可不是瞎叫的。

    目前,能夠製造向量發動機的國家只有美國、俄羅斯、中國。中國是第三個掌握向量推進技術的國家,透過殲-10BTVC在珠海航展上的表演,證明中國向量推進技術已經成熟。英國雖然也是航空發動機製造強國,並且具有向量發動機的技術儲備,但目前英國並沒有這方面的研製計劃、專案,在短期內肯定是無法造得出來。雖然可以說中國已掌握了向量發動機技術,但中國的渦扇-10B向量發動機仍在最後的空中驗證階段,尚未批次生產。

    殲20的配套發動機渦扇-15也在研製之中,距離服役更需要一段時間。所以,不謙虛的說,目前掌握向量發動機技術的只有美、俄、中。中國自上世紀80年代就開始研究二元向量推進技術,到了90年代後又開始研究三元向量推進技術,直到現在才可以說是掌握了三元向量推進技術,這中間的難度可想而知。裝備向量發動機的戰機具有過失速機動能力,也就是大迎角下的機動能力,編號1034的殲-10BTVC在珠海航展上表演的“落葉飄”、“眼鏡蛇”,就是這種特殊能力的完美詮釋。

    航空發動機很難造,向量發動機更難,只有少數幾個國家才能玩得起,中小國家只有羨慕的份。向量發動機的第一個難點就在於控制,外在表現就是角度可調的向量噴口。如何做到控制向量噴口360°旋轉及控制力矩——向量控制系統,這是關鍵。第二個難點就在於如何將向量控制系統與戰機的飛控系統融為一體。第三是向量控制系統的執行機構——控制動作系統。第四就是向量噴口的使用壽命問題。

    製造向量發動機的難點很多,首先就是要解決發動機的問題。如果連發動機都無法自主製造,要想研製向量發動機,無疑是痴人說夢——發動機可以說是研製向量發動機的門檻。雖然中國在向量發動機的研製方面已經獲得成功,但需要認清的是:我們在航空發動機領域距離美、俄仍有很大的差距,即便是歐洲那些傳統航空發動機製造強國,我們仍有一定的差距。比如說:推力、使用壽命、可靠性等方面。

  • 6 # 種植恆星

    先說說什麼是向量發動機,簡單的說就是發動機的噴口,可以朝不同的方向偏轉,然後產生不同方向推力的一種發動機。

    那麼向量發動機的優點有很多,例如它可以提高戰鬥機的敏捷性,可以實現短距離的起降,然後減輕戰鬥機整體的重量,以及提高戰鬥機的隱身效能等等。

    總之向量發動機屬於技術含量極高的技術,只有兩三個國家掌握這種技術。

    那麼向量發動機的技術難點,就是發動機的製造的巨大推力,對於發動機材質以及結構的衝擊。

    舉個例子好了,一臺普通航天發動機所製造的推力,輕輕鬆鬆就能掀翻一臺大卡車,那麼我剛才上面已經說了,向量發動機的噴口是可以偏轉的,所以只要向量發動機的噴口發生了偏轉,就相當於強行改變了推力的方向。

    那麼如果向量發動機的製造材料和製造的結構不達標,巨大的推力分分鐘就能將發動機破壞掉。

    所以製造向量發動機的難點,一個是耐熱的材料,另一個是穩定的機械結構,畢竟向量發動機需要高溫高壓的環境下工作,如果某一項引數達不到要求,很有可能就無法正常工作了。

    最後就目前來看,中國在向量發動機這個技術領域上,和另外兩個大國還有一定的技術差距,但究竟差不多不知道,畢竟這屬於國家機密,不是你我可以獲知的......

  • 7 # 跟著小劉去探索

    目前世界上能獨立製造向量發動機的國家,屈指可數,只有美國、俄羅斯和中國,可見向量發動機的製造難度。

    談起珠海航展,軍迷們至今仍被殲10B的“眼鏡蛇機動”和“落葉飄”精彩表演所折服,它的風頭甚至蓋過了最新型隱形戰鬥力殲20。

    為何會出現這樣的狀況?因為殲10B裝備了中國自主研製的三維向量發動機進行表演,這在中國史上還屬首次,強悍的發動機使得殲10B的表演驚豔全球。

    軍用飛機的高機動效能永遠是世界軍事強國不停追求的重要目標,因為在近距離空戰時,往往都是利用超強的機動性優勢,第一時間佔據有利位置對敵進行攻擊。此前研製者一直透過外形和結構設計提升其機動性,但是提升程度有限,直到1950年蘇聯飛機設計師提出一種超前有效的方案——向量發動機方案。

    向量,顧名思義,首先想到方向,採用調整動力輸出方向,即噴口氣流的噴出方向,就可以改變飛機的執行方向,從而增強飛機的機動性。簡單來說,向量發動機就等於航空發動機+向量噴口,看似容易,其實不然。如何融合在一體成為關鍵。

    真正向量發動機製造難點是什麼?

    一是:發動機材料問題。舉個簡單例子,發動機噴口尾焰溫度極高,有極強腐蝕性,因此對材料品質要求極高。向量發動機原理很簡單,但是,白送你一臺,你也逆向不了它,因為製造這些高品質材料的工藝秘方,只有靠自己慢慢“琢磨”,慢慢積累。

    二是:噴管密封的問題。推進向量發動機有一個很重要的結構叫做向量噴管,噴管位置一般位於高溫高壓區,一旦密封出現問題,很容易造成發動機起火。

    三是:優異的飛控系統一體化問題。想要達到發動機推力控制系統與飛機的電傳操縱系統的一體化,那就必須擁有極其優秀的機載計算機系統,這種機載計算機的研究也是極其複雜的。有專家曾說過,如果沒有好的飛控系統,戰機玩高難度就有解體的危險。

    推力向量發動機透過控制發動機尾噴流方向來控制飛機機動飛行,而普通飛機發動機在推進的方向是固定的。相對而言,推進向量發動機可以透過調整推力的方向來更好的控制飛機,從而提高飛機的靈活性。推力向量發動機有兩種,第一種是美國研發的二維向量噴管,這種發動機只能在小範圍裡控制俯仰方向,有一定的侷限性,另一種就是俄羅斯研發的全向向量噴管,可以進行任意角度的偏轉,這對飛機的靈活性是一個不小的提升,中國所研製的推進向量發動機就是屬於這一型別。

    就目前而言,俄羅斯是向量發動機的最高階玩家,三元向量發動機技術在全球獨佔鰲頭,就算是美國在向量技術上同俄羅斯也有很大差距,飛控技術俄羅斯也要比美國更先進。因為三維向量發動機的裝備,加之俄羅斯蘇-27和蘇30戰機部分型號都有鴨翼,鴨翼加雙發矢量發動機,這種要想將飛機和機動性可靠性調到極致,對飛控技術的要求極高,技術難度遠在F-22之上。所以現在我們能夠看到,俄羅斯的蘇-35和蘇57均取消了鴨翼,目的在於降低難度,提高可靠性。可以說,在向量發動機戰機的運用上,中俄飛控技術都要在美國之上,因為鴨翼佈局和全動垂尾低飛控軟體演算法更復雜。而美國之所以走常規佈局和二元向量的道路,因為美華人認為未來的戰場強調的是隱身性,這點二元向量技術恰好達到了要求。而且常規佈局可靠性更高,飛控演算法也相對簡單,採用這種方案,這主要還是得益於強大推力的發動機。

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