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當下,中國在航空領域取得了全球矚目的驚豔成績,甚至成為繼美國之後第二個擁有現役五代機的航空強國。不過,即便是殲-20少量列裝的當下,困擾中國航天事業多年的發動機短板依然沒有得到實質性解決。以殲-20為例,依然配備著引自俄羅斯的AL-31F改進型發動機。此前,很多人認為中國產航空發動機研發事業之所以遲遲無法取得關鍵性突破,主要原因就是受到材料限制。事實上,業內專業人士指出,隨著近年來國防軍工科技水平的不斷髮展,材料因素已經不再是關鍵問題,真正制約中國產航空發動機效能水平的,依然是老生常談的設計思路。

提到航空發動機的效能水平,使用壽命與穩定性是十分關鍵的評價標準。一般來說,美國、俄羅斯及歐洲各國生產的一流航空發動機,其使用壽命普遍要高於中國產航空發動機,故障率也並不高。中國航空發動機之所以壽命短、故障率高,很大程度都是由於軸承不堪重負。因為從物理學角度來說,航空發動機的內部運轉是遵循共振規律的,即便是材質效能再出色的材料,如果在設計結構上出現問題,特別是無法避免高強度共振帶來的磨損,其關鍵的軸承都無法承受住巨大的壓力而發生斷裂,進而讓發動機罷工。從世界範圍來看,美製大推力航空發動機的使用壽命普遍超過了6000小時,而中國產渦扇-10發動機壽命僅僅能達到1500小時,差距高達3倍。可以說,航空發動機主軸滾動軸承堪稱"神經中樞",除了需要承受極限高溫高壓環境之外,還得保持3000轉/分鐘的高速運轉,因此必須得到有效的保護措施。

以美國為例,早在上世紀50年代,他們就精確計算出現代戰機發動機主軸軸承的的耐壓耐高溫資料範圍,不併且由航天科技部門NASA牽頭,進行了發動機關鍵部件的研發專案。最終,美國耗費近20年時間,投入大量人力、物力和財力,終於攻克了這一關鍵技術難題,也一舉奠定了航空發動機研發第一強國的地位,其整體水平甚至要領先俄羅斯近10年。除了上世紀80年代YF119、YF120兩款推重比10的強力發動機問世以外,推重比超過11,最大推力接近20噸的F135發動機也長期佔據世界第一航空發動機的寶座,為F-22的問世奠定了基礎。與其相比,由於中國在航空研發領域起步較晚,而且曾一度遭遇西方國家的技術封鎖,因此在很多關鍵技術領域逐步落後。僅僅是航空發動機軸承領域,中國與歐美國家就有近30年的差距。直至近日,中國在高階製造業(如高鐵和航空)領域所需要的軸承,依然需要從瑞典和日本進口。儘管中國產軸承開始逐步得到市場應用,但在效能水平上還存在不小的差距,這也導致中國產航空發動機的量產規模始終沒有大幅度提升。

當然,近年來中國在中國產大推力航空發動機的研發上不斷提速,已經取得了很大成效。比如渦扇-15發動機,其推力最大推力達到17噸,推重比10,是目前最先進的中國產軍用航空發動機。甚至在推力效能上,它已經超過了早期型號的F119發動機。

不過,在使用壽命方面,F135發動機10000小時以上的效能水平依然無與倫比,而渦扇-15的發動機設計壽命依然在向4000小時水平邁進。不過,此前中國航發瀋陽發動機研究所傳來訊息,負責研發渦扇-15發動機的設計團隊與某高校共同成立了科研專案合作組,其核心攻關方向就是解決中國產航空發動機的"共振問題"。從目前的研究進度來看,渦扇-15發動機的使用壽命、效能水平有望進一步提升。不過,至少要到2025年左右,這款被寄予厚望的中國產航空發動機才能真正批量生產,為殲-20等中國產戰機再度提升戰鬥力。(舍娃)

最新評論
  • 1 #

    希望國內做技術要有前瞻性、往遠裡看。不一定要照葫蘆畫瓢,失敗不可怕,怕的是不更新,無創新觀念,什麼都是中規中矩來,搞技術是要突破一些正常概念的。

  • 2 #

    航發製造業有句話:航發不是造出來的,是改出來的。造先進航發需要多年多型號的積累才能明白。美國設計製造航發有將就120年的歷史了,中國真正自己設計製造航發才三四十年,全程走完的型號才那麼一兩個,能造出渦扇十這樣的發動機已經很了不起了。那些整體吹日本德國,去看看他們有大推航發嗎?

  • 3 #

    不是可以通過超級計算機模擬發動機工作況狀嗎?從中或可以找共振源加以解決。

  • 4 #

    我是做機械出身的,也和日本人德國人共事幾年,對比一下就很清楚中國的機械製造業缺陷在哪裡。

  • 5 #

    航空發動機號稱航空工業上的明珠,咱們起步晚,早期的工業設施不完備,但是咱們得中國產發動機也沒有那麼不堪,目前殲10換裝的渦扇10壽命可以穩定在4000小時內

  • 6 #

    多借助力學,熱學,結構力學,物理數學,機械模型,慣性原理,微觀原子運動,微分定律。完全可以想象,人類也許會構造出一種裝置,在該裝置中每個零件完成幾種不同功能。

  • 7 #

    科學家像研究農藥一樣速度研發別的裝置就好了省得,癌症這麼多

  • 8 #

    看來這篇文章與我見界相同,目前我所申報的三軸三通道變徑,變函道自適應變迴圈發動機就解決了高溫和軸承問題,可不知專家在那裡

  • 9 #

    炒房比做這個發動機賺錢

  • 10 #

    提高高階科學的研究,必須加大投入。

  • 11 #

    佛祖來去我哦離市區我哦離告訴我我餓的把KTV在我的大結局要我的愛人去找我家餓佛祖開始,測佛祖時尚咯哦終於同時咯的法律為我們大啊擼同時咯哦終於齊了

  • 12 #

    無論中國怎麼努力在一些領域內還是落後的,外國太強大了,無論經濟,科技,人口,都遠遠超越了我們!沒辦法呀。噴子們你們說對吧?

  • 13 #

    主要是噴子不去搞科研,你看他們一個個說得多輕鬆呀

  • 14 #

    為啥就看不到進步?總想一口吃個胖子。每天進步一點點就有希望。不光是發動機,晶片,處理器,高階機床等等只要踏踏實實的搞研究不遠的將來我們一定會追上來。

  • 15 #

    早就說已突破,接近美俄嗎?現有是差距遙遠

  • 16 #

    把科研人員工資水平提高到范冰冰那樣,肯定沒問題

  • 17 #

    也有天生長得漂亮的呢

  • 18 #

    在科學領域,沒有彎道超車,只有紮紮實實,沒有基礎工業,也就是材料純度,冶金技術,就是大鍊鋼鐵

  • 19 #

    打卡上下班的人,要造發動機,我在想~

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