爲什麼中國的航空發動機技術比較落後?

婷婷的美麗新世界


並不落後啊,反而是比較先進的,說落後還是不落後,還是要看參照物的吧,比如,和俄羅斯、美國比起來,那是落後的,但是和歐洲、日本比起來,還是很先進了嘛。比如,歐洲國家實際上如果不通過引進其他子系統,是不能自主獨立生產發動機的。

圖中是兩架採用了太行發動機的殲11B戰鬥機。


我國目前現役最先進的發動機是太行的WS10A/B發動機,其中A型推力13.2噸,壽命3000小時,發動機無故障間隔300小時,首翻壽命是900小時。這款發動機目前裝備量很大,產量超過了200臺,批量裝備在殲10、殲11、殲15、殲16等戰鬥機上。而B型則是一種推力增加型,他在基本不改變原設計的情況下,通過付出發動機可靠性降低的代價,增加了發動機的推力,提高了渦輪前溫度,B型推力達到了14噸級,裝備在部分殲15和殲20戰鬥機上。

圖為太行WS10A發動機。


要說我國航空發動機落後呢,倒也對,那是和俄羅斯、美國比。俄羅斯目前推力最大的發動機是117S發動機,推理為14.5噸,距離美國F22戰鬥機的F119發動機只差1噸的推力,而且他還採用了三維矢量推力技術,是世界上第一臺實現的。美國最先進的發動機是F135發動機,推力高達18噸,這款發動機是目前世界上推力最大的型號。

圖為殲10B測試的軸對稱三維矢量隱身發動機尾噴。


但是還是要看到我國正在對美俄先進水平進行趕超。其中WS15推力將會達到18噸,它目前正在開發之中,已經完成了核心機交付,而且進入了臺架測試階段,距離投產已經不遠,而新的三維矢量尾噴也已經出現。這些技術可就不是歐洲還能跟得上的了,畢竟歐洲現在最大推力的戰鬥機發動機才9噸推力,而且還沒有矢量能力。


海事先鋒


每日點兵為您解答:

航空發動機被譽為“工業之花”。也許很多人都會問,中國近年來取得了這麼多的科技成就,為何就遲遲的造不出先進的航空發動機呢?關於這個問題,在之前上海舉行的發動機材料論壇上,多位院士也表示想要在發動機上有所突破,必須突破新的材料技術,既要減輕發動機的重量,又要提高耐熱程度,這是我國航空發動機技術發展的關鍵之處。下面小兵兵就來給大家道出其中的緣由。

在這裡簡單說下研製發動機的幾個重要工業技術:近無餘量形成技術、計算機集成、複合材料加工、新切削加工技術、焊接技術、小孔加工技術、檢驗、防護塗層、熱表處理技術。目前這些技術在單個施工的情況下我們國家還是較先進的,關鍵問題是我們缺少設計合成的經驗,所以,把這些技術融合在一臺發動機上是很困難的。一臺好的發動機指標是耗油量少,維護費用低,可靠性高,且壽命足夠高等;儘量縮短研製週期,這就需要這些技術共同計算加工了。如果製造技術好,那發動機的壽命就會很長,質量就很好。尤其是大推力發動機,裡面的關鍵部件尺寸精度、形為公差精度還有裝配單位都是毫米和微米。這樣的精度是普通加工機床和人工無法來完成的。

在航空發動機的製造中,可以說渦輪風扇發動機的加工是比較困難的,這一點不光是我們國家,西方發達國家也出過同樣的問題。一個發動機生產工藝上的好壞決定了這臺發動機的整體性能。其實我們從,發動機的渦輪葉片上就可以分辨出來一個國家的製造工藝水平。製造良好渦輪葉片的前提是;你得有非常先進的檢測機器,還有這個國家的工業,能夠製造出非常好的數控加工設備才可以。

這也是小兵兵為什麼說,一臺發動機就能顯示出一個國家的工業實力。這裡我還可以拿葉片舉個例子。對於大多數三代發動機的葉片而言,根部的冷卻小孔至少有七萬個或幾十萬個,這就是單晶空心葉片技術。而且每個孔的形狀還不是一樣的,有的深徑比大,有的入射角小。平常的方法是做不來的,只有數控激光打孔才能搞的出來,所以葉片的質量就很高。此外,如在燃燒區的轉子葉片,在受到高速旋轉時所流出的動力時,還能很好的承受將近2000多度高溫的衝擊,這就要看一個國家的合金鋼製造技術了,如果是用很好很耐熱的合金鋼做出的葉片,那這臺發動機的壽命就會相對長些。

對於這種集高技術於一身的發動機葉片,目前大部分國家還是製造不出來的。我國的太行和崑崙發動機葉片都是採用了合金鋼,但這裡相同的材料應用在發動機葉片上還有個加工問題,如果葉片加工的不精確,那葉片的形面重復率就很差,每組葉片就不會相同,發動機的性能就不好。還有就是發動機的葉片根部會有許多的小孔用來釋放散熱空氣的,當發動機啟動時,輪軸裡傳出來的散熱空氣會通過這些小孔後流到葉片外面去,葉片旋轉時產生的熱量就會減少。這些小孔是很關鍵的,每個孔的數量和形狀都是計算過的,數量多了,承受轉動力就不行,數量少了,放氣就少,所以如果計算失誤了就得重新設計。其實這些小孔就是製冷裝置,你沒有一個好的製造工藝是做不出這些小孔的,這也是目前大多數國家為什麼沒有能力獨自研製發動機的問題之一。

我國在航空發動機的研究上大概有50多年,雖然研製時間較短,但我國也搞出了至少15種型號的發動機,這其中有買專利後研製的,也有仿製的,可以說,一直到現在我國的發動機也沒有完全擺脫仿製的影子。雖然走了很多彎路,但現在我們著實有了實質性的進步,太行發動機的出現,使我國成為世界上第四個,能獨立研製航空發動機的國家。

最後,小兵兵想說:我國之所以在這麼多年裡,都造不出一款好的航空發動機。這其中有材料技術的因素,也有加工技術整合的因素,以及我國在航發技術領域預研工作不足,而導致缺乏相關技術儲備。這些因素,前兩條是因為國家在基礎科學領域中,與國外發達國家的真正科技水平差距所致,第三條則是由於,我國的發動機研發體制與西方的差異所致。因此,解決前兩條就需要全面加強基礎科學的探索與發展,而解決後一條則需要,對我國的航發科研體制進行變革。最後,小兵兵由衷希望,我國自己的先進航空發動機可以早日問世,讓我國新一代的戰鷹有一顆更加強勁的中國心。


每日點兵


我是薩沙,我來回答。

說白了,就是這玩意不能山寨。

中國目前大部分軍事產品多是各種山寨,但航空發動機則不容易山寨。

航空發動機是所謂工業和軍事科技的最難最核心的皇冠,對於材料、設計、試驗均有極高的要求。

最慘的是,航空發動機並不是你看到實物,得到所有設計資料就可以山寨的。

你一定要知其所以然,通曉發動機的一切,甚至要自己重演設計、試驗到出成品的全過程。

換句話說,你必須自己研究、製造出這臺發動機,不能單純的山寨。

如果這一流程稍有含糊,就會導致災難性的後果。比如發動機一些部位的材料,必須根據反覆試驗的結果選擇。稍微有些偏差,就可能導致發動機出現各種古怪難以排除的可怕問題。

正式因為這一點,導致了中國航空發動機嚴重滯後。

因其他的軍品都可以山寨,山寨完了即便質量較差,一時半會看不出來。

但軍機則不同,一旦出現問題,飛機直接故障百出,甚至墜機。

我軍最著名的飛豹戰機,前後花費30年吸收了英國發動機的全部技術,幾乎做到百分之九十九的自行研發和製造。

但就差了這百分之一,導致飛豹還是有很多問題。在這10多年,已經證明的飛豹失事就高達8起。

換句話說,航空發動機是檢驗中國真正軍工實力的東西。


薩沙


中國的航空發動機技術相對而言的確是落後了,那是相對美俄歐而言,但是如果是比上其他的國家,比如日本印度韓國,不客氣的說,中國還是領先他們的,但是我們中國人要做就做第一做到國際先進,國際形勢容不得我們落後!


中國航發之所以落後於國際先進水平是有原因的。

首先航空發動機發展到現在已經有一百多年了,經歷了二次工業革命和兩次世界大戰,航空發動機技術很大程度上受工業水平的影響和戰爭的推動,而中國的工業沒有趕上第一次和第二次工業革命,航空工業在新中國成立前都是一片空白,中國工業水平很大程度上制約著航空發動機的發展。


其次航空工業是一個很大的系統,涉及到很多方面,目前造成中國航發落後的主要原因就是在結構,材料強度,質量管理和設計方面。在中國發動機和戰鬥機往往都是捆綁在一起的,戰鬥機沒了發動機也就涼了,造成了發動機不能獨立的發展,而西方的是分開發展,一個戰機可以選則多個型號。

其實中國的航空專家可以在實驗室裡做出一臺好的發動機,但是量產的話質量就會出現問題,就是管理上的問題。還有就是發動機材料也是落後於西方的,畢竟人家已經研究了一百多年,經驗還是十分豐富的,我們在這方面只能一步一個腳印來,沒有捷徑。

最後我想說的是,走在前面的西方國家並不是停下來等中國,中國在發展,對方也在發展,所以中國只能加速發展,才能不被越拉越大,以至於超越。


巴爾幹尖刀


前一段時間,根據英國“飛行網站”報道美國新一代航空發發動機研製相關技目前已獲重大突破,預計將在2020年之後投入使用,裝備在F35聯合戰鬥機上。美軍下一代“自適應變循環發動機”推力高達20噸,超越世界上任何國家。相關軍事專家指出中美在航空發動機領域差距至少30年。

美國上世紀80年代的時候裝備部隊的F110發動機,推重比7-8,與它同類型的中國WS10發動機直到2010才投入生產,用於裝備殲11B戰鬥機。中國的WS15發動機相當於美國F119發動機,官方媒體報道它的保節點是2020年,美國裝備F22的F119發動機20世紀90年代就以後投入生產,從研製時間上面看,中美差距確實達到了驚人的三十年的時間。中美存在差距,我國也在奮起直追,一直未停步,比如WS10發動機的改進版本WS10B,像WS20這種大涵道比渦扇發動機已經進入飛行試飛階段。

航空發動機最複雜、最難製造的部件就是航空發動機的葉片,這種部件擁有上千個小頁面組成,複雜在把它們一體成型,難在還要抗住數千度高溫數小時的運行。製造這些葉片需要極其尖端的工業才能做到。這麼複雜的結構和造型就是發動機製造的一個鴻溝。中國與美國的航空發動機差距在材料性能和設計經驗累積這兩項上。這兩項上面缺乏重大突破,只能按部就班慢慢積累。材料性能上講個最簡單的例子,鋼的性能不一樣,裡面的微量元素配比,如何冶煉加工,退火、回火、淬火什麼順序、需要幾道工序、淬火用什麼這些都只能一遍遍去實驗論證。作為發動機的設計經驗累積來說,我國肯定比不上美國,設計經驗尚且不足。隨著近幾十年來,我國經濟的快速發展,我國加大對科研經費的投入,對於人才的重視又進一步加強,航空發動機也是我國科研最重視的事情。

放眼世界,我國在航空發動機領域取得的成就不俗,渦扇10B的出現意味著我國發動機技術已經追上了俄羅斯。我國與美國頂級世界航空發動機研製國還有著較大的差距,追上美國並超過它這一切也只是時間問題。再過一個三十年,中國與美國的航空發動機技術你們覺得孰強孰弱呢?(利刃/木子李)


123軍情觀察室


為什麼中國的航空發動機技術比較落後?如今,中國的火箭都能到月球了,國產民用大客機也試飛了,四代戰機也入役中國空軍了,但為什麼戰鬥機上的發動機一直不能國產化呢?也就是說,為什麼中國的航空發動機技術比較落後?這個問題,提的是非常好!

航空發動機工業是一個量變到質變的過程,發動機技術不是簡單的一個行業的問題,不僅僅是設計和加工工藝的問題,而是整個國家所有工業實力的體現,特別是材料科學發展水平的體現。因此,航空發動機被稱為工業皇冠上的鑽石。而我們國家目前很多尖端科技與西方的差距其實就是材料科學的差距。例如,飛機起落架美國的300M鋼美國在20世紀70年代初就已經開發出來,我們到20世紀90年代才具有跟其類似的材料。



而航空發動機,要遠遠比飛機起落架要複雜得多。航空發動機目前大量採用的高性能複合材料、耐高溫材料、耐腐蝕材料等,僅僅是材料方面我們就有一定差距。而一臺用於超音速戰機的渦扇發動機直徑一般僅1米左右、長度4米左右。以蘇-27的AL-31渦扇發動機為例,這麼小的一個圓筒狀物體,要塞進4級風扇、9級壓氣機、2級渦輪、可收斂-擴張噴管、燃燒室、加力燃燒室,還要在之間安排冷卻空氣通道,周圍安裝燃油控制系統等。所以,設計、製造一臺高性能的渦扇發動機,可謂"螺螄殼裡做道場",難度極大。可見,航空發動機生產製造是工藝技術和材料科學的綜合集成。這就是為什麼中國的航空發動機技術比較落後的根本原因。

目前,美軍F-22A隱身戰機所採用的F-119渦扇發動機的6級壓氣機、2級渦輪全部採用帶空心單晶葉片的整體葉盤,3級風扇則全部採用寬弦葉片,所以它的推重比達到10,在迎風面積較小的情況下,最大加力推力超過15噸。因此,美軍F-22A隱身戰機能以1.7倍音速進行超音速巡航;而中俄的四代機殲-20、T-50只能暫時採用第三代渦扇發動機,要等待第四代發動機研製成功,飛機才能真正完成研製。


懷疑探索者


我來大概說下!前面的渦噴發動機就不說了,已經很少有人用了!!下面我就著重說下我國的渦扇發動機為什麼比較落後!

我國航空發動機的研發和製造師承蘇聯,當時蘇聯幫助我國建立了一系列工業體系,但是蘇聯當時留了一手,沒有告訴我們走完一個研發流程的重要性,造成我國只知道仿製,但想有一點點改動就立刻出問題,也就是知其然,不知其所以然!

進入八十年代,歐美蘇的三代機相繼服役,中美進入蜜月期,英國也向我國提供了完整的斯貝發動機,包括50臺以上的實物,完整的技術資料,但不包括研發過程中的原始數據,斯貝是第二代大推力渦扇發動機,美軍也曾大量使用,遺憾的是,我們花了近三十年才吃透斯貝,當然這其中因為各種原因,中斷了了十多年,才導致花費三十年!

這是我國首次通過實物資料認識到渦扇發動機,也通過仿製斯貝的過程積累了部分技術,87年,渦扇10立項,這是首次獨立進行第三代大推力航發的研發,偶然的機會,弄到了美軍f15的核心機,並決定借鑑該核心機,但是缺少完整的研發過程,太多的困難等著我們,航空發動機,我們不存在材料問題,不存在設計問題,不用每次都說材料不行什麼的!

航空發動機是一個不斷犯錯的問題,美軍的f110發動機也是出現過大面積趴窩,航發的研發過程就是一個填坑的過程,無論坑有多少都必須填了,填坑的過程是最為寶貴的經驗,當年蘇聯沒教會我們,美國人更不可能告訴我們,只能自己去探索,去填坑,一旦你的坑填的差不多了,你的水平就差不多了!所以美軍不怕給你發動機,就算仿製出來了,沒有原始數據,想改都不行!

很多人總說,幾十年都搞不定什麼的,要知道第三代航發的研發週期是30年,美國花了28年才搞定,就是因為坑太多,需要時間來填,大家給軍工人一點時間,不要那麼急躁!

另外就是,13年底,渦扇10就解決了各種問題,並裝備部隊,14年南海攔截美軍p31的殲十一就是用的海太行,現在大量殲十五也裝備了太行,殲二十也裝備了太行!至於渦扇15還在研發過程中,雖然最終產品會比美帝差那麼一點,但也就是差那麼一點,有點信心,畢竟第四代大推,一共也就三個國家!

少一點冷嘲熱諷,多一點支持!(手機碼字,資料在電腦就不貼了)


狸花貓22


中國航空發動機技術比較落後,是客觀存在,有差距要正視,更要重視,以前我們總在熱鬧地討論,差距有說30年的,有說50年的,不一而足,差了到底多少總是七嘴八舌,究竟差在哪也很少有人研究,看我們的航發專家白髮蒼蒼在那不厭其煩地解釋,他們的專題講座聽者了了,以上事實至少說明了三個問題,盲目跟風攀比,不知從何著手,不善於傾聽,因此著急,一聽落後就如何不得了,如此解決不了根本問題,要知使命神聖,方得責任之重,經過數十年努力的我們,今天已經望之項背,跟了上來,請坐,聽我說說。

目前的水平。以前的問題,總歸來說三點,對這朵“工業之花”認識不足,科研和實驗機制不健全,經費投入明顯不足,現在逐一解決,2010年推比10一級發動機“太行”開始批量生產,2016年5月31日航發集團成立,即為標誌,標誌著中國航空大推力發動機已擠身三強(中美俄)之列。聽得《大國工匠》一句,中國渦輪葉片開始向德國出口,不知作何感想?原來,一種名為有稱發動機命門的東西——錸鎳合金單晶葉片,被中國成功製造出來,葉片的蠕變問題得到根本解決。大凡不瞭解事物原貌,總在跟風,即是麻雀嘰嘰喳喳的原因。

我們的努力。我們的努力是有成的,差距亦是明顯的,以為解決了認識問題、機制問題和經費持續投入問題,已然打開了發展的路子,理順了人才培養機制,下一步重在實驗中解決發展中的問題,如此堅韌不拔,已礙難有過不去的火焰山。然發動機實驗,時有一葉障目之感,不知問題出在哪,這一技術問題,要在不斷實驗中失敗、前進、再失敗,再前進,步步逼近科學真相,這樣逐一逐項突破,當然成功是一定的。不過,這都需要時間去求證,操之太切沒有用,科學實驗嘛,就得尊重科學實踐。能知道自己在努力,我想已經足夠,沒必要每日引喻失義,自慚形悔。

未來的方向。一般地,戰機發動機也就是一個直徑不足一米,長度不足4米的圓筒子,但這個圓筒子卻集中了人類工業文明多種學科之大成,現在中國給它的定義是,航空發動機是一種綜合工程熱物理、控制、機械、空氣動力學、固體力學、振動、強度、結構等諸多學科,強烈交叉、高度藕合的複雜的流體機械。哎喲,這一口氣把它說完,可真是不輕鬆,難為了這些學工科之士,複雜著呢,可別小瞧了這一圓筒子,現在美國航空發動機實驗機的推比已達到20一級,而我們的推比在12一級的渦扇-15仍在緊鑼密鼓的實驗當中,且在可靠性、壽命等關鍵指標上,與美國差距相當之大,矢推技術工程應用目前也是空白狀態。總之,攻關方向還是明確的。

最後要說一句,勿為謠言所困,過去說人家戰鬥機發動機壽命達到1萬小時,而戰鬥機使用壽命2000小時已經足夠,哪有這麼狂的呢?可見不明真相易為人制,還是弄清真相後再開尊口的好。


魂舞大漠


航空發動機現代工業皇冠上的明珠,這就是我們對它在工業體系中的評價。它是現代工業設計,材料,製造,工藝集大成者。沒有長期的技術積累與實踐是很難製造出世界一流航空發動機的。到目前為止世界上能夠獨立設計製造航空發動機的國家也就只有美英法俄中這五個國家,可見製造它的難度之大之高。



那麼一流航空發動機製造的難點究竟在那裡呢?首先航空發動機的工作環境極端惡劣,各種零配件要在高溫,高壓,高轉速,高負荷下持續穩定的工作,而且還要求它要小巧,穩定,可靠,長壽。這就要求製造它的原材料必須要優中選優,光是這一步就把許多國家擋在了製造航發的門外。有了原材料後就要開始有優秀的設計,這也很重要我國曾經在窩噴多級壓氣機上就走過很多彎路。最終的結果是此路不通,只能另尋它路走窩扇的道路。可見設計也是很重要的,方法不對只能是白費力氣。其次加工工藝與加工設備也很重要,這就要把圖紙上的東西落到實處給製造出來。因為工藝不過關而產生大量的廢品這也很常見,我們同樣也遇到了這類問題。



航發就是這樣不斷的在試錯中緩慢向前發展著,現在我們的原材料,設計以及加工工藝都有了突飛猛進的發展。新聞中也有報道航發的核心器件葉片我們使用的就是激光強化技術,這一技術在我國沒使用前世界各國一直認為這根本不可能做到。事實是我們做到了,葉片質量壽命成倍提高。這只是其中一項的成就,其它關鍵技術的突破還沒有爆出來,我們不要著急再等等。



只要給中國航發製造人足夠的時間,我們在航空發動機方面一定會全面爆發與突破。這一天的到來不會太久遠的,殲20的總設計師也說了,我有一個夢想就是未來世界戰鬥機的標準有我們中國來制定。這句話可不是隨便說說的,因為在他的心裡我們就已經有了這樣的能力了。最後再說一句我們的航空發動機落後只是暫時的,我們追趕的步伐必將震撼世界。


異域邊緣


1951年4月17日,政府印發了《關於航空工業建立》的決定,同時中國航空工業採用仿製蘇聯同時代發動機開始的。

主要為渦噴-5.6.7.8四個型號。渦噴5各種改進型用於殲教5,米格15和17;渦噴6研製過程曲折,但還是克服困難研製成功,生產了7000多臺,是中國生產最多的發動機,用於殲6.強5,同時出口海外。渦噴7根據蘇聯的R-11F-300研製主要用於2倍音速的殲7戰機,由於國內技術限制,多次出現質量性能問題,但最終完美完成,此舉標誌著中國從單純仿製生產到自行設計改進的根本轉變。渦噴8改進型用於轟6。


由於中國長期受西方國家軍事禁售,加之中國航空工業種種弊端,高層管理失誤,決策的非科學性,研發的急功近利,基礎工業薄弱等導致航空工業落後。

高溫合金渦輪葉片再製造技術,粉末冶金渦輪盤,自動微弧等離子電焊技術都是渦扇10“太行”發動機的技術難點。

給一些建議:貫徹“動力先行”方針;完善決策結構,縮短研製週期;堅持自主研發,爭取國際合作;認真研究,大膽創新。希望打造出自已的一片天地。


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