中國要賣給德國渦輪葉片技術,殲-20發動機真的突破了嗎?

中國要賣給德國渦輪葉片技術,殲-20發動機真的突破了嗎?

殲-20

中國航空航天業近十年發生了翻天覆地的變化,從殲-10、殲-11、殲-16、殲-20一直到殲-31,中國空軍的現代化軍機達到1200架以上。不過目前仍然受到瓶頸技術的制約,中國在生產高質量國產噴氣發動機方面一直存在困難,還要加大投入來研發。中國正在研製先進發動機渦扇-15、渦扇-20或在2018年裝備軍隊使用,而近期,在全球備受尊重的德國向中國求購一項新技術,意味中國在該領域已經達到世界頂尖水平。

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從根本上說,航空發動機的製造和組裝系統相關各國商業秘密和人力資本,成本高昂且耗時,需要從頭開發製造程序。中國在上世紀90年代和21世紀初對某些俄羅斯噴氣發動機進行逆向工程的努力,但壽命依然是個問題,並且沒有達到俄羅斯同類產品的強大動力。即使在今天,噴氣發動機仍然是中國空軍戰鬥機現代化的障礙,殲20原型顯著動力不足。而且俄羅斯對提供比用於為其Su-27供電的AL-31更強大的發動機持謹慎態度。

但是,中國有幾種方法可以解決這個問題。

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發動機

最明顯的選擇就是研發一個更好的國產發動機。 2016年,中國戰略性新興產業國家發展第十三個五年計劃強調了提高國產噴氣發動機設計性能和航空航天工業進一步發展的重要性。已經取得了一些成功,因為最新的J-20原型機由升級的WS-10發動機提供動力,據稱這種發動機比AL-31更隱蔽,更強大。

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殲20早期發動機

不過WS-10的早期型號證明明顯不如AL-31。雖然成都航空航天高溫合金技術公司(CASTC)最近在渦輪風扇技術方面取得了很大進步,允許更熱,更高效的發動機,但其突破的成果尚未達到裝備前線戰機的地步。

在國家有關部門支持下,成都宇航超合金技術有限公司核心技術團隊歷時3年,研發生產出兩款具有自主知識產權的高溫合金,並以這兩款高溫合金為母材,鑄造出3種晶體結構渦輪葉片,使得發動機單晶葉片國內首次實現量產。

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蘇-35

一種更簡單的方法是購買具有先進發動機的外國戰鬥機,就像中國從俄羅斯購買蘇-35一樣。 Su-35的AL-41F1S,也稱為ALS-117S,是一種特別強大的推力矢量發動機,代表了AL-31的飛躍。雖然中國最初想單獨購買ALS-117,但俄羅斯拒絕單獨出口發動機需要購買Su-35。

俄羅斯堅持認為,廣泛的知識產權保護可以保護ALS-117不受逆向工程的影響。俄羅斯消息人士聲稱,在不破壞發動機的情況下幾乎不可能達到發動機的“核心”。

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殲20新發動機

此外,儘管可以輕鬆使用AL-31,中國之前在WS-10方面遇到的困難表明,進入國外發動機設計並不能立即轉化為生產類似質量發動機的能力。

此外,如果中國專家能夠在沒有完全破壞它的情況下進入ALS-117的核心,那麼對它進行逆向工程的嘗試將會使中國航空發動機達到世界先進水平。中國可能從ALS-117的逆向工程中獲得長期優勢,使中國軍機壽命長足提高。

最後,中國可以利用其蓬勃發展的民用噴氣機產業作為推動軍用的跳板。這當然有其優點。對民用航空的關注為西方企業開闢了更多的合作機會,同時為中國航空技術開闢了新的出口市場。例如,德國有興趣購買中國渦輪葉片,據說在很多方面都優於德國設計。

此外,它可以滿足國內需求,如中國是世界上最大的民用飛機市場。不過目前美國和歐洲公司在技術轉讓方面受到嚴格限制,削弱了它們提供有用信息的能力。

儘管存在這些巨大的障礙,中國在軍事航空領域的進步仍在迅速發展,中國不太可能永遠落後於發動機技術。中國在3D技術上的進步驚人, 3D打印的進步可能為中國提供快速構建,原型化和開發噴氣發動機的方法。然而,雖然3D打印已經被全球軍隊用於生產飛機和輪船的零件,但它尚未生產出現代化的軍用級渦扇噴氣發動機。

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3D打印技術製造的發動機渦扇葉片

上圖為中國利用最新激光3D打印技術製造的發動機渦扇葉片,是由武漢光電國家實驗室(籌)完成的,這套裝備為目前世界上效率領先、打印零件尺寸最大的高精度金屬零件激光3D打印裝備。

鑑於此類任務固有的複雜性,此類技術可能需要數年才能成熟到足以廣泛實施。目前看來,如果要掌握戰鬥機的發動機設計,中國必須做出艱難的選擇,從而最大限度地提高軍用發動機的效率。


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