如果美國公布F-135發動機圖紙,有幾個國家能仿製?

兵者詭道也


除了美國自己之外,頂天了就是英國有這個能力,其他的包括法國和俄羅斯略微差點,而中國只能說需要繼續努力。發動機這種東西可不是有了設計圖就能搞定的,它涉及的方面實在是太廣泛了,僅僅一個材料就足夠把大家都卡死。要不說這麼大的一個世界只有五常具備獨立的航發研發製造能力,要是一堆圖紙就能搞定那麼大家都能生產高性能航空發動機。下圖為F35B裝備的F135-PW-600發動機

先說下F135發動機,F135是目前裝備在美國F35系列戰鬥機的發動機,是世界上現役推力最大的小涵道加力渦扇發動機。目前的量產型為推力為12.5噸,加力推力達到19噸,推重比達到逆天的11.46:1。而普惠公司又推出了增推型F135發動機,加力推力進一步增加至22噸,這個推力足夠讓他國家再奮鬥至少10年。對比世界上其他主流的發動機:美國F-119-PW-100推力17.2噸、俄羅斯AL-31F推力12.3噸、AL-41F-1S推力14.2噸、中國WS10B推力14噸、WS15未來可能到18噸。還有個關鍵問題,就是發動機壽命,這個對中俄來說目前還是個硬傷。有人可能瞧不起F35這個小傢伙的體量,覺得他一臺發動機頂多就是個帶隱身的中型甚至輕型戰鬥機。但是得益於那臺F135發動機,F35C的最大起飛重量達到31.7噸,載彈達到8噸以上,這個數據已經符合重型戰鬥機的要求了,而雙發的F18E/F超級大黃蜂最大起飛重量也不過29.8噸。下圖為F35C技術指標,

關於發動機問題,說實話這個真沒什麼捷徑可走,整天光想著彎道超車這都是網絡上某些自媒體自己給自己打雞血。我們最近的發動機之所以發展比較快是因為付出比被人多幾倍的努力才換來的,但是該走的路還是要走的。設計經驗是個很大的硬傷,發動機的水平的不行僅僅僅是材料一個因素。早些年仿製英國斯貝的WS9秦嶺就磕磕絆絆,之後的WS10太行雖然在05年就定型,但是中間也是小毛病不斷,真正完全成熟也是13年的事情了。

航空發動機的好壞可不僅僅有圖紙就能解決一切,它還涉及到加工經驗、材料、加工水平和工藝等等一些列問題,而且這些因素顯得尤為重要。就拿材料來說,有些零部件直接處在上千度的高溫下工作,材料的好壞直接影響到發動機的壽命。而材料則需要一點點研究,一點點嘗試,材料中成分的不同影響材料性能、每種成分的多少也影響材料性能、每種成分在冶煉的不同階段加入還是影響性能。總之,材料這個東西即便告訴你成分也未必能完全複製,想要好材料除非只能自己慢慢搞。還有加工水平問題,有了材料但是沒有足夠的加工能力也白搭。總之發動機這個東西光有圖紙根本沒法完全仿製,渦扇發動機可不是以前的活塞發動機。

再說一下誰能造F135的問題,在發動機領域內有個三巨頭:美國普惠、美國通用、英國羅爾斯羅伊斯。拋開美國之外,英國羅爾斯羅伊斯是很有希望仿製F135的(如果你不知道羅羅那麼總該知道勞斯萊斯吧,他們的英文是Rolls-Royce,只是拆分後在汽車領域內翻譯成勞斯萊斯)。羅羅有非常豐富的航空發動機設計和製造經驗,可以說積累了非常深厚的功底,無論在材料還是加工能力方面可以說基本不需要質疑。而且F35B的F135-PW-600還集成了羅羅的升力系統。

其次就是俄羅斯,俄羅斯有禮炮航空發動機聯合體和留裡卡-土星航空發動機聯合體,他們就是生產各種發動機的,包括AL-31、AL-41、D-30發動機(轟6K用的就是D-30KP-2)。但是俄羅斯的發動機無論在使用壽命和可靠性上都比較一般,以前殲10就是用AL31F發動機,出過幾次事故。所以說,俄羅斯應該有能力仿製出來,但是實際壽命和穩定性達不到F135的水平。下圖為禮炮公司內某型發動機

還有就是法國,法國有賽蜂集團,專門生產各種各種航空航天設備,甚至還設計過阿麗亞娜火箭助推器。在航發領域內,賽蜂生產過大涵道的通用CFM56發動機,還有透博梅卡的直升機發動機,應該說算是有一定生產經驗。但是跟俄羅斯一樣,像F135這種發動機的材料和加工工藝是否達到,這恐怕就不行了。


雛菊西瓜Peterpan


這個問題是個好問題。以我的瞭解,如果美國公佈了F-135發動機的圖紙,那麼很有可能只有英法、日本這樣的老牌強國才能夠生產出類似的發動機。

1,材料的製造問題。

任何一個機械的製造基礎就是材料了。而航空發動機作為工業皇冠上的明珠,自然也是運用了大量的新材料,比如說下圖中的碳纖維還有陶瓷基複合材料,這些新材料實際上是這些先進航空發動機賴以生存的基礎,如果材料性質發生了變化,或者說生產出來的材料性質雖然差不多,但是產量根本就夠不上,那麼自然的,這些先進發動機也就仿製不了了。

2,加工技術問題。

有了一定的材料之後,還需要有相對應的加工技術,才能夠把這些材料加工成需要的零件。這個過程也是非常複雜的,並且需要非常專業的機械配合,比如說多軸數控機床。下圖就是航空發動機渦輪葉片的最新3D打印加工技術,所以就算是把圖紙和原材料送到你面前,你沒有這些對應的設備,也是沒辦法加工出來想要的零件。

3,裝配工藝問題。

實際上美國已經公佈過了F-135的圖紙,比如說下圖就是。但是此圖紙非彼圖紙也,如果有在生產一線工作過的人就會知道,下面這種圖紙根本就是騙騙外行人的,根本就沒有辦法根據這樣的圖紙生產航空發動機。

真正的機械製造的圖紙應該是下面這個樣子的,不僅僅要告訴你這個零件的形狀是什麼樣子的,還要標明裡面需要控制的一些參數,比如說這個零件一些面該有多光滑、這些面與其他面之間的關係是什麼樣的、能夠容許多大的誤差,另外就是對於這個零件的加工要求、處理要求都要一併寫清楚了。否則加工出來的零件根本就不是現代工業中可以使用的。

而就算是美國徹底瘋了,把這些工藝圖都拿出來了,但是你卻不知道應該怎麼裝配,每個螺絲應該擰多緊,應該通過什麼方法來進行重量的配平,應該怎麼檢驗這個裝置合格不合格……等等,這些問題你不知道,那你還是兩眼一抹黑,根本就不要想生產出來合格的發動機。

4,生產管理和後續測試的問題。

航空發動機的生產實際上是一個非常複雜的過程,這個過程中,涉及到成千上萬的零件,並且這些零件即便是一模一樣,也不可以隨便替換的。所以如何把成百上千臺發動機管理好,也是一個很大的問題,涉及到龐大的管理團隊和成熟高效的管理體制。


別說這麼複雜的航空發動機了,隨便三五個人搭個積木玩具,可能搞不好就丟掉一兩個零件的。所以沒有成熟的工業管理經驗,是沒辦法生產複雜的航空發動機的。

最後,一臺發動機不是說生產出來了就完事兒了,還需要進行復雜的調試和測試,來保證整個生產過程沒有問題——而這也是需要一定的測試儀器和設備。比如說下圖就是發動機的試車臺,用來測試裝配好的發動機是否符合要求的。

5,為什麼是英法和日本?

簡單來說,這幾個國家都有比較成熟的工業體系【日本差點兒】,特別是英法,分別擁有羅羅公司和斯奈克瑪公司兩個能夠設計、生產現代先進航空發動機的企業,而且本身就在F-135發動機的生產環節中有一定的參與,所以對於這個級別的發動機有一定的產生經驗和潛力。

所以,如果美國可以給他們提供全部的設計圖紙、工藝流程和相關設施的使用方法、測試要求,那麼他們是可以在不計成本的情況下成產出合格的發動機。事實上,美國曾經多次授權這些國家生產相關的航空發動機。

中俄兩國我認為也是有潛力可以生產的,但是目前來說,工業基礎不足、生產體系跟歐美存在區別還是會造成很大的不利影響的,尤其是中國,還需要進一步提高自己的工業水平,努力達到航空發動機設計生產強國的水平。


SilentTurbine


現代美國f35戰鬥機因為其優異的性能而備受各國追捧,俗話說,好引擎才能有好飛機。那麼,如若美國公佈其五代機航發F-135的發動機圖紙,又有幾個國家能夠做到仿製呢?有很多人肯定會想:連圖紙都給你了,直接仿製豈不是板上釘釘,十拿九穩?然而事實會讓那些人集體傻眼:五代機的發動機真的沒那麼好仿製,就算把圖紙給你你都不一定能仿製生產出原本規格的F-135。

筆者強調了無數次:航發是飛機綜合工業生產能力的保障,是一個國家工業生產冠冕上的明珠。同時也就意味著,如果沒有強而有力的國家工業水準在後面支撐,即使給你了發動機的圖紙,你要麼就是無法看懂,要麼就是迫於實力不夠,無法進行仿製。即使你充分理解某個部位的用途,很可能會因為無法生產那個部件而導致拖了整個發動機仿製項目的後腿。例如,發動機扇葉需要承受高溫高壓,上千度的極高溫度之下普通的合金根本承受不住,這需要極其先進的冶金技術和工業水平才能開始著手仿製。

同樣,發動機生產不是一朝一夕的事情,它需要時代的進步以及整個以國家為單位的優秀工業體系。而像F-135如此優秀的發動機更是需要先進技術來進行仿製的。事實上,仿製裝備也是需要技術的,我國曾經仿製過美國出售我們的黑鷹直升機,但是拆開一看之後傻眼了:連同樣標準的零件都無法制造,更別談仿製了。


紫龍防務觀察


有三個國家可以仿製出來,一個是俄羅斯,一個是英國,還一箇中國。

圖為俄羅斯的117S發動機,唯一現役的三維矢量發動機。


俄羅斯本身也就能研發出世界一流水平的航空發動機,比如產品30和準一流的117S發動機,產品30的推力達到了18噸,而117S也達到了14.5噸,他們還都是三維矢量發動機,所以俄羅斯如果還能夠得到F135的圖紙,那麼發動機製造水平還會更高,不要說仿製了,都能造出來更好的了。

圖為我國的太行WS10發動機。


其次是英國。英國著名的羅羅公司在渦扇航空發動機製造領域有著數十年的研發經驗,其研發的產品覆蓋了民用和軍用領域,歐洲大量的運輸機和戰鬥機、客機都用了英國羅羅的發動機,他們研發的EJ200發動機是目前世界上壽命最高的發動機之一,製造非常精良,性能可靠穩定,堪稱是一款優秀的中等推力渦扇發動機,如果給英國F135的圖紙,英國也能作出來更好的發動機。

圖為殲20使用太行發動機。


最後是我國,我國可以說在發動機的機械設計和結構上沒有任何問題了,渦扇15的推力也能達到18噸,WS10B的推力也達到了14噸級,但是我國發動機最大的問題在於材料的選擇上,如果能夠突破了材料關,那麼我國航空發動機的潛力和耐高溫能力都會提高,故障率會減少,也就能夠研發出和F135一樣的發動機了。


海事先鋒


如果美國公佈-全球最強的f135發動機的圖紙。有幾個國家能仿製?

這麼說吧,能仿製出來的國家也就一個,他就叫美國。甚至於如果美國沒做點準備,你直接把圖紙扔給美國,美國自己都做不出來。

英國不行法國不行,俄羅斯不行,咱們也不行,至於日本和德國?這兩和噴氣式發動機都沒多大關係。想都別想。

因為噴氣式發動機,那可是工業皇冠上是最耀眼的那顆寶石。

這麼說吧。不同的國家國情也不一樣。比如說我的材料學比較好,能夠承受更高的溫度,能夠產生更大的推力。但是因為我的設計能力不咋地,所以最大的發動機推力才五噸。(對,沒錯,我就是在說日本)

再比如說,另一個國家的加工精度夠高。所以在其他水平相同的情況下,它的發動機可以做得更好,能擁有更長的耐久。但是配合上一個糟糕的裝配。那依舊是一個渣渣



所以哪怕你就是把f135發動機的圖紙給了其他國家,那也沒有多大的用處,因為難者不會,會者不難。有能力仿製的,人家為什麼要抄你的,而不是自己做個更好的?

另一種情況就是的材料比你好,但是精度不如你,所以必須做出一定程度上的取捨。所以會有很大的差別。

所以工業方面別老說抄的,基本上設計指標一定的就那幾個模板了。遲早出現重複,但是要說抄襲手把手教都不好造的(emmmmal31)

就靠一張設計圖就想抄出來,想啥呢?


尋找丟失的方向盤


我覺得就算美國公佈F-135發動機的圖紙,世界上也沒有任何一個國家能夠防制,這也是美國大膽出口搭載F-135發動機的F-35戰鬥機的原因。目前世界上能夠製造高性能航空發動機國家屈指可數,能夠製造小涵道比渦輪風扇發動機的國家更少,只有目前的聯合國五大常任理事國。如果要按照實力進行排名的話,美國第一,俄羅斯次之,英國第三,法國第四,中國墊底。航空工業被稱為“工業的皇冠”,航空發動機則被稱為皇冠上的明珠。


如果美國F-135發動機的圖紙公佈,這五個國家無疑是最有可能進行防制的國家,但是這五個國家真的能夠做到嗎?我覺得不行。

首先來看看F-135發動機是一臺怎樣的發動機。F-135發動機經美國航空發動機巨頭普惠公司精心升級之後,其推力突破20噸,達到了恐怖的22噸,是世界上推理最大的小涵道比渦輪風扇發動機,也是人類歷史上首臺推力超過220KN的小涵道比航空發動機,代表著人類航空發動機工業的最高水平。

如果F-135發動機圖紙公佈,俄羅斯肯定會在第一時間拿到所有相關材料,並進一步開展分析防制工作,但是就算是實力第二的俄羅斯也做不到!美國的裝備素來以精密著稱,而俄羅斯走的卻是傻大黑粗,大力出奇跡的路子。俄羅斯很多零件的加工標準都達不到美國的要求,如果呆板地進行防制,最終的結果只能是失敗。但是按照俄羅斯工程師的腦回路以F-135為基礎進行改進,那造出來的早已經不是原來的F-135發動機,而是一款有著俄羅斯自己毛子血統的新型大推力發動機。



俄羅斯行不通,英國和法國更不行,英國雖然有著大名鼎鼎的羅羅公司,但是以羅羅公司目前的研發水平,還無法達到F-135發動機的技術要求。法國雖然有著整個歐洲最完善的國防工業體系,幹啥都要自己趟出一條道,航空發動機也不例外。但是法國人從骨子裡的浪漫就決定了這些殺人的玩意兒,他們不會出色,就和法國車,法國軍艦設計走的奇葩之路一樣,法國的航空發動機也是走的奇葩之路。或許正因為國防工業體系較為完善,國力不夠支撐,廣度有了卻丟了深度。所以以法國目前的航空發動機水平,也只能看著圖紙做夢流口水。

接下來是中國,中國的航空發動機工業在五大國中墊底,技術基礎是最薄弱的,但是防制能力特別出眾。但是航空發動機不同於其他,航空發動機葉片要在高溫高壓下高速旋轉,不能出現任何裂紋,或者形變,對材料的要求非常嚴苛。而材料科學,是一門需要大量積累的科學,我國在近代時就已經落後人家一步,所以在材料科學等基礎學科上和西方強國有著不小的差距,這也是航空發動機落後於人的最大原因之一。


雖然2016年,國家注資500億,將航空發動機從中航工業中脫離出來成立了中國航空發動機集團,並且在南昌航空大學等一眾航空院校中獨立成立航空發動機學院,大力支持航空發動機發展。但是什麼事都不是一蹴而就的,兩年來我國的航空發動機雖然取得了一定成績,但是依然水平有限,唯一一款能夠稱得上世界級航空發動機的渦扇-10也問題不斷。所以就目前中國的航空發動機工業水平,也只能看著F-135的一堆圖紙流眼淚。


真的不得不佩服美帝的技術,F-135是真的強,有了這顆強有力的心臟,F-35簡直可以用飛行板磚來形容。

以上是軍事噠噠噠的觀點,見識淺薄,歡迎各位留言討論,有興趣的小夥伴可以一波關注。


軍事噠噠噠



F135可以說是目前全世界最先進的“先進小涵道比大推力發動機”,在經過“普惠”的階段升級後,其目前推力已經達到了204.12千牛(20.4噸),而增推計劃的第二階段將有可能使F135的推力達到216.37千牛(21.45噸),已經是全世界第一個突破20噸級推力大關的“

小涵道比航空發動機了”。


但是F135這種巨大的性能的優勢,覺不單單僅是“設計”這一個因素造成的,它是設計、材料、加工工藝、製造竅門等多方面原因的綜合結果造成的,說的直白一點將,光有設計圖紙,但沒有操作手冊、工藝流程手冊、材料結構圖紙,就算白給你個F135的“實物”你拆解都拆解不下來。

先進航空發動機為什麼稱之為

“現代工業皇冠上的明珠”,全世界滿打滿算只有少數屈指可數的國家能造,而其它絕大多數國家都造不了/造不好?

這不是因為設計的問題,而是其餘國家全行業工業製造水平、工藝加工水平、材料學技術的綜合因素影響的原因,航空發動機它不是汽車發動機,它的工作條件極其嚴苛,渦輪前溫度都在上千攝氏度以上,渦輪葉片的工作每分鐘都在上萬轉以上,整個航發的進氣流量都在公斤/每秒來計算,而航發的“特殊”使用環境又要求航發整體工作必須始終保持高“可靠性”,這是極其困難的。

我們的航發為什麼始終“不好”?很多人歸結於我們材料的原因,但真實情況並非如此,而是設計、加工工藝等多方面影響的結果;


圖注:WS10/太行從2005年設計定型後,一直問題不斷,直到2013年左右才逐漸穩定,其關鍵原因就在於用CFM56/F110核心機匹配自己的低壓級時,採用了毛系AL31的反向旋轉軸系方案,造成了吹入壓氣機的氣流紊亂,“喘振”的問題來回發生,同時大量的“小毛病”也不斷髮生,究其原因,就是缺乏設計先進小涵道比航空發動機的經驗、國內工業加工工藝能力低下造成的,根本不是材料的問題,如果是材料的問題,要麼根本就造不出來、要麼直接就是性能大幅落後,根本不會有WSB今天的樣子。

所以有能力製造/複製先進小涵道比航空發動機的國家,必須是有強大工業基礎、同時對研發先進小涵道比航空發動機有深遠技術累積的國家的才行,而僅憑圖紙就想複製目前全世界最先進的F135。


最有可能的就是擁有現代航發三巨頭之一,“羅羅”的英國,它擁有極強的工業加工能力和技術累積基礎,不會犯類似我們“太行”這種因經驗缺失而犯的錯誤,同時它的加工工藝能也完全可以滿足製造F135這種,需要頂級加工工藝才能製造的航發要求。


另外半個可能是擁有“賽峰”的法國,但是“賽峰”相比航發三巨頭差了不是一星半點,看陣風上的M88研發過程就可以清楚了,但是法國的大涵道比航發還是不錯的,而大涵道比航發與小涵道比航發原理大同小異,關鍵還在於加工工藝和技術竅門,所以法國只能算“半個”


再另外的半個就是擁有“土星”的俄羅斯,俄羅斯的航發起源其實都是跟法國學的,它自己的航發關鍵在於“可靠性”太差(以前殲十的事故大部分都是“三姨夫”的原因),使用壽命和維修間隔與歐美相差巨大,去年俄羅斯對外公佈的“產品30”(蘇57的終極航發),儘管數據很誘人,但實際和F135的有異曲同工的原因,那就是通過擴大涵道比來實現大推力,同時降低使用壽命和維修間隔,並損失一定的“高速性能”,但俄羅斯畢竟有研製四代航發的經驗,但至於能不能僅憑圖紙仿製出F135?


圖注:俄羅斯/前蘇聯與法國在航發起源與合作的關係圖。

“天真”看撐死也只能是55開,至於我們嘛……先把我們自己的“核心機”系列搞出來在說吧,一口是吃不成大胖子的!


軍事小科普


就算把所有的資料,甚至生產線都給你,你也照不出來美國的性能!記得好像是蘇聯要生產一種特種鋼材,只有德國有這技術!蘇聯人通過間諜之類的千辛萬苦弄到了德國資料,照方抓藥,練出來的鋼材性能就是不達標,沒辦法只好像德國購買技術,德國工程師說,你們所有的工藝流程都對,加熱到一定溫度攪拌一下就可以了!哈哈


灰太狼國際1


科技再強,理論知識再豐富,沒有硬件支持等於趙括。

俄羅斯和中國都是卡在材料上,俄羅斯軍工強大,避開問題,通過降低壽命和性能勉強跟上節奏的,我們差得更遠。

舉個例子,把航空發動機比做汽車發動機,就很容易理解了。美國人6.0排量12缸,可以達到600馬力。俄羅斯只有4.0的V8,於是加渦輪,改進氣,刷轉速,人家巡航轉速2000轉我3000轉就是了,可是人家發動機用10年不大修,俄羅斯的一年小修兩年大修。而我們呢,最多隻有個V6的技術,還是類似一汽從奧迪拿來的上世紀老舊產品改造的,一方面再進口俄羅斯閹割版本的V8,自己的W12一年年的說快要出廠,連性能的準確數據都出來了,然而每年都是概念無實物,希望你是在給我們攢驚喜吧……


theWilZ


這東西吧,其實啊,給工程加工圖紙的話,大部分國家都可以造出來,但是問題是沒有原料。當然了要注意的是上面不是加工圖紙僅僅是一個剖面圖。

航空發動機是就是給圖也造不出來的。主要原因是是航空發動機是動態的機器,所有的元件都在高溫下會進行不斷的擴展和收縮。在大部分情況下決定航空發動機穩定性的不是圖紙而是——材料。

即便是按照圖紙來做、用的材料不對,哪怕是合金中各種元素差了百分之幾甚至在最後熱加工的時候加工溫度不在規定的範圍內那麼這個航空發動機也是廢品。


另外在F-35B上這臺發動機通過離合器接駁了一個升力渦輪風扇。整體的發動機核心沒有變化。

從工廠現場施工照片中看即便是安裝在非垂直起降的F-35型號上面的F135發動機也是保留了旁路歧管的,只不過用圓形的蓋子進行了簡單封閉。從這一點看F135發動機的通用性是相當強悍的。

發動機最主要的技術有兩點第一是輕量化,第二就是燃燒效率。

先說輕量化,用於F-35A戰鬥機上的F135-PW-100發動機僅僅重1.71噸,就可以提供191.35千牛的推動力。推重比達到了11.46這是一個十分驚人的數據。相對於當年用在F-14、F-15、F-16上面的F-110發動機(最大推力142千牛、1.84噸、推重比7.9)來說就是一個質的飛躍了。飛機發動機的輕量化在於減小結構重量用更薄更輕的材料,但問題來了在高溫高壓下工作的發動機葉片和噴管能不能承受住發動機的上千度高溫和巨大的壓力就是一個挑戰。而且在常溫狀態下的葉片和噴管加熱到高溫狀態下熱膨脹和離心力的造成的變形是一個沒有發動機製造經驗的企業所不能掌握的數據。眾泰皮尺部不能在高溫高速下進行測量的。

因此即便是將發動機拆成靜態的零件也無法進行準確的複製。

第二點燃燒效率,剛剛提到了F135-PW發動機可以達到191千牛的推力,但是這臺發動機並不費油,可以做到250克·千牛/秒的油耗,也就是說在最大推力的工作狀況下每秒才會消耗47.75千克的燃料。以F-35A戰鬥機8.3噸的載油量來說,可以維持3分多鐘的最大推力。對比F-14的F110發動機來說,在F-14開到最大加力推力的時候僅僅35秒就會耗光所有7.3噸的機內燃料。

發動機的油耗控制和發動機結構相關,但更多的在於軟件控制,F135發動機配套的控油軟件也是極其強悍的。但軍用軟件的破解難度不像我們破解一個軟件加密的序列號那麼簡單,也是像重新編寫一樣困難的存在。

因此即便是拿到了F135發動機對於普通的國家來說如果複製還不如重新制作一款發動機來得實在。至於性能能不能達到F135那麼彪悍就全靠禪意了。


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