为何中国拼命投入也难研制出先进航发?太行试飞时曾喷出零件

最近网上有一则消息不胫而走,沈飞的孙聪院士、王永庆总师等几人,大老远的跑到了中航发贵阳所,就某个型号发动机的研制工作进行相关的调研,说白了就是去取经了。不少网友经过排除法猜测,鹘鹰发动机涡扇-19的研制很可能已经进入了比较关键的阶段,这次前往贵阳估计就是前去调研涡扇-12发动机的使用情况,

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我们知道涡扇-12是涡扇-13的无加力型号,它的原型RD-33/93已经在出口的枭龙战机上装备了100多架,这么多年经过巴铁的使用,充分证明了其单发性能的可靠和稳定。而且大推力涡扇发动机的采购成本一般都比较高,大约在300万美元以上,而中等推力的涡扇发动机价格就相对来说比较便宜,只有其2/3左右 ,单位时间的油耗也要比大推力涡扇低的多,除此之外,中等推力的发动机还具有比大推力发动机更小的几何尺寸和进气道,这样一来就使得雷达和红外的隐身效果更好,飞行时间也将变得更长。

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据官方披露,我国已知的在研航空发动机型号多达20个,包括大家非常熟悉的:涡扇-12、涡扇-13、涡扇-18、涡扇-20等,以及秘密研制的涡扇-10C和涡扇-30,新涡轴系列等等。那么,一个老生常谈的问题就来了,航空发动机研制为什么这么难?

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我们知道,目前为止新型战斗机、军用运输机、民航干线等等,这些飞机采用的都是涡轮风扇发动机,这种发动机一般都有2至3个同心圆的涵道,涵道内部也是相当复杂,又有风扇、压气机、燃烧室、涡轮、喷管等5部分复杂的零件来组成,在这些物件中,压气机、燃烧室和涡轮一般被合称为发动机的核心机,是航空发动机的关键之所在。

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而战斗机用的涡扇发动机,之所以与运输机、民航客机不同,主要就在于风扇的选择上。商用客机发动机一般都采用大直径风扇,这样做就能够降低耗油率;相反战斗机一般要进行超音速飞行,所以发动机的风扇直径也较小。菲菲举个例子,给大家解释一下,为何涡扇发动机那么难?大家都知道,美军F-22猛禽战斗机的F-119涡扇发动机吧!它的最大加力推力是17吨,2台发动机加起来直接能够推动30多吨的F-22,并以超过2倍音速进行超速飞行。

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但F-119发动机的风扇直径则不到1000毫米,涡轮直径不到360毫米。在如此小的体积下,要完成如此高的推力,各部件都要承受住异常严酷的高温高压考验,因此就必须让发动机内的风扇等部件保持极高的结构强度,这也就涉及到发动机研制的第二个难点——材料问题。比如咱们最为熟悉的单晶叶片,捣鼓这玩意需要冶金工艺和材料研制的高超水平,咱们国内目前才刚刚突破该项技术,而美国则比我们早了30年。

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越小的东西,越能考验技术。由于航空发动机的这些零部件,无论是型号还是规格都比较相似、并且数目繁多、结构外形更是非常的复杂,这样一来就对装配工艺提出了高标准、高要求,尤其是转子结构的装配。加上发动机装配目前还主要采用手工方式,无论是装配精度的高低还是装配质量的稳定,都要完全依赖装配工人的操作经验和熟练程度。如果没有一个严格的质量品质保障体系来支撑的话,发动机极有可能会在高速运行中发生问题。

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这就需要一个国家综合工业能力和质量管理能力来支撑。我们在这一方面做得就不是很好,很长一段时间里,我国对装配工作的重视程度一直不够,所以吃了不少亏。菲菲就以太行发动机来说吧!由于历史上欠下的旧债比较多,甚至连一些基本的技术储备都没有,导致研制过程非常艰难,在紧要关头,常常需要临阵进行攻关,从而导致不断失败。

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在研制中先后发生各种技术问题和故障200多项,有几次大的故障,甚至几度使研制工作陷入困境,无法进行。因此,作为航发产业后起国家,真正的核心技术,还是需要中国专业人才的努力,需要不间断的庞大资金投入,在这一方面我们显然还是做得不够,历史上欠下的账,只能加倍来弥补。


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