中国飞机的发动机为什么不行,是因为材料还是技术?

名字太不好取


我国的军用涡扇航空发动机技术确实不行,但是这样说的前提跟美俄这两个国家对比,因为

目前世界上能独立制造大推力军用涡扇航发的国家只有美俄中三国,英国的罗罗(即劳斯莱斯)主要是在民用领域领先(但也不代表人家没能力玩大推力军用航发,且能独立制造大推力高性能民用涡扇航发的只有美国和英国),所以,在军用领域,我们的航空发动机技术目前是仅次于美俄的,跟那些发动机技术只能停留在PPT上的国家来讲,我们的军用航发技术是很强的,只不过,跟美俄一对比的话,差距还很大,尤其是跟美国!

至于题目中问到的,是技术问题还是材料问题?我个人认为都有,先来说技术上,比如很重要的一个指标:发动机的推力!我国的涡扇10B发动机在加推力的情况下单台推力在14吨左右(推重比在8.5左右),俄罗斯的“四姨夫”AL-41F-1S发动机加推力单台推力能达到18吨(推重比接近10),美国的F119发动机加推力单台推力也超过了16吨(推重比大于9,但是不到10),至于美国的F135发动机,其单台加推力在18~19吨左右(推重比达到11.46),最新的增推型据说推力已经超过20吨,而目前我们最新一代的航空发动机涡扇15(还未服役装机),据说推力也已经达到了18吨,推重比接近10,等到真正服役的时候,那么在推力这一技术指标上,应该是可以对标美俄的顶级航发了!

但是,说到发动机的寿命,美国瑶瑶领先于中俄,其实俄罗斯的发动机也一样,“三姨夫”系列我就不说了,最新的“四姨夫”AL-41F-1S其大推力和大推重比也是在牺牲寿命的情况下搞出来的,不管是F119还是F135发动机,其全使用寿命都是保证在8000~10000小时以上的,尤其是F135发动机,据说其全使用寿命达到了8000~13000小时,首次大修周期也超过了4000小时,而我们目前的涡扇10B发动机的全使用寿命才勉强达到4000小时,俄罗斯的四姨夫使用寿命不清楚,但是也不会好到哪里去!

因此,我国的军用航发技术跟美俄比还是有很大的差距的,尤其是美国,不管是在技术上还是材料上,美国的军用航发技术都远远超过我们,至于俄罗斯的,发动机推力是比我们目前的发动机要大,但是其使用寿命也不见得长到哪里去,所以,题目中说到的我国的军用航发技术不行,也是在跟美俄两国对比的情况下,如果是其他国家,我国的军用航发技术还是遥遥领先的,毕竟他们的只能停留在PPT上吧!


哨兵ZH


都有,其实也不能说中国发动机不行。这得看跟谁比。

航发领域最先进的固然当属美国,其次是俄罗斯,再次是英国,然后是中国。

先简单的说几个数据让各位了解一下中美航发的差距。

发动机性能最主要的两个数据是加力推力和涵道比。

涵道比越大,推力越大,但是发动机本身的阻力也就越大。

美国F-22所使用的F-119发动机,加力推力15.5吨,涵道比0.3。

美国F-35所使用的F-135发动机,加力推力19.5吨,涵道比0.57。

俄罗斯Su-57拟定使用的产品30发动机,加力推力17.2吨,涵道比0.3(该发动机于2017年装机实验)。

俄罗斯Su-27S所使用的AL-31F发动机,加力推力12.5吨,涵道比0.6。

英国没有发展大推。

中国WS-10A,加力推力13.2吨,涵道比0.57。

中国WS-10B,加力推力13.5吨,涵道比0.79。

看到这些数据相信各位心里已经有个底了。

航空发动机的研发周期比飞机还长,中国在这方面要补足的地方还很多。

中国航发差的不仅仅是材料或者技术,而且应该是差在积累。

另外,F-119和F-135并不是美国最好的发动机。

目前美国宣传的在研的是三涵道变循环发动机等黑科技。

其实中美差距最大的地方还是科研经费。

举个例子说明一下:美国人在研制每一代战斗机之前都会试飞大量的技术验证机。

美国人哪怕是给F-22选择尾喷管的类型,也在半年内造了一百多种矢量喷管研究。

让我们回想一下,美国人五代机是怎么竞标出来的?

先让各个公司定方案,然后入围的方案造验证机。

比如YF-22对YF-23,X-32对X-35。

中国当初的J-20怎么竞标的呢?

601所和611所各拿出一个方案,造个模型研究研究。

这就是差距。

这个怪不到中国的科研人员,中国近20年来科技的腾飞说明了一点:技术积累说白了就是砸钱,砸时间。


白虎堂


航空发动机的作用是非常重要的,其性能的好坏直接影响着飞机的飞行性能、可靠性及经济性,因此,它被喻为飞机的“心脏”,长期以来,我国的航空发动机技术落后于西方发达国家,一方面我国自上世纪50年代初开始发展航空工业时,我们连钢材都不能自给自足,而欧美国家上世纪50年代已经在研制先进的涡轮喷气式发动机了,这样的差距可不是一两年就能弥补的,我们知道航空发动机被称为“工业技术领域上的皇冠”,可以说航空发动机是人类工业技术和工业加工制造业的最高技术产品,其精密程度、高技术含量、加工难度都是人类工业领域的制高点,没有强大的工业生产能力和制造业技术,没有哪个国家可以凭空发展出高性能航空发动机。

这就是为什么世界上,只有中国、美国、俄罗斯、法国、德国、英国、日本、乌克兰等不到10个国家可以独立研制和生产高性能航空发动机,类似韩国、印度、土耳其、巴西这类中等国家要发展航空发动机都比登天还要困难,因为他们虽然有一定工业基础和工业能力,但相关的制造业积累不都齐全、资金投入不够甚至没办法长期持续性投入,加上没有相关的试验和验证设施,所以不是什么国家都能搞先进的航空发动机的,这是实力决定的,这就是为什么说航空发动机是衡量一个国家工业真实能力的“试金石”。

此外,由于航空发动机要在高温、高压、高转速和高负荷的环境中长期反复地工作,而且还要求具有重量轻、体积小、推力大、使用安全可靠及经济性好等特点,因此,必须要有很强的设计、加工及制造能力,是一种典型的技术密集型产品,同时,最关键的航空发动机是一个积累性实验性科学,只有长期高强度的资金和人力物力投入,才能支撑大量“烧钱”的地面实验和飞行试验,为什么要这么说呢?

首先我们知道,航空发动机是一个复杂的动力装置,主要由进气道、压气机、燃烧室、涡轮、加力燃烧室、尾喷管、附件传动装置与附属系统等组成。其内部的气动、热力和结构特性非常复杂,因此对其工况尚不能从计算上给予详尽准确地描述,必须依靠试验来获得相关数值。这也就是说航空发动机的最终性能是依靠地面和天空中上万个,甚至是几百万个小时的试验出来的结果,是通过试验来测试出来的发动机,不是造出来的发动机,也不是简单的设计个发动机,这就是发动机科学耗时耗力耗费钱财的主要原因。

除此之外,在进行发动机装配前,需要确认每个部件的性能均满足设计指标,同时,需要在试车台上进行试验测试压气机的增压比、空气流量、喘振点,燃烧室的燃烧效率、出口温度分布等),获得整机的推力、单位耗油量等性能数据,用于评价其是否满足设计使用要求。我们以美国为例子,美国从航空发动机机核心机研制开始每十年一个新技术研究计划,而其发动机配套的相关技术也是每十年投入一个研究计划,这些技术的总耗资高达1590亿美元(2016年币值),而相关发动机的陆上高空台、实验设施、空中高空台、飞行试验台,每年用于发动机测试的发费高达几十亿美元,美国发动机牛,人家几十年如一日的投资研究啊,这就是区别。发动机有多难你知道了吧?


小鹰说科技


我国的航空发动机并不能说不行,而是比较先进的了。至于说我国和美俄的主要差距,主要差在核心机的研发设计上了。

搭载太行WS10A发动机的歼11B重型第四代战斗机。


我国的航空发动机在全球来看,是非常不错的,仅次于美国和俄罗斯,领先于欧洲的英法和亚洲的日本,除此之外的其他国家连航空发动机的研发能力都没有。我国航空发动机系列全面,有战斗机用的大推力航空发动机太行WS10A,有中型战斗机和轻型战斗机使用的中等推力发动机WS13,还有用于第二代战斗机的涡喷发动机,如涡喷13发动机,另外还有引进消化成功的WS-9发动机。

搭载矢量尾喷发动机的歼10战斗机,该发动机是WS10B发动机的改进型。


除了系列全,我国的航空发动机技术也很先进,首先在于推力大,涡前温度比较高,如太行WS10A发动机涡前温度达到了1747K,这在发动机里还是不错的,其推力达到了13.2吨,全新的WS10B发动机推力更是达到了14吨,英国、法国的最大推力发动机为9吨,而日本最大推力发动机为5吨,均大幅度落后我国,只有俄罗斯和美国比我国强。

而且我国的航空发动机具有比俄罗斯强大的数字化操作能力,借助多轴四余度飞控系统,实现了全权数字化操作能力,相应灵敏,效率更高,而且籍此实现了全机的飞火推一体化,这些能力是使用机械操控的俄罗斯发动机不能比的。而且我国已经实现了在发动机上添加矢量尾喷的能力,这一能力也令其他国家难以企及,只有俄罗斯可以比肩,美国都没有三维矢量尾喷。

网友绘制的搭载矢量尾喷发动机的歼10B绘画作品。


至于说我国航空发动机在哪些地方有缺陷,影响了对美俄的超越,那主要在于机械设计上。我国的工业属于跳过了复杂机械设计,直接进入数字化和信息化领先的时代,这样的情况造成了我国可以在集成技术和电子科技上取得很大的成就,但是在机械设计上存在差距,由此导致了我国目前还没有非常好的国产发动机核心机技术,只能测绘国外核心机进行研发。

不过这一局面将会随着WS15的研发成功而成为历史,WS15的核心机是我国完全自主研发的,而且发动机整机性能也是世界领先的。


回答者简介:张浩,亚太智库研究员,《舰载武器》杂志评论员,在《兵器》、《舰载武器》等多家军事期刊发表《现代山地战怎么打》、《共和国炮艇小传》、《夺滩奇兵》等文章30余篇,在海军作战理论和海上作战武器装备等领域有独特见解,著有《预警机、电子战机》一书,获得军迷群体一致好评。


海事先锋


其实就目前来看航空发动机是制约天朝航空航天产业最大的因素。从近几年看,我国购买俄罗斯发动机的数量和自产发动机使用比例来看,严重倒置,发动机最大的原因我个人就三大点:1 基础材料学,航空发动机的轮盘,叶片,喷尾这三大件来讲,目前天朝的材料运用始终不行,这是历史欠下的帐必须慢慢还,为什么米国的发动机耐操,使用时间是天朝发动机时间的N倍,这些和材料直接关系。2 加工工艺,先说个话外题,前段时间有媒体报道我国部分医学博士毕业后,连阑尾炎也不敢做,其实这事应该是真事,这倒不是博士生的智商低,动手能力差,在于制度和规则。转眼看我们的技术工人,能玩高精尖焊接,加工的工人屈指可数,虽然现在不少工艺产品能用机械臂,智能机床等代替,但并非完全能代替,除了直接加工的技术工种,引进国外机床的操作能收也稀少,再举个例子,铝合金山地车上的鱼鳞焊是公认最好的,但能比机械焊接还好的我国很稀少,但如果是镁合金材料,钛合金材料,这类焊接更不一样,回头想想高大上的航空发动机,那就可想而知了。3 设计问题,其实我们国家的设计人才真不少,而且也有不少设计能收,在前沿设计上还并不差,但为什么设计发动机就傻了,其实这和前两者息息相关,既不懂材料更不懂工艺,设计就是纸上谈兵,当然材料的配比也是需要设计的,工艺加工的流程等也需要设计的,记得当年装修房子的时候找了家装修公司,那个设计师口若悬河,什么巴洛克设计,什么欧式,中式设计概念牛逼呀,但我一细问装修流程以及如何做品质管控,完全就是一头雾水,说难听点,连基础的流程或者工艺过程你都不懂,你就敢说你的设计理念啦?所以,发动机的设计者像刚才我提到的家装设计师这类人估计不少,这也是制约发动机发展的严重因素。(以上只是我个人言论)


爽快34


励害了,我的国:中国未来十大工程:1.南水北调西线工程,连接怒江,澜沧江,雅鲁藏布江,雅砻江,金沙江,黄河五大水系(含引雅鲁藏布江水入疆工程的红旗河,再造一个中国),2.徐闻-海口的琼洲海峡海底隧道工程,3.大连-威海海底隧道与桥梁(桥隧联合跨海工程)与环渤海高铁,高速公路工程,4.载人常娥登月工程及(载人)登火星(第一步先实现绕落回)工程,5.疆藏(叶城-拉萨)/川藏南线(成都-甘孜州-拉萨)和川藏北线(成都-阿坝州-那曲)/滇藏线(昆明-拉萨)/青藏东线(西宁-玉树后与川藏北线部分重复)等几条入藏公路+铁路+沿线无线通讯基站+输油气管道运输+高铁+光纤通讯线路+超高压输电线路+双向六车道+国防公路,高速公路,藏北公路+铁路(那曲-安多-尼玛-改则-革吉-盐湖-噶尔狮泉河)及成独线铁路+公路+光线通讯线路与无线通讯基站(成都-格尔木-库尔勒-独山子),西和线铁路+公路+无线通讯基站+光线通讯线路(西宁-且末-若羌-民丰-于田-和田)6.由王贻芳院士牵头在秦皇岛燕山山脉中建大型质子对撞机工程(比欧洲原子能研究中心大型强子对撞机还要强大),7.建太空望远镜工程(类似哈勃与韦勃天文望远镜),9.在珠海凤凰山建激光干涉引力波天文台-天琴(由中山大学牵头),10.建长期神舟-天宫载人太空轨道站(类似国际和平空间轨道站)及空天飞机(类似美国X-37B)与北斗导航系统(优于美国的GPS系统)。中国未来在国际上承建或合资建十大工程:1.中巴经济走廊(重载铁路+高铁+公路+超高压输电线路+光纤通讯线路+沿铁路线的无线通讯基站+输油输气管道)2.中缅经济走廊(设施同中巴经济走廊)3.泰国克拉地峡运河4.中欧陆地丝绸之路北线(与俄境内西伯利亚大铁路部分重合-北欧各国)/南线(走伊朗-土耳其-南欧-西葡)/中线(走中亚-中欧-鹿特丹-英国伦敦)(设施为时速300公里的高铁,时速500-800公里的磁悬浮列车,双向八车道高速公路及普通公路,光纤通讯线路)5.秘鲁-玻琍维亚-巴西的两洋铁路/公路及光纤通讯线路6.非洲两洋交通北线:坦赞-安哥垃两洋公路+铁路+输油气管道+光纤通讯线路.非洲两洋交通南线:莫桑比克-薄茨瓦纳-津巴布韦-纳米比亚的两洋公路+铁路+光纤通讯线路7.连结太平洋-大西洋的中美洲哥斯达黎加运河8.中蒙经济走廊(重载铁路+公路+双向六车道高速公路+高铁+光纤通讯线路+输油输气管道并延绅至俄秋明油气田)9.中朝经济走廊(延吉-新罗线+集安-新罗线+丹东-平壤线)10.泛中南亚大铁路+高铁+公路+双向八车道+光纤通讯线+高速公路(中越东线/西线+東-泰-缅线,中-老-泰-马-新加坡线,中-缅-印南亚线)


手机用户6038082218


其实材料也是技术,因为各种高温合金、单晶合金都是采用先进技术和工艺方法进行冶炼和加工最后装配成整机。


至于前一段时间流行的所谓稀有金属铼的作用,我觉得是夸大的。这种原材料矿藏只能说是锦上添花,看看稀土矿的经营开采过程就知道。


所以,我认为发动机的关键因素应该是材料冶炼、机械加工包括特种加工、结构设计及气动流体设计与计算、装配调试、后续的性能测试与持续改进。


资深机械设计师


航空发动机要达到世界级的高水平,靠仿造和试验为主的方法在现阶段是不适用的,因为这样搞法很难出先进的发动机理论、先进的设计理论、理论和设计是需要不断发展的,不可能永远停留在原来的“老地方”,中国的航空发动机理论现在在世界上属于什么水平,这是基础,需要不间断地创新,这就是事物发展规律所要求的。没有先进的理论,只能仿造,只能蚂蚁啃骨头一一慢慢来,甚至推出要几十年,还不是世界上第一的航空发动机,没有先进的理论,就不会有先进的设计,没有先进的设计就不会有先进的产品。实践出真知。通过高水平的、世界级别的竞争,这个竞争就是实践,这种竞争包括从理论到实践,再从实践到理论创新,不断创新,不断发展。通过竞争才能出世界第一,没有竞争,永远仿制,不可能出世界第一的理论,世界第一的产品,世界第一的速度,世界第一的人才。


殷池法


你好!

航空发动机,是一个科技含量极高的一项高科技技术,它制造能力的优与略,充分的说明一个国家的综合实力,更是一个国家强大的象征。

美国和前苏联在40年代就拥有了喷气式战斗机,直到如今,航空发动机技术仍处在世界各国前沿,主要是因为他们有大量的高科技研发人员,先进的冶金制造业和电子研发等,以及强大的经济做后盾做支撑,因此,尖端航空发动机技术一直领跑者世界。

然而,我国在40年代还处在军阀混战和抗日时期,随后又经历了几年的内战,一切百废待兴根本就是从零做起。

在以后的多年中,我国一直装备使用苏联的飞机,自己仿制的飞机也是引用苏联制造的发动机,再加上西方国家对我国发动机技术的严厉封锁,使我国在航空发动机技术方面,始终落后于西方发达国家多年。

不过,随着我国经济实力的不断增强,在工业制造、科技研发、人才培养等方面,都有了很大程度的提升,使我国在研发、制造航空发动机上也有了长足的进步,比如我国正在研发的涡扇10系列,它们的各项性能已接近或达到,世界先进航空发动机水平。

而今总的来看,造成我国航空发动机落后的原因主要是在材料研发和制造方面,其实,我国要在多年前就以立项研制自己的航空发动机,在研制技术方面已经基本成熟,而瓶颈我们的主要是在材料上,所以才拖延到今天。

一款好的航空发动机,首先要有大的推重比才能使飞机有足够的升力,同时还要做到长时间的使用等,所以发动机的燃烧室、冲压室,和尾喷管以及涡扇叶片等都要经受几千度的高温考验。

今天我们研制的涡扇10系列航空发动机,就已经应用到了我国自主研发的钛合金材料,它成功解决了困扰我国多年航空发动机制造的难题,使我国一跃成为了,拥有研发和制造先进航空发动机的强国之一。


田园书香


如下排名:理论>技术>材料>工艺。从飞机发动机来说,理论上的突破至关重要。理论问题至关重要,理论突破了,才能在设计理念思路上据高地。目前中国发动机理论还没突破,还在跟随。这是最大问题。理论有了,技术实现,也很重要。技术是桥梁。所以技术上排第二位。目前,中国技术还落后于西方发动机技术较大。材料和工艺正在赶超。工艺差距最小,中国是世界第一工业国。当然,具体到这两方面仍有差距!综合来看,差距是明显的,这是事实。赶超条件具备的:举国之力,风洞领先,超级计算机计算优势…只想到这些。你来喷或补充?😊


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