02.06 國產航發“癥結”找到,改進正在進行,突破後大有作為

眾所周知,多年來我國在航空發動機的自主研發上一直都存在短板,航空發動機就是飛機的心臟,航發的性能不行就會導致飛機“供血不足”,從而嚴重影響作戰能力。而我國航空發動機之所以長期落後,主要受制於發動機的軸承技術一直無法突破。

航空發動機的主軸承是發動機的關鍵部件,其質量的好壞直接影響著發動機的壽命,性能與可靠性。軍用航空發動機主軸承的要求相當苛刻,壽命在3000小時左右,並且還要能夠承受高溫,每分鐘上萬次的旋轉以及各種擠壓和摩擦,最後,航空發動機主軸承不能夠承受任何程度的損傷,一旦出現損傷便是一個不穩定因素。

國產航發“癥結”找到,改進正在進行,突破後大有作為

相比較於西方國家,中國的航空發動機發展不但起步較晚,並且還是孤軍奮戰,西方國家在早期的產業發展中形成了壟斷的局面。目前世界上四大軸承壟斷企業為美國的鐵姆肯、日本的NSK、瑞典的SKF、德國的舍弗勒,這四家企業分割世界市場,對於新進入者或者潛在競爭者共同打壓。德國的舍弗勒一直想要吞併中國的洛軸集團,美國的鐵姆肯一直和中國甘肅的一家名為海林中科科技股份有限公司的軸承企業打官司,其實二者完全不是一個級別的企業。西方長期以來對華進行技術封鎖,對軍用航發軸承進行禁運,就是擔心中國掌握核心技術,從而威脅其地位。

國產航發“癥結”找到,改進正在進行,突破後大有作為

可以說目前中國和西方國家在航空發動機方面存在的差距還是很大的,美製的發動機壽命普遍在6000小時以上,而中國研製的航發只在3000小時左右,美國的F-135航空發動機的最大推力為22噸,而中國還未投入量產的渦扇-15發動機最大推力為18噸,和美國的F-110發動機處於同一水平。在航發關鍵技術軸承上面,中國使用的軸承鋼是M50鋼,但這種鋼材卻是美國在上世紀80年代使用的第一代軸承鋼,現如今美國早已經普遍使用第二代軸承鋼M50NiL,在原有M50鋼的基礎上添加了鎳,降低了碳的含量,斷裂韌性明顯提升,疲勞強度更好,並且在使用溫度上也有明顯的提升。我國在2018年時軸承鋼產量就已經達到了382萬噸,是名副其實的軸承鋼生產大國,但卻不是軸承鋼生產強國,就是因為質量不過關。

當然,對於中國來說好消息還是有的,中國哈爾濱工業大學與哈爾濱軸承製造公司共同開展的Si3N4氮化硅陶瓷混合軸承的研製已經取得了一定的進展,軸承可以達到每分鐘12000轉的轉速,並且經過試驗證明可以連續工作五小時以上。渦扇-15航空發動機的研製已經取得了突破性進展,定型量產也只是一個時間問題。

國產航發“癥結”找到,改進正在進行,突破後大有作為

目前我國最新型戰鬥機殲-20的發動機依然要依賴俄產的AL-31F發動機,儘管中俄之間關係良好,但受制於人終究不是長久之計,在將來殲-20會逐漸換裝國產渦扇-15發動機。

優化航空發動機軸承是一個長期的努力過程,當下我國缺乏這方面人才,甚至已經出現了人才斷層,軸承專業在絕大多數高校中成為了依附於機械專業的一門學科,在全國範圍內,只有河南科技大學還保留著軸承專業,但是該學校每年只有60名畢業生,相比較於當下的大量需求,顯然不足。

相信經過科研人員的努力,中國航空發動機軸承總有“守得雲開見月明”一天,到那個時候中國才能徹底擺脫依賴其他國家的現狀,真正徹底的實現獨立自主。


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