中國的航空發動機怎麼樣?

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在最近幾年,國產航空發動機的技術水平不斷進步,同西方國家的差距也逐漸縮小。我國在現階段已經研製出了渦扇發動機,並應用於四代戰鬥機上。雖然國產航空發動機水平較比前兩年有了飛躍性的進步,但是和世界一流航天發動機強國對比還是有一定的差距。當今世界上發動機的一流強國是美國和英國,蘇聯的發動機水平曾經可以同美國相媲美,但是在蘇聯解體後,由於資金的限制,俄羅斯的發動機水平逐漸的落伍了。



美國的航空發動機優勢主要是動力強、使用壽命長、可靠性高,像美國的B-2全球轟炸機,巡航速度和續航能力都非常強,真正做到了全球作戰。英國是老牌航天大國,在水平上一直緊跟美國的步伐,屬於同美國並駕齊驅的一流發動機大國。俄羅斯則是屬於二流發動機國家裡面的老大哥,隨著技術的斷代,未來俄羅斯極有可能被我國反超。


我國航天發動機的發展,起步比西方晚了半個多世紀。在新中國剛剛成立的時候,國內根本沒有製造發動機的能力,最早的飛機也是進口的蘇聯機型,或者是仿造的蘇聯機型,發動機也是原裝進口的。而西方國家在一戰時期就已經開始使用戰鬥機,二戰時期空戰的水平就已經很高了。因為起步晚的原因,國內一直都是在追擊猛趕,追趕世界一流的航天發動機水平。

國內航天發動機水平落後於西方,還和西方的技術封鎖有一定的關係。從我國建國後開始,西方就一直限制對我國的武器出口,我國軍用航空發動機的發展一直都是在摸著石頭過河。雖然國產航空發動機比不上美英俄,但是比起來世界上其他的國家,我國的航空發動機技術還是有一定的優勢的。從最近兩年的情況來看,國內航天發動機的發展已經找到了正軌,並且逐步的走上一條快車道。按照這個趨勢發展的話,國產航空發動機水平超越俄羅斯還是指日可待的。


軍武小咖


長期以來,因為歐美國家對中國進行材料和技術封鎖,航空發動機的性能問題一直都是我國航空工業中的短板。不過,最近成都航宇超合金技術有限公司方面傳來好消息,宣佈成功提取耐高溫的金屬“錸”,並攻克了航空發動機所需要的單晶葉片,今後國產航天發動機將不用再看歐美臉色。

國人不必再心痛,我們要擁有自己的大飛機了。

單晶葉片是航空發動機中溫度最高、應力最複雜、環境最惡劣的部位,也是第一關鍵零件,它的鑄造工藝直接決定了航空發動機的性能,而單晶葉片生產中最為關鍵的是金屬錸的提取。金屬錸在地殼中的含量比所有的稀土元素都小,比鑽石更難獲取。根據美國地質調查局的報告,全球探明的錸儲量僅為2500噸左右,錸的價格跟白金的價格相仿,一克大概需要兩三百塊錢。早在7年前,成都航宇超合金技術有限公司的母公司就曾在其下屬的陝西省洛南縣黃龍鋪鉬礦區礦山中斟探到錸,儲量達到176噸,約佔全球儲量的7%,僅次於智利、美國、俄羅斯和哈薩克斯坦。  錸在技術上提取難度非常大,成都航宇超合金技術有限公司通過與湖南有色研究院的合作,花了一年多才攻克了技術難題,實現錸的提純。

在突破外國企業的重重技術封鎖後,2015年7月22日成都航宇成功出爐第一批產品,而且合格率一鳴驚人。之後,一直在不斷改進中,如今見諸報端,想是又取得了突破性進展。


鋒潮評測室


在過去幾十年裡,中國已經建立了成熟的軍事客機體系,但是還難以開發出世界先進的航空發動機,以至於中國戰機無法在戰鬥中與西方最先進戰機比美。

中國航空發動機產品,確實落後於美國發動機巨頭普惠、通用電氣和英國勞斯萊斯股份有限公司等的最新產品,也落後於俄羅斯最先進發動機。

西方國家對於向中國出口武器的限制規定,禁止西方公司向中國出售軍用航空發動機,迫使中國依賴國產設計或直接購買俄羅斯同意出售的航空發動機,這確實是無奈的現狀。

直接的影響包括,中國的J-20和J-31隱形戰鬥機,如果不使用加力,就無法像它們的主要對手F-22和F-35隱形戰鬥機那樣進行超巡航。但是加力裝置會令戰鬥機的隱形功能嚴重削弱,在戰鬥中容易暴露自身。此外,即使是中國最好的戰鬥機航空發動機,與美國最新發動機相比也存在可靠性問題。

因為航空發動機技術卡脖子,中國戰鬥機的性能目前還趕不上美國戰鬥機。因此如果中國戰鬥機跟美國或日本的戰鬥機在戰鬥中相遇,中國戰鬥機將會處於劣勢。在可能的衝突當中,中國可能將依賴戰鬥機的絕對數量、先進的空空導彈來彌補航空發動機落後的劣勢。

中國近年已經把戰鬥機航空發動機開發作為當務之急。西方智庫估計未來二十年,北京將花費3000億美元開發民用和軍事飛機航空發動機。一些消息來源說,中國已經聘用一些外國工程師和前空軍人員參與航空發動機開發。

一些西方專家估計,在未來20~30年裡,中國可能能夠開發出世界一流的軍用航空發動機。中國最好的戰鬥機航空發動機WS-10A太行是由瀋陽航空發動機研究所製造,隸屬於中國航空工業集團公司。超過250臺WS-10A太行航空發動機,被安裝到第四代的J-10和J-11戰鬥機上。但是這些航空發動機與美國先進發動機相比,仍然缺乏足夠的動力。

在大型飛機方面,轟-6和運-20目前依賴俄羅斯發動機。

但假以時日,相信中國航空發動機將追趕上世界最前列水平。


轉管炮


能造小涵道比大推力軍用發動機的國家全世界也就只有五個,就是五大常任理事國,如果再加上民用領域的大涵道比發動機,那麼烏克蘭、加拿大等國家也可以算進去,所以,題目中問到的“中國的航發怎麼樣”主要還是看你是怎麼比較的,畢竟航空發動機技術號稱是人類工業皇冠上的“明珠”,是集人類科技之大成的產物,就算不分軍、民領域,全世界有資格玩航空發動機的國家也不會超過雙手之數!

而我們國家的航發水平主要體現在小涵道比大推力軍用航發上,大涵道比民用發動機領域就沒啥好說的了,不是說在民用方面我們完全沒有自主研發能力,而是凡是跟“民用”扯上關係的東西,最終都會扯到商業問題上面,而在商業上最重要的並不是什麼技術,而是成本和利益,有時候為了儘可能的壓縮商業成本,在技術上做一定的妥協是很正常的,畢竟商業不是國防,航空發動機也不是大白菜,短時間內自主研發一臺商用航空發動機的資金絕對是海量的,但是考慮到僅僅是商業用途以及經濟性的問題,還不如直接引進來得方便,目前我們的重點還是要放到軍工方面,軍用領域的航發實現技術突破遠遠比民用領域重要,因為,在五常中,我們的軍用航發技術確實不咋樣!


第一梯隊是美國和英國,美國的通用電氣(GE)、普拉特·惠特尼(PW)和英國的羅爾斯·羅伊斯(即勞斯萊斯,RR)這三家公司是世界航空發動機領域的三巨頭,不過英國的羅羅目前主要偏向於民用方面,軍用領域也有涉及,“鷂”式戰鬥機、“狂風”戰鬥機等以及直升機上的渦軸發動機,羅羅都是能造的;至於美國的普惠和通用電氣就不用說了,F15和F-16的部分型號、F-22、F35等飛機的發動機都是普惠的,通用電氣的F110系列發動機在後期的F15E系列中有裝,總之,目前世界上最大三個航空發動機聯合體就是通用電氣、普惠和羅羅!


然後還有俄羅斯,人家的禮炮公司(即莫斯科禮炮航空發動機聯合體公司)和留裡卡-土星航空發動機聯合體公司(是土星科學生產聯合公司和留裡卡設計局的結合體)還是可以的,禮炮公司有AL31F系列和99M系列發動機,留裡卡-土星聯合體則有117S以及AL-37FU發動機。雖然一直在說俄羅斯啃老本,發動機也沒啥創新,所謂的下一代發動機就是在前級型的基礎上大改,但是不管是不是老本,我們目前還比不上人家是真的,起碼現在我們還要跟俄羅斯買發動機不是麼?


▲M88發動機

至於法國,也是一個工業大國,造飛機、造航母啥的都還行,發動機也同樣可以造,陣風戰機上的M88系列發動機就是法國最新一代的航空發動機,當然,由於斯奈克瑪和GE公司之間有著不清不楚的關係,M88的技術基礎跟GE的F101發動機核心機GE9以及演化型E88脫不了關係,當然,這個沒影響,反正自己不用靠外界幫助能改能修那就是“自主研發”,至於我們國家,渦扇-15沒出來之前,撐門面的還是渦扇-10系列,渦扇-10比不得美英俄,法雞的M88還是可以比一比的,而且M88是中推,渦扇-10是大推,不過在技術成熟度上面,可能M88要有優勢!總之,我國的航發水平雖然在五常裡面不咋樣,但是碾壓五常之外的國家還是綽綽有餘的!


哨兵ZH


老的發動機就不提了,我國現役的主力戰鬥機使用的發動機也就是渦扇9(秦嶺)和渦扇10(太行)。



斯貝發動機

渦扇9主要是有英國羅羅公司的斯貝發動機仿製而來,搞了20多年終於將其國產化,基本上屬於研製成功就落後的狀況,已經難堪大用。

渦扇9

渦扇10研製更是詭異,核心機是美國的,又借鑑了俄羅斯的Al31發動機,又結合了自己的飛控。可以說是中美俄結合三國技術結合的產品,將三國技術融合在一起,做發動機難度可想而知。



渦扇10

渦扇10研製初是給殲10配套使用的,可殲10最終裝備的是俄製AL31,單發戰機對發動機的可靠性要求非常高,殲10沒有裝備,其性能可見一二。

不過渦扇10裝備在了國產雙發戰機殲11身上,最新改進型的渦扇10可靠性應該好了很多,不知道有沒有裝備到殲10C上面。



AL31

至於給殲20配套的渦扇15,暫時仍達不到標準,殲20至今使用的發動機還是AL31改進型,渦扇15的研製進度也決定了殲20數量和質量。

這種局面的根源,和我國航空工業歷史上不重視發動機有很直接的關係。建國以後,對於航空發動機的研製規劃,要麼就是非常保守的引進、仿製;要麼就是冒進的搞一個指標性能極高完全做不出來的型號,然後在挫折以後又越發的保守,更加不敢展開獨立自主的發動機研製立項工作。

要想達到世界一流水平,還有很長路要走。


工業之風


問到W君的專業問題了。

落後世界先進水平大約20-30年吧。

雖然目前矚目的WS-15峨眉發動機現在成功了,但是WS-15是在俄羅斯的R-79V-300矢量發動機基礎上吸收經驗和進行改進而製造出來的發動機。

雖然是中國航空工業的一次超水平發揮,但是自主研發全部知識產權的發動機在中國還是沒有辦法達到的。


中國發動機主要的問題集中在材料上。

發動機的葉片材料設計基礎過於薄弱。用在發動機上的葉片在發動機不工作的時候葉片的形狀尺寸和在發動機工作起來的時候是不一樣的。我們的基礎數據太少,因此在葉片材料的製作上存在巨大的差異,而且這個差異並不是靠引進國外發動機就能解決的。

簡單的說在常溫下的發動機葉片和在工作狀態下發動機葉片溫度相差900-1200度,金屬的熱膨脹和熱疲勞帶來的強度和尺寸變化規律現在中國的航空工業還沒有掌握。

而類似於F-22的普惠F119發動機或者F-35的普惠F135發動機的葉片在工作的時候可以恰到好處的延伸形變並不會降低設計效率,並且可以保持很長的發動機壽命。這點就夠中國的航空工業再研究20-30年的時間。

並且由於我們的殲-20或著說殲-10的保有量比國外的F-15、F-16、F-18的保有量要低一個數量級,那麼在實踐應用上所得到的數據就過於有限。因此在未來我國航空發動機的發展上還會有很簡單的道路要走。當然如果殲-20裝備2000架,而且保證每天都有大量的飛行訓練或飛行任務,那麼我們的航發就有足夠的基礎數據可供研究那麼在中國的第六代戰鬥機上天的時候或許航發就不是一個棘手的問題了。


軍武數據庫


關於我兔的航發水平,最大問題就是知其然而不知其所以然,所有的航發都沒有與自主設計有關的核心知識產權,也就是說核心機的原型機全部都是仿製或者參考國外成熟航發的。因此我一直認為祖國航發技術水平在世界上也就是二流墊底(個人觀點,航發第一梯隊:美國鬼子的普惠,通用電氣,英國佬的羅爾斯羅伊斯,也就是造豪車的勞斯萊斯;第二梯隊:老毛子俄羅斯,壽命太低,大修時間只有800多小時,美帝則有5000-6000小時,據說f119和f135正在往1.2萬小時大修時間狂奔。毛子發動機還有油耗高,冒黑煙,燃燒不充分的毛病;法國佬,法國佬的發動機可靠性能確實還可以,但是推力一直上不去,主要是缺乏相應的增加推力的技術和材料;處於這一梯隊墊底的我兔,材料技術和生產工藝這幾年有長足進步,但是毫無自主設計元素,祖國的航發核心機都是參考國外成熟航發搞出來的,像渦扇9秦嶺是英國的斯貝mk202,中推渦扇19原型是美國鬼子的F404,處於研製中的渦扇15核心機的原型則是毛子雅克141上的R179等等,但是據說太行的壽命通過不斷改進有大幅增長,大修時間近2000小時了,超過了毛子的原版三姨夫),但是技術層面卻不差,單晶渦輪葉片技術,葉片打孔中空散熱技術等都是實打實的成績,至於鬼子剛研發出來的xf91走的則是和法國佬一樣的“技術不夠材料來湊”的野路子,石川島播磨在製造xf91時不計成本,不要命的往渦輪葉片裡添加了昂貴的金屬錸,從而達到了渦輪前溫度1800°,使得推力達到設計指標,這種路子你在試做原型機上玩玩還行,量產機是要考慮生產工藝成本問題的,你讓鬼子去量產一臺試試看,它石川島播磨不很快破產那才是怪事!而祖國則和美國鬼子一樣,走的是渦輪葉片低錸甚至是無錸而用替代材料的路子,所以,從長遠角度來看,鬼子的技術不夠材料來湊的做法沒有發展性,而這也是法國佬發動機推力一直上不去的原因之一。


紫冥河


1.首先搞清楚,全世界能研發航空發動機的國家就五個,也就是安理會五常,美俄英法中,德國不能研發,日本不能研發(敲重點),光說製造德國、瑞典、烏克蘭、加拿大都行,但都是基於別國輸入的技術。

2.下面就講五常了。航空發動機分軍用與民用。世界航發三大工商美國通用、英國羅羅、美國普惠,後面四五就是毛子的聯合公司與法國賽峰了。美帝在這兩個領域都是遙遙領先的第一,甩開後面不是一星半點。英法在民用商用發動機方面實力較強,可與美帝形成競爭。軍用發動機領悟屬於五常中等水平,跟毛子的軍用發動機各有優劣。毛子軍用發動機算五常中等水平,商用就是渣渣。中國在五常中排最後,但近年軍用發動機突破較快,等過幾年渦扇15研製成功了,軍用方面跟英法俄基本一個檔次。民用還剛起步,任重道遠。


盧l2


水平還比較落後!

渦扇9就是斯貝發動機,上世紀60年代的技術!

渦扇10發動機,上世紀80年代的技術!

渦扇15正在研製,上世紀90年代的技術!

中國發動機技術這麼落後,其中有主觀原因,也有客觀原因。


客觀原因是中國沒有進行工業化,工業基礎太薄弱。發動機技術領域基礎為零,斯貝發動機的引進,拿到了英國的全套技術圖紙和設計資料。還得到了英國的技術指導,就是在這樣的情況下,仍然用了二十年,才完成了斯貝發動機的國產化。


渦扇10參考的是美國Cfm56核心機,從九零年代開始仿製,到正式批量生產也用了二十年,中間仍然得到了俄羅斯的技術指導。



渦扇發動機技術需要雄厚的工業基礎和技術積累,需要投入鉅額的資金,這些條件我們原來都沒有具備。

主觀上的原因是我國對發動機技術的不重視,把發動機的發展規劃和飛機的規劃混為一體,把發動機當作飛機的一部分加以對待。需要研製一款什麼樣的飛機,才根據飛機的性能要求,研製一款發動機。比如要研製殲十才想起來自己沒有渦扇發動機可用,於是渦扇10才匆匆上馬。而發動機的研製週期又遠遠超過飛機的研製週期,經常出現飛機有了發動機卻沒有的情況。殲十的渦扇10和殲20的渦扇15都是這個情況。


好在我國認識到了這些問題,已經將發動機當做一個系統工程來做。中國航發集團去年也已經成立,準備投入2000億的資金,來打通渦扇發動機的生產流程。即使有了錢,也要花很長的時間才能追趕上世界的先進水平,這東西不是突擊一下就能取得成果的,美國在研製發動機過程中走過的路,我們也要一步一步的走過來才行,要生產出美國f135這樣的發動機,至少還要20年!


一坑四彈


從技術儲備上看,美英經驗根基最厚,試驗設施最完善,法俄次之,有多年研發基礎,中國第五,短板太多,正在補齊。

從技術水平看,美國領先,不論軍用民用,都走在最前面,英國RR緊隨其後,民用與美國比肩,軍用因沒有需求,就沒有投入,法俄一步之遙,各有所長,法國在中小型上與英國有一拼,俄國主要集中在軍用大推力上,從壽命上看與英法有差距,中國基礎應用研究不足,經驗總結、理論成果轉化為技術較慢,與人才培養選拔,科技開發體制都有關係,在等下一個彎道。

從製造水平看,美國領先,英法緊隨其後,中國正在趕超俄羅斯。中國在材料、加工設備等一些方面上與西方有差距,有些甚至不如日本,不過中國在民用轉化為軍用上做的比較多。在降低一些性能指標後,也可以做出主要性能達到先進水平的產品。

以太行為例。中國沒有做核心機研究,(現在為了新型號還在補課),研製過程其實就是基礎應用研究過程,對出現的問題進行研究,解決。

只有積累了大量試驗數據,形成理論分析結果,才是經驗積累,才會對以後的研發起到參考作用。但是肯定缺少核心機的部分。這是技術問題。製造上,成品率,合格率是加工工藝水平決定的。直接影響產品成本。零部件質量水平也決定產品使用壽命。這方面基礎較差。還有就是生產管理,項目研發管理。對質量價格都有重要作用。計劃錯誤,過程反覆,都有影響。

說一千道一萬,只有拿出產品才有討論的意義。沒有型號產品,什麼技術都是浮雲。那就是沒穿衣服的人笑話別人的衣服上有破洞。


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