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三连二排的博客

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日志

 
 

中国航空发动机落后的原因  

2012-11-05 03:37:03|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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中国既设计了核导弹,又将航天员送上了太空,但仍有一项重要技术没有掌握。外媒称,尽管进行了几十年的研发工作,中国迄今仍然未能建造出一台可靠的、高性能的飞机发动机。 
 
发动机一直就是中国的软肋

从周恩来总理在世时评论中国飞机的“心脏病”开始,到现在50多年了。中国的发动机依然是兵器工业最大的软肋。

不仅仅是你提到的歼击机和大运的涡扇发动机,就是直升飞机的涡轴发动机,中型运输机的涡浆发动机,大型舰船的燃气轮机,中小型舰船和坦克的柴油发动机……无一例外,都是中国的软肋。航空发动机,更是软肋中的软肋。

与美国至少差距30年,什么意思,差一代到一代半吧。这个是事实,没有争议的。

但是另外两个问题就有争议了。一个是这样落后的原因是什么。另一个是,我们究竟什么时候能赶上去。其实这两个问题有内在关系的,搞清楚原因是什么,就更好判断什么时候赶上去。简要提供一些个人的看法,不一定正确。

落后的原因

一:底子太差

新中国建国时,工业基础太差。别说航空发动机,像样的工具钢都没有。要不是朝鲜战争,中国人用大量年轻士兵的无价鲜血去消耗美国的廉价钢铁,换来苏联人把涡轮喷射发动机的制造技术给我们,中国是不可能在1957年就能生产涡喷-5发动机的。

二:航空发动机工业的涉及面太广

虽然同样底子差,同样有文革的挫折,同样有改革开放的机遇,为什么航空发动机就是赶不上来?

对比之下,中国造电冰箱、电视,甚至造手机、雷达、火箭、飞船都慢慢赶上来了:洛阳光电展上曝光的歼击机最新航电系统直追F22,美国人看了也吃一惊;中国空空导弹专家悠然的说,我们距离美国人,也就10年吧,一脸的骄傲自满;美国官方认为,中国的空警2000,在技术体制先进性上超过了美国现有装备一代。真的,兵器上,我们很多东西距离美国的差距就是10年。什么意思,就是至少没有代差。

而航空发动机呢,差一代到一代半。

原因在于,航空发动机工业涉及的面太广了。

设计

当年苏联人先后给了中国涡喷-5(用于歼5)和涡喷-6(用于歼6)、涡喷7(用于歼7)的图纸、技术工艺资料和样机,但是有两样东西我们没有得到。什么呢?

一个是设计原理,就是这个发动机为什么要这么做,它的设计原理是什么,它的流体力学模型是什么?

另一个是设计实验数据,这个弯管为什么要用这种材料,别的材料配方行不行?弯75度,延长8CM,那么弯74度行不行?延长7.9CM行不行?正向偏差和负向偏差的后果究竟是什么,这个设计为什么就是最优的,最优设计中的安全裕度是多少?

没有这些东西,中国人在工厂里照猫画虎造出了涡喷5/6。有人就据此评论说,50年代,中国和美国人的差距也就是半代到一代怎么现在反而大了呢?包括你看到那篇文章,高歌说60年代我们和苏联差10年。呵呵,笑话。能造出来,并不代表能设计这样的发动机了,你的制造能力也许和人家差半代。你的设计能力差多少?不知道,因为你是零,没法比。

没有设计能力,别说设计新发动机你还是不会,就是对现有发动机改一改,你都不知道怎么改。中国原来仿造了那么多航空发动机,想提高性能,大多只能吃安全强度储备和寿命储备,是以牺牲可靠性和安全为代价的。而国外,在已有发动机整个结构不变的情况下,只做一些局部的小改进,就可以使发动机的性能有较大幅度的提高,5-10年下来提高到原型机的120%是很正常的,而且不影响寿命和强度。

没有设计能力,别说改,就是发挥现有能力都不知道如何下手。中国的歼6发动机涡喷6,全寿命只有100小时,被美国人讥笑为“一次性发动机”(同期美国人是1000-1500小时)同样的涡喷6,美国人拿到手,分析一下,重新装配,寿命高了一倍,高手啊。

材料和工艺

航空发动机的材料,上千种之多,从钢、合金钢、铝合金到钛合金、陶瓷、单晶高温合金……

生产这些材料,需要工艺。比如高温合金吧,定向凝固、单晶生长、粉末冶金、机械合金化、陶瓷型芯、陶瓷过滤、等温锻造,工艺多了。现在美国人第四代单晶合金出来了中国第二代还很少呢,30年的差距都是少说。

材料出来了,加工这些材料,也需要工艺。

比如发动机的叶片,最高级的要用采用:定向凝固无余量精铸复合冷却空心涡轮叶片——好难念的名字!相信我,那玩意的工艺更难。美国的空心定向和单晶合金叶片的生产加工合格率70%~90%,中国也就是30%~40%,有些型号甚至不到10%。工艺不过关啊。
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