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全球能造航空发动机国家仅5个,中国如何实现并跑?

电脑版   2020-11-26 11:06  

全球能造航空发动机国家仅5个,中国如何实现“并跑”?目前七大系列航空发动机、辅助动力装置和传动系统已经广泛配装于我国各类军用飞机、直升机上。更多的人关

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目前,全世界能造航空发动机的国家就是中美俄法英五国。中国虽然位列其中,但整体水平仍很落后。即便要“并跑”,也要苦干20年。至少目前我们还是追赶者和学习者。

图为国产最新型WS-15发动机

航空发动机是当今世界上最复杂、多学科集成的工程机械系统。研发一型航空发动机,通常需要几十年的时间,一到两代人的经验累积。航空发动机的研发需要巨大的资金投入,一台大中型先进发动机研制经费为几十亿美元,更先进的军用战斗机发动机可能高达上百亿美元。

目前来看,我国的制胜法宝是“举国体制”,是“小核心、大协作”的发展机制。“中国航发是中央管理的国有特大型企业,也是我国唯一的航空发动机研制企业,它的诞生本身就说明要以举国之力搞航空发动机。这是我们与其他国家航发研究的根本区别,也是我们最大的优势。

图为国产WS-10B发动机

我们可以看下我国WS-10航空发动机的发展历程感受一下航发的艰辛。WS-10原型是运用了上世纪80年代从美国进口的CFM-56航空发动机的核心机技术,但早期因为技术上的困难进展缓慢。直至2005年WS-10才接近原形机阶段,到2011年WS-10初步进入量产状态。仅仅是仿制一款航空发动机前后就用去了30年时间。

当然30年的时间也为我们打下了人才基础,锻炼了技术队伍,找出了科研方向。目前,我们最新的WS-15航空发动机也即将定型量产。

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中国航空发动机要达到世界第一流水平,需要时间,但是更需要只争朝夕的斗志,不能对国产航空发动机全是批评,最终导致失去资金注入,必须要保障他们处于不断的人员补充和资金投入之下。

图为维修人员正在检修太行发动机。


诚然,世界上可以制造航空发动机的国家并不多,能造出战斗机使用的大推力航空发动机的国家更是只有三四个,幸好我国还是其中之一,太行发动机以14吨的推力支撑起我国航空发动机的门面,但是这并不够,我国还需要更多、呈系列化的高寿命、高推比、高效率发动机,这三高技术必须要取得突破,因为只有在这三个方面突破之后,才能将推力进一步拉高。

图为太行发动机的涡轮盘,涡轮盘是发动机最难制造的部分。


我国目前研发中的涡扇15发动机已经和目前世界上最先进的战斗机航空发动机F135站在一个水平线上,但是在寿命上仍然差距较大,主要原因在于材料关难以突破,我国急需要依靠先进的材料去突破基础科技的关口和瓶颈,但是这对于我们而言有着一个困难,那就是在加工不够精细的现在,是否上了材料就能够解决所有问题?

图为静态展示的太行B发动机。


发动机是一个综合科技门类,要让航空发动机站在世界最高水平上,首先必须要有整个工业产业的高技术水准,太行发动机刚刚服役的时候,因为加工问题导致了经常出现故障,时不时还会很不稳定的出现喘振现象,这都是加工不够过关的表现。不过随着2012年太行复飞,我国在航发领域已经日臻成熟,很多过去忽视的基础系统都已经查缺补漏,大发展的道路已经铺平,就看创新了。

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感谢南周友赏识!

发动机行业,是世界工业技术最复杂,最尖端的行业之一,没有几个国家能力涉足其中。正如南周友的关注一样,国人的大部分关注重点,已经不仅仅中国的五代机和航母。中国的动力——发动机已经成为国人关注的焦点。特别是航空发动机这种决定未来祖国天空安全和经济利益的航空发动机,一直是国人心中一种隐隐的痛!

那么我国航空发动机发展目前处于什么水平呢?何时能够和美俄英法并驾齐驱呢?笔者认为是在十年之内,骨干项目上必能与别比肩或有局部小超越,而在尖端项目上,例如超燃发动机项目,可变循环发动机项目上,如今中国和美国已经共同站在了世界技术的顶峰之上!

目前,小涵道比的涡扇15已经接近于定型投入量产,它的各项性能虽不是世界最尖端,但也与之相差无几,各有千秋。用不上半年将会首先成为歼20等各型新锐战机的强大心脏,让它们驰骋于万里长空,横扫千军如砍瓜切菜!

大涵道比的长江20也在密集的试验与改进之中,二O一九年中有希望与中国的运20结合,为我国攻防兼备型战略空军建设补齐最后一块短板。而基于″长江20"发动机技术的基础,民用大飞机发动机将迎刃而解,水到渠成。届时,不但中国这个庞大的民航机市场上飞满C919、929……,还将进军国际市场,让中国的航空工业如中国高铁一样遨翔世界天空!

而直升机专用的涡轴发动机,中国与世界的差距,中型机方面已经不大,只在大型机方面还有很大差距,在这方面,俄罗斯人优势明显。目前我国正与其密切合作,研制开发大型直升机。中国在此期间,通过引进消化吸收,会逐渐掌握这项技术,加上中国在电子,信息,人工智能领域的优势,相辅相承,优势互补,相信中国在这项.技术上近期也会有大突破,最终青出于蓝而胜于蓝。

另外,在无人机领域,风影、云影、翼龙、彩虹等机型釆用的涡扇发动机已经跻身于世界一流水平,将其结合于未来我国超燃冲压发动机的发展,以及近期高超声速飞行器的七次成功试验,不夸张地说,领先世界,指日可待!

目前中国在可变循环空天发动机方面的研发进展迅速,结合超燃发动机的技术积累,有望于二十年内获得成功。在中国遭受最后一次大规模入侵后百年之际,我国战略空军将会获得一个系列真正可以全球作战的空天战机。它们将独步天下!傲视列强!也许到那时,传统航空发动机只能为低端装备与空天发动机形成高低搭配,共同守护我掘起复兴的中华民族的利益边疆!

到那时,还有那个挨过二次痛扁,仍然傲慢无礼的强盗、那个曾经对中国人民犯下滔天罪孽而拒不认罪悔罪的小鬼敢于轻起战端,就算它们逃到天涯海角,九宵云外,虽远必诛!

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世上的航发强国就只有4个,美英俄中。航发巨头也只有5个,美国独占两席,普惠PW和通用GE,英国一家罗罗RR,俄罗斯一家联发集团OAK,中国于2016年整合为一家航发集团AECC。

致于以前说的5个国家,可能包括了乌克兰的马达西奇公司,现在正濒临破产边缘。

航发被誉为航空工业王冠上最为璀璨的宝石,集中了最为尖端的制造,若问我们何时能追平,人们就想知道一件事,会在哪一个时间节点。

个人依据目前技术水平判断,参考研制进度,加上庞大的市场需求,以为2035年即可全面实现追平的目标,在2030年以前全部可满足自己需要,2025年前大部分满足需要。


目前的水平,在材料和工艺上基本达到了使用水平,各种型号正在紧锣密鼓地投入实验当中,个别急需的型号,如三代军用大推,第三代涡轴发动机等,相继投入运用,已挤身发动机研发大国行列。可能多少人不知道,在部分材料研制上,我们还处于引领的位置。

看进度。以第四代军用大推为代表,多个型号的工程实验已近尾声,运用近在咫尺,投入运用的那一天,可以证明一件事,急缺的目标型发动机,已大幅度地赶将上来。还不是全部型号,但理清了研发机制,人才队伍不断在壮大,资金有持续投入,在确保现有型号应用的同时,后续相关核心机研发同时在进行,比如六代机的第五代发动机,以及大飞机装配型号。

有市场。按一般规律,没有庞大的国内市场做保证,再大的国际公司,会随着各国技术的不断进步,变得会难以为继,我们不同,人口为最多的人口,经济正在图强的我们,自有越来越繁荣的市场做保障,足以保证发动机研发效益。

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能造航空发动机的可不止五个,15个25个甚至35个都有可能。

目前有能力研制(不仅仅是制造)涡扇发动机的国家有七个——美英法俄乌中日。如果是制造,起码还有瑞典的沃尔沃。

研制大推力(10吨以上的)发动机的公司有八家公司——通用电气、普拉特-惠特尼、罗尔斯-罗伊斯、伊芙琴科-进步、库兹涅佐夫、索洛维也夫、NPO-土星(留里卡)、中国(沈阳和西安),和两家国际联合(EA、IAE)。EA是GE和PW合作的,,中国是两家,总共是十家公司。

中推力涡扇发动机有法国SNECMA、俄罗斯克里莫夫、日本石川岛播磨、CFM(GE和斯奈克玛)、欧洲喷气(EJ200)。中国目前没有成功的型号。

小型涡扇发动机推力一般低于30kN,用于导弹、教练机和公务机。有美国的霍尼韦尔、威廉姆斯。

中国很特别。其他国家都是能研制小推力发动机,不能研制大推力发动机。中国相反,大推力发动机先成功,中小推力越小越差。这说明中国的发动机是计划导向型发展道路。也反映出急功近利的毛病。

其实中国发展中小推力涡扇发动机可以利用成熟的涡喷六、涡喷七进行改进。只要油耗降低了就可以,即使比现有的其他国家发动机高,也是可以接受的。

涡喷六油耗104kg/h·kN,RD-93是75kg/h·kN,中国达到80kg/h·kN也可以接受。不加力30kN,作为L-15的发动机完全足够。

涡喷七油耗97kg/h·kN,AL-31是88,改涡扇后降低到80kg/h·kN应该说不难。不加力40~50kN,这就是涡扇中推。可以满足枭龙、骨头鹰需要。

即使是从斯贝的高压核心部件开始改进、研发,起点也是比苏联高的。AL-31就是AL-21加风扇。油耗没有什么变化。

法国的阿塔就是在德国宝马018(003)基础上发展的。 中国目前正在开展核心机的工作。只要用心去做,不急不躁,就一定会成功。

航空发动机除了涡轮发动机之外还有活塞发动机。就说涡轮发动机美国就好几家,加拿大也有加拿大普惠,德国、西班牙、瑞典、波兰、捷克、印度、日本也能造涡轮发动机。

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图为航空发动机的透视图,可以看到密密麻麻的叶片


我们都知道,航空发动机是工业皇冠上最耀眼的一颗明珠,一般国家根本就没有能力研发先进的航空发动机,大家都知道航空发动机很难,难在什么地方,主要有以下几点,设计难,金属配方难,生产工艺难。


图为发动机叶片零件,可以看出其工艺十分复杂,还要保持极高的一致性


航空发动机由于其恶劣的工作环境,单一金属无法满足其使用环境,一般航空发动机的叶片都是特种合金做的,什么样的合金?怎么配的?这些都是绝密。合金的好坏直接影响发动机的性能和使用寿命。


在者就是生产工艺,有的叶片是中空带气室的,如何让叶片里面的中空完全均匀,保持一致性,这非常困难。因为一台发动机有数百枚大大小小的叶片,串列的布置在轴上转动,加上每分钟数万转的高速,对每一片叶片的一致性都有极高的要求。其次就是发动机的设计,这个反而到不是最重要的。毕竟理论大家都懂,但是最后却是靠成品的性能说话的。


图为先进发动机测试,要想承受高温等严酷环境,必须要有好的合金材料


目前全世界能独立研发生产先进发动机的只有美国,英国,俄罗斯,法国,以及中国。中国用什么办法才能超越或者是达到最先进的性能呢?只能靠体制,举国之力投入研发,而这也是我们现在已经开始在做的。

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谢谢邀请。全球能造航空发动机的国家有中美俄法英5个国家。你可知道新中国研制的第一台发动机是台活塞发动机,它却大大提升了国人的志气,因为新中国也能生产航空发动机了,这本身具有划时代的意义。

在第一台发动机问世之后,满怀激情的航空人仅仅用两年时间,又制造出新中国又一台喷气发动机。之后涡喷/涡扇发动机的研制成功,则奠基了中国航空发动机工业,造就了几代的航空人才,推动了新中国整个航空事业的发展和进步。

中国如何实现"并跑"

航天发动机对整个航空工业起到决定性作用,是保证国家安全,彰显強国地位的航空武器装备的"心脏“,也是民用航空发展的重要推动力,涉及的产业链长,覆盖面广,对基础工业和科学技术发展有巨大带动作用和产业蝠射效应。

未来如何爬坡过坎

1,信息手段首先抓设计,"十三五"末基本建立航空发动机研发体系。否则难以赶超世界水平。抓好设计,不仅要建立标准,固化流程。

2,抓生产制造环节,要实现制造和智能等先进管理方法应用,供应商管理既要遵守市场经济规则,也要加強集团层面的宏观管控;服务保障环节必须满足武器装备使用需求,实现服务增值。

3,补短板,航发人有决心。万事开头难,最大短板是规划,规划落实之后是制约我国航空发动机的主要因素,发动机力争达到国际先进水平。目前在缺人才、缺技术、缺经验、缺材料、底子薄这样的逆境下要成为造出航空发动机的強国,中国正在一步步追赶着航空的发动机强国的脚步,大约还需20年时间来实现"并跑″。

同时,中国航发将加強起步较晚的民用发动机的自主研制,争仅让C919等民用飞机早日用上"中国心"。

自2017年起,中国航发在全集团实施"铸心"工程。心,既代表发动机航空动力之心,也代表航天人的协心同力,前者的硬实力离不开后者的软实力。中国航发党群工作部党建工作处处长龙枢表示,新机交付率的提升,制造周期的缩短离不开集智聚力的"铸心″工程,今后更加牢记使命,全心托举航空动力"中国心″。

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我们的科学家正在呕心沥血的研究发动机技术。学习新知识 实验新成品。慢慢的不久的将来我们一定会进入世界先进行业,航天发动机涉及的技术很多。小到一个发动机叶片都有很高的科技技术含量。所以要相信我们国家的科学家,并跑的目标会实现的。如何实现 你静静地等就好了。

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实现所谓的并跑,恐怕还需要很多年的积累,英国是现代工业革命的开启者,美国也实现完全机械化多少年了,法国也是老牌的工业帝国,俄罗斯也有非常好的工业基础,还得到了德国的大量人才和设备支持,在二战前实现了完整的工业化,而我国从1950后才开始在前苏联的支持下进行工业化,现在也没能完全实现工业化。

就算这样只有美英的航发称的上一流,俄法称的上二流,我们算三流吧,其它国家没有研发航发的能力,能组装航发的国家也在二掌之数,毕竟航发被誉为工业皇冠的明珠,美英发动机靠早期研发的积累和二战以后投入的大量资金,经过几十年的欣累造出可靠的动机。

法国和俄罗斯也可以造航发,法国的航发比之英美落后了不少,当年1978年的F404发动机美国造出来的,在1990年阵风飞机试飞用的发动机用的是F404与M88的组合,可以看出法国的发动机比美国落后不少,大推力民用客机更是造不出来,幻影2000所用的M53推力不到10顿,推重比为6。而同期的F15用的发动机为11顿,推重比为8。差距可以看出来。

俄罗斯发动机以前军用发动机跟美国相比不超过5年但前苏联解体后无力继续支持航发发展,俄罗斯的大推力发动机在寿命上要差上二倍左右,推重比也要差一些。大推力民用客机发动机以前苏联举国之力发展了几十年才刚刚挎过20吨的难关后前苏联又解体了,现在俄罗斯比美国在航发技术至少差20年。俄罗斯的AL31-F117s吹的是很厉害,但这种级别的发动机美国一九九几年就有了,而且可能更好一点,策第四代大推力发动机1995就装机试飞了,俄罗斯的AL_41十八吨的发动机还没服役。

我国的发动机比法俄还差一些.涡扇10是中国首个自主研发的大推力发动机,,该发动机从1978年立项,在2005年才完成了国家级设计定型考核,在涡扇十A装机发发生了喷零件的事故,导致飞机大批停飞,直到2016才算可堪一用。

飞机发动机的研发是个水滴石穿的工夫,任何一款发动机的发展都是一点一滴改进而来的,要在长时间使用中发现问题,解决问题,这方面任何一个国家都不例外,美国F00发动机1976服役,直到1985年才算牲能稳定。中间导致F15的停飞,苏27所用的AL31研发用了12年,装备5年后才通过验收。

任何一款航发的研发要用去几十年的时间和国家的人才,材料设备,设计能力来说话,希望我国的航发能够稳步提升,军用发动机赶上还是有希望的,民用客机动机要靠时间积累了,毕竟美英有几十年的客机发动机研发经验,我国还没一款可以装机的客机发动机。

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中国航天事业在改革开放后的几十年来,发展的还是比较快的。航天器的驱动力是航天发动机,如何提升它的速度和载重量,是航天人攻关的技术瓶颈,如果在理论上和试验室能通过,用在实际操作却并不是那么回事,往往会出现意想不到的问题,所以说航空发动机也是一项尖端科技,需要研制开发磨合的时间。目前,中国自主研制的航空心脏已经批量应用在多种机型上。虽然在技术上还有很长的路要走,但是照这个速度发展下去,中国实现与发达国家"并跑”,甚至超过并跑的极限速度也并不难。

航天事业,展现一个国家的综合实力,在发展中不断有新的探索。如美国要实现火星登陆计划的“等离子航天器”,还有的科学家提出“曲率航行”的构想,如何用较短的时间跨越时空,实现星际航行的目的。在原来的基础上,不断有新成果问世。

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