为什么我们战斗机发动机可以自己造,民航发动机却不能?
军用发动机和民用发动机各有各的特点,说不上谁更加优秀。
先解释两个词语:
1.发动机有一个关键知识叫涵道比。涵道比(bypass ratio),也称旁通比,是涡扇发动机外涵道与内涵道空气流量的比值。
说直白点,可以理解为发动机的口径大小。因为涵道比大,发动机叶片大,推力就大,耗油量就低,但是加速性能就差。涵道比小,叶片小,导致加速性能好,但是需要更大的转速才能保证足够推力!所以大远程运输机和旅客机使用的涡扇发动机,其涵道比为4~8,甚至更高;空战战斗机选用的加力式涡扇发动机的涵道比一般小于1,甚至可小到0.2~0.3。
中国的运-20原型机使用进口的俄罗斯的D-30KP2发动机,随后会采用成都发动机有限公司仿制的涡扇18(WS-18,D-30KP2仿制型号)发动机。其最大推力为12.5吨,涵道比2.42,翻修寿命3000小时。伊尔-76MD-90A是最新款的重量级运输机,2012年9月22日首飞,采用PS-90A-76发动机,其最大推力达到14.5吨,原因之一就是加大了涵道比。涵道比为4.60。
2.核心机。核心机,为缩短新机研制周期、提高可靠性或发展各种类型的燃气涡轮发动机而研制的由压气机、燃烧室和涡轮组成的发动机核心部件。
世界发动机别看大小,长短,甚至使用的东西不同。但很多发动机核心机是相同的。以美国通用的GE9发动机为例。GE9为核心机的发动机可谓遍布海空。GE9核心机先是繁衍了B1B战略轰炸机的F101加力式发动机,推力达13.8吨。1971年与法国赛峰公司以F101发动机的GE9核心机研制了世界上最畅销的10吨级大涵道比涡扇发动机CFM56(用于世界产量最大的客机波音737,空客320)。然后以GE9核心机研制了F110涡扇发动机(用于F15),此后GE公司还以GE9核心机为基础研制了F404涡扇发动机(用于F18)、F414(用于F18E/F)、F108(用于B2)、F402(用于A12)等发动机,还以GE9核心机发展了美国军舰的燃气轮机LM2500。一个核心机延生出来11种发动机。
下面对比两种发动机:
1.军用战机发动机。
特点:推力大,机械性能好,寿命无太大要求。中国军用发动机和美国差1.5代,和俄罗斯差0.5代。导致我们发动机一直偏小。为了加大发动机推力,不得不降低了很多其他性能。机械性能不能下降,否则空中出了故障就糟了。我们的涡扇10发动机就是这个原因被取消了。中国在结合俄罗斯发动机后的涡扇10A才勉强解决机械性能的问题。
那么中国在不影响发动机推力的情况下,什么性能可以容忍呢?发动机寿命。发动机到达寿命以后怎么办?换发动机呗!J20前期研发采用俄罗斯发动机,第一批使用涡扇10C,未来预计使用涡扇15发动机。
中国发动机寿命通常1500小时,最近才突破3000小时。美国在上个世纪90年代就达到了3000小时,目前已经经过5000、8000小时,达到了10000小时。
这就是我们军用发动机现状。
2.军用运输发动机。
根据我上面说的大家可以发现,军用运输发动机其实最大的特点就是涵道比设计。核心机可以直接使用军用战机发动机。所以中国目前正在围绕军用发动机设计运输发动机。一旦成功就会取代运20发动机。
3.民用发动机。
中国能不能研发民用发动机?能!中国民用发动机安全吗?安全!但是民用发动机最大的要求就是寿命。3000小时面对10000小时差距太大,会导致民航航线成本上升。民航压根不会买你的。所以中国的C919也不得不使用美国通用的发动机。就是上面那个的最新型号。由于民用的缺乏,导致中国发动机公司也没有兴趣研发民用发动机,这又反过来导致中国民用发动机差距越来越大。
如果美国能够禁运中国发动机,那么中国会马上上马自己的发动机。假以时日,中国发动机就会崛起。这要看川建国同志的能力了!
为什么我们战斗机发动机可以自己造,民航发动机却不能?
军用和民用的区别是,军用不计成本,只要推力足够就可以,民用要考虑到经济效益,从发动机方面去说,不管是汽车的还是飞机的,或者说是火箭的,我们的发动机技术只能排到第三当左右的位置,这个是不是让人很无语呢,现实却是这还算是比较好看的数据了,我们现在主力飞机使用的发动机基本上都是前苏联的技术,而且还有不少直接购买俄罗斯的,这是军事上面的发动机。
我们再来说说汽车发动机,现在我们国内的汽车发动机其实水平真的不咋地,不要看现在国产车发展的还不错,但是从核心去看大量的购买了国外产品回来组装,是我们不会制造发动机吗,其实并不是这样的,而是在材料上面不过关,不只是在民用的上面,就算是军用的也一样,痛点就是在材料上面,而材料技术恰好是基础无理化学的一部分,只有强大的化学物理基础才能做出好材料。
言归正传军用航空发动机,我们自己研发了几十年,进步是有的,技术基本上来自苏联,现在的飞机轮船发动机技术基本上都是从乌克兰获取的,只是进行一些现代化技术的修改测试,现在的问题在于我们的发动机材料上不过关,导致发动机寿命短稳定性不高以及推力偏小等等,解决发动机技术问题,必须要解决材料问题。
油耗大小跟发动机的推力有一定的关系,民航客机发动机的难度并不比军用的差,民航在推力上的要求虽然没有军用运输机那么高,但是其实也差不了多少,而且在节省油耗增加航程上面,民航客机发动机的要求远超军用飞机,研制起来的难度一点都不比军用的低,也就是说如果军用的研发成功了,做一些修改以后,其实也可以当做民航客机发动机使用。
并不是说什么没有市场需求,这些其实都是自欺欺人而已,不是没有需求,而是搞不出好的稳定性高的出来,毕竟民用的是拉人的,每天都是无数条人命在上面,发动机的安全和稳定性不是军用的能比的,看看国产客机的进展就会发现,绝大多数核心技术零配件都是购买国外的,这就是说明了问题,不是不想国产化,而是技术上面的原因短时间根本满足不了,军用的突破了在军用的基础上在来研发舒适性更高的民用产品就不是什么难事了,现在还需要努力一些,脚踏实地的埋头苦干,少吹牛皮多干事实,科技没有捷径需要一步一个脚印,所谓的弯道超车其实就是自欺欺人。
为什么我们战斗机发动机可以自己造,民航发动机却不能?
这个问题的答案很明确:战斗机发动机和民航发动机,其实我们都能造。只不过,军用产品和民用产品有天然的区别。军用产品事关生死存亡,要先解决有没有,再解决好不好,最后考虑一下经济性。而民用产品除了使用安全,最重要的就是考虑经济性。这一点,我们和外国先进水平差距太大。
航空发动机被誉为工业制造产品皇冠上的明珠,它之所以有这么高的地位,就在于我们对它的变态要求:在超高温、剧烈震动、超高速运转的情况下,要安全、稳定、省油地运行数千个乃至上万个小时。
根据媒体报道,数年前,我们制造的军用发动机平均寿命只有600个小时。而俄罗斯比我们好点,毕竟有苏联的老底在那儿,他们生产的发动机平均寿命有2000到3000个小时。而美帝的军用飞机发动机,寿命长达8000小时以上。
随着我国前期科技投入和军事装备研究投入的持续增加,近几年可以看到一些先进装备的爆发式出现。而战斗机发动机,我们据说也能达到俄罗斯的寿命水平,能够超过两三千个小时了。
其实网上搜一搜就可以查到,美国普拉特惠特尼公司的航空发动机和通用电气公司的航空发动机的原理图。这就表示,发动机的设计其实没有太多的秘诀可言。关键的核心在于先进材料的研制,我们还起步太晚。当然,所有零部件生产出来,装配的工艺也非常重要。
英国劳斯莱斯公司生产的航空发动机广泛应用在很多民航客机上。网上应该可以搜到英国人自己拍的纪录片,记录劳斯莱斯生产航发的工厂是如何生产出一台民航发动机的。其中有一段,发动机叶片的材料要送进车间进行高温加工处理,进入车间之后就没有拍摄了。这说明,那一段就是人家的核心技术,绝对保密不能外传的。
因此,回到问题,我们不是不能生产民航发动机,只是生产出来了,寿命没有国外先进产品那么高,单个推力没有人家的大,燃油性能没有人家那么省油,可能最后安全性能也比人家的差一点。这样一比较,那几家不多的生产民航客机的大厂,当然不可能采购我们的民航发动机了。那么,我们的民航发动机卖不出去,也就谈不上去生产了。
这么多年以来,除了俄罗斯,主要西方国家对我们都采取军事装备禁运,我们就无法从西方获得军用飞机和发动机技术。这样反而能够促进我们自己研制,然后用自己的。这样的好处就是,虽然我们现在生产的不够好,但是由于一直有人买、一直有人用,就能持续改进、快速迭代。
反而是民航发动机,我们自己生产的没人用,进口的也买得到,那就干脆不要买自家的,直接进口别人的。这就和我们的燃油汽车产业一样,反正合资也能过得很滋润,就没有自己研发的动力。
因此,哪天川总联合欧洲朋友一起把我们的民用航空发动机,甚至民航飞机一起禁了,那反而能够帮助我们自己的民航客机和发动机产业一飞冲天。现在有进口的,自己研发的就不知道哪年哪月才能赶得上人家的水平了。
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为什么我们战斗机发动机可以自己造,民航发动机却不能?
军用发动机造出来一年也飞不了几次,可以藏在库中骗骗领导,有领导视察再拿出来发动发动,短时间飞行问题不是太大,但作为民航发动机就不同了,需要天天长距离飞行,要是质量、燃油经济性和安全性不好问题很容易显露出来,从而也就失去了商用价值。
为什么我们战斗机发动机可以自己造,民航发动机却不能?
都不能自己造
为什么我们战斗机发动机可以自己造,民航发动机却不能?
航空发动机是现代工业技术的大集成,涉及到几十个门类体系,对工业化、电子信息化水平要求非常高。西方发达国家在这个方面掌握着先进的核心技术,而中国的航发研制起步太晚,加上西方的技术封锁,自己的工业化水平落后,设计理念也比较落后,这一领域和美、英等国的差距很大。直到十几年前,中国的航发水平还是比较落后的,不过近十年来随着技术突破和工业化水平提高,中国已经明显缩小了与西方的差距,包括军用大推力高推比涡扇发动机、矢量控制技术、高性能材料技术等等可以比较接近西方的水平,而且可以量产装备。民用航空发动机和军用发动机在任务特性等方面有些不同,但是核心上没有太大区别,掌握了军用发动机技术,也可以研制民用航发,现在中国正在搞民用航空发动机研制。应该说现在比西方先进水平还有差距,但是差距正在缩小。
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