要知道我国的航空发动机为什么这么落后,那么首先得有一个清楚地概念。 那就是什么是航空发动机?
要知道我国的航空发动机为什么这么落后,那么首先得有一个清楚地概念。
那就是什么是航空发动机?
就是这个,飞机上用的就称作航空发电机,包括战斗机、客机、私人飞机,只要是飞机用的都叫做航空发动机。
因为其制造难度和技术门槛实在太高,也被称作人类的“工业之花”。
而还有一个名称相近的发动机叫做航天发动机。
这是用在火箭发射上面的,是用来飞出地球用的,虽然名字相近,但是内里相含差了太远,大家不要搞错了,今天要谈的是航空发动机。
弄清楚航空航天的概念后,我们先接收一组数据。
目前为止,全世界范围内,拥有正在服役的第五代战机的国家,有且只有一个:美国。
先说美国
服役型号--F22猛禽战斗机以及F35战斗机,于2000年开始正式服役。
而我国的歼二十战机尚且在实验阶段,正式服役可能要到2017年,与F22相差十七年,现阶段,美军在2009年就已经开始第六代战机的服役实验与准备。核心机的研发已经到了第七代。
最重要的一点是,我国的歼二十,即使正式服役以后,能否超越F22的性能还是一个未知数。
为什么差距会有这么大?核弹我们追上了,高楼大厦我们追上了,高铁我们更是超越了,而真正的大国重器却依然差距如此明显呢?
这就不得不从航天发动机开始说起了。
其实从三代战机开始,在速度上就有了一个明显的要求:超音速巡航。然而,需要稳定达到这样一个充满爆发的速度,对发动机的要求可谓苛刻。
其实说起航空发动机的原理来,大家一看就明白,无非就是利用发动机扇叶转动产生的推力来推动整个飞机前进。
再仔细观察发动机的扇叶,大家就会发现,相对于巨大的飞机来说,扇叶看起来是如此的轻薄,如此的秀气。
而就是依靠这样几片看起来又轻又薄的扇叶,要产生能让整个飞机持续飞行甚至超过音速的动力,这种感觉就像是一个大汉用枪头顶着汽车前进,颇有杂耍的感觉。
上图是苏27的AL—31发动机,其风扇直径不到900毫米,整个风扇每秒承受的推力为12.5吨,期间还有异常严酷的高温高压考验。
我想这样一说,所有人都会明白航空发动的制造难度了。有时候,不仅仅是设计上,技术上的问题,即使美国人把图纸扔过来,然后手把手的教着你,但是你能不能生产出能符合品质的铸造原料还是一个重大的问题。
目前阶段,全世界拥有制造顶级航空发动机的公司只有英国的罗罗公司以及美国的普惠(不是惠普)和通用。
这是一个真正的垄断行业。
上图为F22猛禽战机的心脏,喷射出来的火焰就像极光一样美丽。
说回我国
说起我国的工业史,一向是靠山寨起家,也就是先买来别人的,然后在拆开来学。在很多个领域,依靠这样的死办法再加上无数无名英雄的勤奋努力,一步步追赶了上来。
但是在航空发动机领域,这个办法简直寸步难行,为什么这么说呢?
航空发动机这个“工业之花”,应用层面上有各种最新的理论、最新的材料、最新的工艺,不像以前的造汽车造摩托车,把图纸搞到手,就是靠着人工叮叮当当也给你敲出一辆来。
甚至,在没有厂商的指导的情况下,就是连拆,也拆不开!更别谈仿制超越了。即使是强行仿制了,吃不透别人的技术指标,做不到不差一毫米的材料工程,最终也只会害自己。
在这个方面,我国是有惨痛的教训与例子的:
上图为我国自行研制的“太行”涡扇发动机,其实就是仿制的通用公司的CMF—56。
“太行”在05年就完成了仿制工作,但是其应用的9年以来,各种问题不断,最后只好用在双发的歼十一上,而单个发动机驱动的歼十依然是采用俄制AL-31发动机。
在军事上,我国向来是不遗余力的,各种项目的研究也是进度非凡,但是面对人类的“工业之花”,这次没有了任何的捷径可走,既然这次无“寨”可山了,那就铁了心自己造吧!砸银子,花功夫,再多的钱花在这个上面。
说说俄罗斯
其实航天发动机这颗“工业之花”不光是国人还没有摘下来,就算是有着前苏联强大工业基础的俄罗斯,现在也不过是五十步笑百步。
苏联人造发动机和美国人早发动机其实最初在技术底子上是相差无几的,但是由于理念的不同,导致现在走上了一条不归路。
美国人制造发动机,考虑了翻修期和寿命,生产武器不计成本,精益求精,不怕最贵,但求最好,所以美国有很多天价武器装备,而且都是做工精良,技术先进,使用寿命也很长。
可是苏联人根据二战的经验,发现坦克和飞机的实际战场寿命往往只有几十到一百多个小时,然后就被摧毁了,所以苏联人设计武器的理念很简单。
这一百个小时发动机不要歇火就行。
苏联人揣着这个信念一直在更新换代着他们的武器库,等到他们发现第三次世界大战遥遥无期时,他们的武器研发已经点错了科技树了。
▲图为前苏联废弃飞机
而到那个时候,苏联人的飞机研究到了什么地步了呢?
据说苏联人的飞机和美国飞机不同的地方是,在苏联飞机的燃烧室旁,分别挂了两个瓶子,一个是汽油,一个是纯氧。
最初美国人不明白这是干啥用的,于是派去了间谍,间谍回来以后带回的情报让美国人大吃一惊。
因为苏联人设计的发动机有个毛病,那就是容易熄火,尤其是发射导弹以后熄火率达到了百分之九十。于是便有了发动机旁装两个瓶子的设计,这两个瓶子是在飞机发射玩导弹熄火以后重新给发动机点火用的,据说点火成功率是百分之百。