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Military版 - 为啥中国航空发动机落后?看完沉默了 (转载)
相关主题
为啥中国的航空发动机技术落后?【一】【二】中国的发动机主要是不耐高温
为啥中国的航空发动机技术落后?别以为廊坊只有五毛。其实还有最新全自主航空发动机
效仿外国靠民企解决中国战机心脏病可行吗?歼20发动机揭秘!
效仿外国靠民企解决中国战机心脏病可行吗?中国成功测试矢量航发为何不能随便用
俄称将丧失最大客户,中国航发攻克最后一个难题大家都知道中国这些年的军事科技发展的非常快
日本罕见走在中俄前面?高调展示五代机专用航发就在中国积极研发涡扇
中航工业涡轮院攻克涡扇-15发动机叶片研制难关火力全开!歼20到底要装备多少架
谁给科普一下这个飞机发动机制造的难点究竟在哪里?中国航空发动机现在处于什么水平?这里告诉你答案
相关话题的讨论汇总
话题: 发动机话题: 涡扇话题: 涡轮话题: al话题: 叶片
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x*****o
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1
【 以下文字转载自 Military2 讨论区 】
发信人: zhonghangyue (中行说), 信区: Military2
标 题: 为啥中国航空发动机落后?看完沉默了
发信站: BBS 未名空间站 (Sat Jun 6 22:21:14 2015, 美东)
http://i.miercn.com/201506/thread_464391_1.html
发帖者:TOM上将
发帖时间:2015-06-04 23:47
为啥中国的航空发动机技术落后?
中国的火箭都能到月亮了,国产民用大客机也开始发展了,四代战机也诞生了,为
什么战斗机上的发动机一直不能国产化呢?
这个世界上能自行制造第三代战斗机的国家/地区有12个
(暂不算配套航发 按制造地区计 按服役计 按中国战机世代划分 美俄中瑞法欧韩
日台印 还有按照wiki标准我很不要脸的把巴基斯坦和伊朗也算上了 请拍砖)
能自行制造核武器的国家有9个(美俄中英法印巴以朝)
能自行制造洲际弹道导弹的国家有5个(美俄中英法)
能自行制造大推力军用涡扇发动机的国家有3个(美俄中)
能自行制造大涵道大推力高性能民用涡扇发动机的国家则就只剩2个了(美英:GE
罗罗 普惠 或者我打肿脸再撑死算你一个IAE)
(我知道以上标准里争议太多 咱可以评论区慢慢讨论请轻拍。。)
大涵道比涡扇发动机
可以很直观地看到 在这个残酷竞争的人类金字塔上 中国目前距离塔顶还真是有段
距离的。
工业之花-人类工业皇冠上的明珠:航发-涡扇航发-大涵道大推力高性能高可靠度
涡扇航发。可也同时是我们目前怎么绕也绕不开的心脏病。
一、航发为什么这么难?
想象一下,苏27的AL-31涡扇发动机最大加力推力是12.5吨,2台AL-31可推动苏27
以超过2倍音速飞行。但AL-31的风扇直径不到900毫米,涡轮直径不到300毫米;基本物
理学原理,力是相互作用的,也就是说这么小尺寸的风扇、涡轮反过来要时刻承受着12
.5吨的力。
形象一点说,大家应该都看过壮汉用喉咙顶着钢枪推动汽车的表演,涡扇发动机也
大概如此,只是壮汉推汽车是慢慢挪动,而涡扇发动机要推动飞机以2倍音速飞行,各
部件要承受住异常严酷的高温高压考验。
涡扇发动机结构示意图
另外,一台用于超音速战机的涡扇发动机直径一般仅1米左右、长度4米左右。以AL
-31为例,这么小的一个圆筒状物体,要塞进4级风扇、9级压气机、2级涡轮、可收敛-
扩张喷管、燃烧室、加力燃烧室,还要在之间安排冷却空气通道,周围安装燃油控制系
统等。所以,设计、制造一台高性能的涡扇发动机,可谓"螺蛳壳里做道场",难度极大。
在世界范围内,掌握一流水平涡扇发动机制造技术的仅有英国罗·罗、美国普惠和
通用3家公司,俄法两国都属于二流,这是一个真正的垄断行业。
专业一点地描述,涡扇发动机要达到更大推力、更低的油耗,首要的是提高增压比
、提高热效率,涡轮前温度是衡量热效率的一个重要指标。
令美帝骄傲的F119 F22标配动力。
例如第三代苏27的AL-31发动机的涡轮前温度是1665K,而第四代F-22的F-119发动
机将这个指标提高到了1977K;AL-31的涡轮前温度尚在普通钢材熔点之下,但F-119的
已超出约200度。要在这样高的温度下正常工作,F-119的涡轮采用了第三代单晶空心叶
片。
具体什么是单晶空心叶片,在此很难展开描述,只能说一片面积仅几平方厘米的叶
片具有大量自由曲面、复杂的内腔(用于进气冷却),还要控制合金晶体生产连续一致
,这需要极高超的精密铸造工艺。俄罗斯、中国至今尚未或是刚展开单晶空心涡轮叶片
的工业化制造。(不过我们在这方面有好消息:中国突破发动机单晶叶片核心技术 打
破垄断)
而发动机要提高推力与自身重量之比,还要将压气机和涡轮造得更轻巧。压气机和
涡轮的传统制造工艺是将叶片以榫头、榫槽锁紧的方式连接在叶盘上,但西方先进发动
机已开始采用整体叶盘。即用电子束焊接等方法将单晶空心精铸叶片固定在叶盘上,重
量可比传统工艺制造的降低30%。整体叶盘的制造工艺有10多种,但除了上述的美英3家
航发巨头,其它国家也还未能应用于批量生产。
涡扇发动机的风扇远离燃烧室,热负荷低,但它的气动效率也被继续精进。通用F-
119和罗·罗瑞达900发动机的风扇都采用了宽弦叶片,其加工方法是将钛合金毛坯用切
削方法加工成两半叶片,用真空扩散焊成一整体空心叶身,最后超塑成极为复杂的曲面
。这又是一种全新的加工工艺。
这么说,美军F-22A隐身战机所采用的F-119涡扇发动机为例,它的6级压气机、2级
涡轮全部采用带空心单晶叶片的整体叶盘,3级风扇则全部采用宽弦叶片,所以它的推
重比达到10,在迎风面积较小的情况下,最大加力推力超过15吨。所以,美军F-22A隐
身战机能以1.7倍音速进行超音速巡航;而中俄的四代机歼20、T-50只能暂时采用第三
代涡扇发动机,要等待第四代发动机研制成功,飞机才能真正完成研制。
凯特王妃为罗罗公司发展的宽弦叶片宣传。
二、中国航发水平为何与世界一流水平差距这么大?
我国军事工业以苏联技术援助起家,擅长逆向仿制,在过去解决了多个领域的"有
无"问题,甚至有轻武器专家以"山寨之王"自居。对于很多一般装备,逆向仿制即便"不
知其所以然",也至少做到"知其然"。
但涡扇发动机这个"工业王冠",应用有各种新理论、新材料、新工艺,要做到"知
其然"都难,可以说是无法简单复制的。甚至,在没有操作手册的情况下,要将涡扇发
动机正确拆开都困难。
俄制AL-31F型涡扇发动机
例如,我们非常熟悉的CFM-56,其使用在波音737、空客A320这些主流商业客机上
,是世界上使用范围最广的涡轮风扇发动机之一,但是拆解CFM-56的难度仍然很大,几
平方厘米的叶片上分布着许多小孔,这些孔隙的作用是散热的,小孔的位置设置极为讲
究,是根据气路走向而定的……因此CFM-56的维护都是由专业公司来完成的。
即便是能制造出各种类型的发动机构件,但是在装配上仍然需要技术、工艺支撑,
同一生产线上制造出来的不同批次发动机都存在差别,推比相差甚至可以达到0.2。随
着推比达15以上的发动机开始研制,各种新材料被大量应用,发动机结构也越来越复杂
,对加工工艺要求也更高。你要仿制别人的新型发动机,所要花的时间可能比自己从零
开始研发还要多,而且仿制产品的性能还很可能不及原型机。
美第五代发动机的核心机已经问世了
这方面我国是有惨痛教训的,例如"太行"涡扇发动机,其核心机就源于CFM-56,太
行发动机在05年完成设计定型,但8年过去了仍然问题不断,只用在双发的歼11战斗机
上。单发的歼10战斗机对发动机可靠性要求高,直到歼10B量产,歼10系列战机都只能
采用俄制AL-31FN发动机。
从科研体制来看,我国以前航空发动机的研发是跟随型号的,即要研制一款飞机,
才会去研发一款配套的发动机;飞机如果下马了,发动机也就随之下马了。但美英等发
达国家,发动机与飞机研发基本是分开的,发动机核心机的研发提前很多。例如,美国
F-22战机所用的F-119发动机属于第四代发动机,但美国的核心机技术已发展到第六代
,用于接替F-119的第五代发动机核心机也已制造出来。
但正因为难,没有任何捷径可走,才更要完全自主研发,下工夫,花时间,砸银子
,在所不惜。
z*******g
发帖数: 1541
2
西交的查安东喜欢破坏
s******r
发帖数: 2876
3
如果扇叶上的小孔都是精心设计的,不可改变的,
那每飞一次是不是都有很大风险这些小孔被破坏,堵塞,
每次都得专业公司维护?

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标 题: 为啥中国航空发动机落后?看完沉默了
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为啥中国的航空发动机技术落后?
中国的火箭都能到月亮了,国产民用大客机也开始发展了,四代战机也诞生了,为
什么战斗机上的发动机一直不能国产化呢?
这个世界上能自行制造第三代战斗机的国家/地区有12个
(暂不算配套航发 按制造地区计 按服役计 按中国战机世代划分 美俄中瑞法欧韩
日台印 还有按照wiki标准我很不要脸的把巴基斯坦和伊朗也算上了 请拍砖)
能自行制造核武器的国家有9个(美俄中英法印巴以朝)
能自行制造洲际弹道导弹的国家有5个(美俄中英法)
能自行制造大推力军用涡扇发动机的国家有3个(美俄中)
能自行制造大涵道大推力高性能民用涡扇发动机的国家则就只剩2个了(美英:GE
罗罗 普惠 或者我打肿脸再撑死算你一个IAE)
(我知道以上标准里争议太多 咱可以评论区慢慢讨论请轻拍。。)
大涵道比涡扇发动机
可以很直观地看到 在这个残酷竞争的人类金字塔上 中国目前距离塔顶还真是有段
距离的。
工业之花-人类工业皇冠上的明珠:航发-涡扇航发-大涵道大推力高性能高可靠度
涡扇航发。可也同时是我们目前怎么绕也绕不开的心脏病。
一、航发为什么这么难?
想象一下,苏27的AL-31涡扇发动机最大加力推力是12.5吨,2台AL-31可推动苏27
以超过2倍音速飞行。但AL-31的风扇直径不到900毫米,涡轮直径不到300毫米;基本物
理学原理,力是相互作用的,也就是说这么小尺寸的风扇、涡轮反过来要时刻承受着12
.5吨的力。
形象一点说,大家应该都看过壮汉用喉咙顶着钢枪推动汽车的表演,涡扇发动机也
大概如此,只是壮汉推汽车是慢慢挪动,而涡扇发动机要推动飞机以2倍音速飞行,各
部件要承受住异常严酷的高温高压考验。
涡扇发动机结构示意图
另外,一台用于超音速战机的涡扇发动机直径一般仅1米左右、长度4米左右。以AL
-31为例,这么小的一个圆筒状物体,要塞进4级风扇、9级压气机、2级涡轮、可收敛-
扩张喷管、燃烧室、加力燃烧室,还要在之间安排冷却空气通道,周围安装燃油控制系
统等。所以,设计、制造一台高性能的涡扇发动机,可谓"螺蛳壳里做道场",难度极大。
在世界范围内,掌握一流水平涡扇发动机制造技术的仅有英国罗·罗、美国普惠和
通用3家公司,俄法两国都属于二流,这是一个真正的垄断行业。
专业一点地描述,涡扇发动机要达到更大推力、更低的油耗,首要的是提高增压比
、提高热效率,涡轮前温度是衡量热效率的一个重要指标。
令美帝骄傲的F119 F22标配动力。
例如第三代苏27的AL-31发动机的涡轮前温度是1665K,而第四代F-22的F-119发动
机将这个指标提高到了1977K;AL-31的涡轮前温度尚在普通钢材熔点之下,但F-119的
已超出约200度。要在这样高的温度下正常工作,F-119的涡轮采用了第三代单晶空心叶
片。
具体什么是单晶空心叶片,在此很难展开描述,只能说一片面积仅几平方厘米的叶
片具有大量自由曲面、复杂的内腔(用于进气冷却),还要控制合金晶体生产连续一致
,这需要极高超的精密铸造工艺。俄罗斯、中国至今尚未或是刚展开单晶空心涡轮叶片
的工业化制造。(不过我们在这方面有好消息:中国突破发动机单晶叶片核心技术 打
破垄断)
而发动机要提高推力与自身重量之比,还要将压气机和涡轮造得更轻巧。压气机和
涡轮的传统制造工艺是将叶片以榫头、榫槽锁紧的方式连接在叶盘上,但西方先进发动
机已开始采用整体叶盘。即用电子束焊接等方法将单晶空心精铸叶片固定在叶盘上,重
量可比传统工艺制造的降低30%。整体叶盘的制造工艺有10多种,但除了上述的美英3家
航发巨头,其它国家也还未能应用于批量生产。
涡扇发动机的风扇远离燃烧室,热负荷低,但它的气动效率也被继续精进。通用F-
119和罗·罗瑞达900发动机的风扇都采用了宽弦叶片,其加工方法是将钛合金毛坯用切
削方法加工成两半叶片,用真空扩散焊成一整体空心叶身,最后超塑成极为复杂的曲面
。这又是一种全新的加工工艺。
这么说,美军F-22A隐身战机所采用的F-119涡扇发动机为例,它的6级压气机、2级
涡轮全部采用带空心单晶叶片的整体叶盘,3级风扇则全部采用宽弦叶片,所以它的推
重比达到10,在迎风面积较小的情况下,最大加力推力超过15吨。所以,美军F-22A隐
身战机能以1.7倍音速进行超音速巡航;而中俄的四代机歼20、T-50只能暂时采用第三
代涡扇发动机,要等待第四代发动机研制成功,飞机才能真正完成研制。
凯特王妃为罗罗公司发展的宽弦叶片宣传。
二、中国航发水平为何与世界一流水平差距这么大?
我国军事工业以苏联技术援助起家,擅长逆向仿制,在过去解决了多个领域的"有
无"问题,甚至有轻武器专家以"山寨之王"自居。对于很多一般装备,逆向仿制即便"不
知其所以然",也至少做到"知其然"。
但涡扇发动机这个"工业王冠",应用有各种新理论、新材料、新工艺,要做到"知
其然"都难,可以说是无法简单复制的。甚至,在没有操作手册的情况下,要将涡扇发
动机正确拆开都困难。
俄制AL-31F型涡扇发动机
例如,我们非常熟悉的CFM-56,其使用在波音737、空客A320这些主流商业客机上
,是世界上使用范围最广的涡轮风扇发动机之一,但是拆解CFM-56的难度仍然很大,几
平方厘米的叶片上分布着许多小孔,这些孔隙的作用是散热的,小孔的位置设置极为讲
究,是根据气路走向而定的……因此CFM-56的维护都是由专业公司来完成的。
即便是能制造出各种类型的发动机构件,但是在装配上仍然需要技术、工艺支撑,
同一生产线上制造出来的不同批次发动机都存在差别,推比相差甚至可以达到0.2。随
着推比达15以上的发动机开始研制,各种新材料被大量应用,发动机结构也越来越复杂
,对加工工艺要求也更高。你要仿制别人的新型发动机,所要花的时间可能比自己从零
开始研发还要多,而且仿制产品的性能还很可能不及原型机。
美第五代发动机的核心机已经问世了
这方面我国是有惨痛教训的,例如"太行"涡扇发动机,其核心机就源于CFM-56,太
行发动机在05年完成设计定型,但8年过去了仍然问题不断,只用在双发的歼11战斗机
上。单发的歼10战斗机对发动机可靠性要求高,直到歼10B量产,歼10系列战机都只能
采用俄制AL-31FN发动机。
从科研体制来看,我国以前航空发动机的研发是跟随型号的,即要研制一款飞机,
才会去研发一款配套的发动机;飞机如果下马了,发动机也就随之下马了。但美英等发
达国家,发动机与飞机研发基本是分开的,发动机核心机的研发提前很多。例如,美国
F-22战机所用的F-119发动机属于第四代发动机,但美国的核心机技术已发展到第六代
,用于接替F-119的第五代发动机核心机也已制造出来。
但正因为难,没有任何捷径可走,才更要完全自主研发,下工夫,花时间,砸银子
,在所不惜。

【在 x*****o 的大作中提到】
: 【 以下文字转载自 Military2 讨论区 】
: 发信人: zhonghangyue (中行说), 信区: Military2
: 标 题: 为啥中国航空发动机落后?看完沉默了
: 发信站: BBS 未名空间站 (Sat Jun 6 22:21:14 2015, 美东)
: http://i.miercn.com/201506/thread_464391_1.html
: 发帖者:TOM上将
: 发帖时间:2015-06-04 23:47
: 为啥中国的航空发动机技术落后?
: 中国的火箭都能到月亮了,国产民用大客机也开始发展了,四代战机也诞生了,为
: 什么战斗机上的发动机一直不能国产化呢?

Q***k
发帖数: 1419
4
哥认识很牛的北大毕业生右普惠作流体模型计算。。。这贴可能会导致不少菌斑小将今
夜勃起困难了。。。
y********l
发帖数: 3970
5
“看完沉默了”是个什么文体?日完原作者他妈,我沉默了。

【在 x*****o 的大作中提到】
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: 为啥中国的航空发动机技术落后?
: 中国的火箭都能到月亮了,国产民用大客机也开始发展了,四代战机也诞生了,为
: 什么战斗机上的发动机一直不能国产化呢?

d*b
发帖数: 21830
6
完全是外行看问题的眼光,你以为计算机不复杂么?汽车不复杂么?这电线的多少对土
鳖来说完全没问题,拆个机也不是什么问题。航空发动机转子盘没几千小时就得换了,
要有你说的那么难拆的话,那飞机还用维护么?
对土鳖的问题是材料。和新材料的加工,比如这个压气机叶片是空心的,需要粉末冶金
,这很长时间内土鳖做不了---其实也不是做不了,是做出来的寿命短。

【在 x*****o 的大作中提到】
: 【 以下文字转载自 Military2 讨论区 】
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: 发帖时间:2015-06-04 23:47
: 为啥中国的航空发动机技术落后?
: 中国的火箭都能到月亮了,国产民用大客机也开始发展了,四代战机也诞生了,为
: 什么战斗机上的发动机一直不能国产化呢?

w*****n
发帖数: 2693
7
大傻这水平。。。这些年是怎么一直蒙过来的?
说的完全不着边际啊

【在 d*b 的大作中提到】
: 完全是外行看问题的眼光,你以为计算机不复杂么?汽车不复杂么?这电线的多少对土
: 鳖来说完全没问题,拆个机也不是什么问题。航空发动机转子盘没几千小时就得换了,
: 要有你说的那么难拆的话,那飞机还用维护么?
: 对土鳖的问题是材料。和新材料的加工,比如这个压气机叶片是空心的,需要粉末冶金
: ,这很长时间内土鳖做不了---其实也不是做不了,是做出来的寿命短。

T**********e
发帖数: 29576
8
为啥落后,就因为苏联没先进过,不好山寨。
b*d
发帖数: 285
9
看了这篇,终于有了答案。中国落后的原因是以为自己和英美发动机技术平起平坐。以
为军用发动机超过R&R,让人无语
B*******c
发帖数: 5056
10
mark

【在 b*d 的大作中提到】
: 看了这篇,终于有了答案。中国落后的原因是以为自己和英美发动机技术平起平坐。以
: 为军用发动机超过R&R,让人无语

h***i
发帖数: 89031
11
你发了这个帖,才能撸的爽快

【在 Q***k 的大作中提到】
: 哥认识很牛的北大毕业生右普惠作流体模型计算。。。这贴可能会导致不少菌斑小将今
: 夜勃起困难了。。。

w********e
发帖数: 605
12
什么狗屁文章,还以为要找出落后原因,开出药方,结果图文并茂讲了半天:英美很强
大、技术很复杂、我们还很差,然后原因是万金油般的“体制问题”
s********i
发帖数: 17328
13
体制问题,工艺这东西要长时间积累,抄不来的。
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