S*********n
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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。
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。
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3/19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》中国突破发动机单晶叶片核心技术 打破垄断）
令美帝骄傲的F119 F22标配动力。
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。 |
B********4
发帖数: 7156 | 2 为啥航模用的涡喷发动机，用铝合金和不锈钢皮就能做出来？推力还高达好几公斤甚至
十几公斤？那个发动机直径也就10厘米左右，单位压强岂不是比战斗机发动机的风扇还
高？ |
h******k
发帖数: 15372 | 3 没有第四代涡扇问题不大，歼20上可以装4台三代发动机，一样强悍！ |
S*********n
发帖数: 3939 | 4 有的东西小的容易做，有的东西大的容易做
说个简单的，小涡喷转速倒也不低，但那点负荷以及震动对于轴承不是个大事。比例放
大到真发动机，同样的制造精度，估计还没倒额定转速jj就散架了
【在 B********4 的大作中提到】
: 为啥航模用的涡喷发动机，用铝合金和不锈钢皮就能做出来？推力还高达好几公斤甚至
: 十几公斤？那个发动机直径也就10厘米左右，单位压强岂不是比战斗机发动机的风扇还
: 高？
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m**********e
发帖数: 12525 | 5 因为你们都没说到点子上,楼主是外行三脚猫,根本不懂,承力不是问题,火箭发动机
承力更大,也没见崩溃.
航发主要障碍是300小时热极限,300小时一到,大部分零件就要热疲劳,得rebuild,
中国啥航发都能造,主要问题是直到2000年都无法突破300小时热极限,要突破热极限,
就必须大量投入基础研究,搞清材料热疲劳机理,这都是几十年的投入才会有产出的活.
现在据说党妈的航发勉强可以上3000小时,但是比美帝民机上用的5万小时,还是差远了
【在 B********4 的大作中提到】
: 为啥航模用的涡喷发动机，用铝合金和不锈钢皮就能做出来？推力还高达好几公斤甚至
: 十几公斤？那个发动机直径也就10厘米左右，单位压强岂不是比战斗机发动机的风扇还
: 高？
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f****e
发帖数: 24964 | 6 用几个礼拜歇菜?那基本是啥航发都不能造么
【在 m**********e 的大作中提到】
: 因为你们都没说到点子上,楼主是外行三脚猫,根本不懂,承力不是问题,火箭发动机
: 承力更大,也没见崩溃.
: 航发主要障碍是300小时热极限,300小时一到,大部分零件就要热疲劳,得rebuild,
: 中国啥航发都能造,主要问题是直到2000年都无法突破300小时热极限,要突破热极限,
: 就必须大量投入基础研究,搞清材料热疲劳机理,这都是几十年的投入才会有产出的活.
: 现在据说党妈的航发勉强可以上3000小时,但是比美帝民机上用的5万小时,还是差远了
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m**********e
发帖数: 12525 | 7 飞机又不天天飞,尖6发动机寿命连300小时都没有,每天飞一小时,一月飞一次,你可以飞
好几年
腊肉时代王牌飞行员一辈子都只能飞1-2百小时,还不到美帝一年的数量
最近技术改进了,飞机才能天天飞
【在 f****e 的大作中提到】
: 用几个礼拜歇菜?那基本是啥航发都不能造么
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f****e
发帖数: 24964 | 8 那就是基本造不了民用航发
【在 m**********e 的大作中提到】
: 飞机又不天天飞,尖6发动机寿命连300小时都没有,每天飞一小时,一月飞一次,你可以飞
: 好几年
: 腊肉时代王牌飞行员一辈子都只能飞1-2百小时,还不到美帝一年的数量
: 最近技术改进了,飞机才能天天飞
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h******k
发帖数: 15372 | 9 属实。目前在研的民用机ARJ21和C919都是用美帝的发动机，连老运7都改用美帝发动机
了，取了新名字叫新舟。
【在 f****e 的大作中提到】
: 那就是基本造不了民用航发
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m**********g
发帖数: 919 | 10 然后别人上门来踢馆，你就傻逼了。
【在 m**********e 的大作中提到】
: 飞机又不天天飞,尖6发动机寿命连300小时都没有,每天飞一小时,一月飞一次,你可以飞
: 好几年
: 腊肉时代王牌飞行员一辈子都只能飞1-2百小时,还不到美帝一年的数量
: 最近技术改进了,飞机才能天天飞
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m**********g
发帖数: 919 | 11 然后别人上门来踢馆，你就傻逼了。
【在 m**********e 的大作中提到】
: 飞机又不天天飞,尖6发动机寿命连300小时都没有,每天飞一小时,一月飞一次,你可以飞
: 好几年
: 腊肉时代王牌飞行员一辈子都只能飞1-2百小时,还不到美帝一年的数量
: 最近技术改进了,飞机才能天天飞
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m**********e
发帖数: 12525 | 12 数量多就行了
你看腊肉时代,1万多驾尖6,即使90%的飞机都躺在检修台架上也能拉出1000架来
应战
你说当时亚洲谁能一下拉出1000架战机?
【在 m**********g 的大作中提到】
: 然后别人上门来踢馆，你就傻逼了。
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m**********g
发帖数: 919 | 13 当年米鬼两个航舰战斗群过来踢馆。2个星期就把土狗耗到单机刷存在的水平。1000架
有个P用。算的是架次。对不起，土狗就是土到掉渣的水平。
【在 m**********e 的大作中提到】
: 数量多就行了
: 你看腊肉时代,1万多驾尖6,即使90%的飞机都躺在检修台架上也能拉出1000架来
: 应战
: 你说当时亚洲谁能一下拉出1000架战机?
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h******k
发帖数: 15372 | 14 1万多架歼6是配1万多飞行员，还是一个飞行员配多架飞机哪架能飞开哪架？
【在 m**********e 的大作中提到】
: 数量多就行了
: 你看腊肉时代,1万多驾尖6,即使90%的飞机都躺在检修台架上也能拉出1000架来
: 应战
: 你说当时亚洲谁能一下拉出1000架战机?
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w******9
发帖数: 1604 | 15 确实 航天土共搞出了，航天却搞不出来
就是时间问题，理论上航天需要功率更大，但是平均使用却不多。
因为发射出去再回收，需要发动机运作时间远远少于飞机类。
所以只有在理论和工业上突破，那个疲劳。这方面我们得和俄罗斯合作，
中国得发挥日本人那种精细的精神才行 |
w******9
发帖数: 1604 | 16 确实 航天土共搞出了，航天却搞不出来
就是时间问题，理论上航天需要功率更大，但是平均使用却不多。
因为发射出去再回收，需要发动机运作时间远远少于飞机类。
所以只有在理论和工业上突破，那个疲劳。这方面我们得和俄罗斯合作，
中国得发挥日本人那种精细的精神才行 |
h******k
发帖数: 15372 | 17 需要耐用性的地方就不好搞了。航天飞机也只有美帝搞出来，苏联搞了个仿造的，不过
结构完全不同，因为重复使用的发动机难度太大，苏联的航天飞机上没有主发动机，完
全靠挂载的火箭把它发射上去。
【在 w******9 的大作中提到】
: 确实 航天土共搞出了，航天却搞不出来
: 就是时间问题，理论上航天需要功率更大，但是平均使用却不多。
: 因为发射出去再回收，需要发动机运作时间远远少于飞机类。
: 所以只有在理论和工业上突破，那个疲劳。这方面我们得和俄罗斯合作，
: 中国得发挥日本人那种精细的精神才行
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p*****3
发帖数: 231 | 18 自己做一下计算看看哪个压强大。
航模直径10cm，大发动机900mm，就算是10倍吧，面积比是100倍，但是推力比是15吨：
10公斤，推力比是1500:1,考虑到面积的差异，最后压强比是15：1。明显大发动机对材
料强度，疲劳要求要远远高于玩具航模。更不用说大发动机为了省油，提高了发动机温
度。
【在 B********4 的大作中提到】
: 为啥航模用的涡喷发动机，用铝合金和不锈钢皮就能做出来？推力还高达好几公斤甚至
: 十几公斤？那个发动机直径也就10厘米左右，单位压强岂不是比战斗机发动机的风扇还
: 高？
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S*********n
发帖数: 3939 | 19 [转]
二、中国航发水平为何与世界一流差距巨大？
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。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。
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。
美第五代发动机的核心机已经问世了
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。 |
