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【转载】中国研制航空发动机为何如此难产?  

2015-11-02 22:45:03|  分类: 科技 |  标签: |举报 |字号 订阅

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近年来,中国航空发展非常迅速,尤其是中国歼20、歼31第五代隐身战斗机的出现,第中国成为继美国之后第二个独立研制两款第五代战机的国家,迅猛发展的势头完全有赶超俄罗斯的趋势,加上中国现在正在大量生产歼10、歼11、歼15、歼16系列战机,使得中国成为当今世界高性能战机生产数量最多的国家之一,不仅如此,伴随着中国K8、L15教练机、枭龙战机、运8、运9运输机等先进战机的大量出口,中国在满足自身战备需求的情况下,正在大量出口高性能战机,也使得中国制造在国际上拥有越来越重要的地位。

 

中国研制航空发动机为何如此难产? - 逍遥客 - 逍遥客

 

中国航空工业能取得今天的成就,离不开国家的大力支持和一代又一代航空人的努力奋斗,但我们的发展并不是一帆风顺,直到今天,中国航空工业都存在着一个致命的缺陷,那就是仍然没有解决高性能航空发动机的问题,正是这个因素,使得中国在研制新型战机时总是受制于发动机的“心脏病”问题,难以追赶上世界最先进战机的脚步,歼20使用鸭式布局来提供高机动能力,就是一个最好的证明,也是同样的问题,在一定程度上限制了中国战机在世界市场更大的占有率。

 

中国研制航空发动机为何如此难产? - 逍遥客 - 逍遥客

 

 图为美国F22使用的F119矢量发动机,是世界上最先进的发动机

 

航空发动机被称为工业之花,以此来表示其研制难度之大,也是一款战机最核心的装备部件,因此被比作是飞机的“心脏”,这款高度复杂和精密的热力机械,为飞机提供能在空中飞行的主要动力,如果发动机的制造技术不过关或者性能落后,这不仅大大的降低了战斗机的作战性能,更是威胁到飞行员的自身安全,因此,当今世界能独立研制好性能大推力航空发动机的国家只有中、美、俄、英、法等几个少数国家,在这里面,中国发展最晚也是基础最薄弱的国家。

 

中国从建国开始,独立研制出国防需要的各型作战飞机,包括歼5、歼6、歼7、歼8、歼10、歼11、歼15、歼16、歼20、歼31,这其中歼9下马的最根本原因就是当时无法研制出配套的高性能发动机,虽然中国各种作战飞机种类齐全,产量也高,但直到现在,中国都没有研制出一款真正意义上的高性能航空发动机,当前中国集中研制的发动机是涡扇-10“太行”大推力发动机,虽然现在也开始小批量装备正在量产的歼10B战机上使用,但这款发动机的性能依然存在较多的使用缺陷,比如性能不稳定、大修时间短等,那么,为什么中国研制先进的航空发动机就这么难呢?我们简单地分析一下其中的原因。

 

中国研制航空发动机为何如此难产? - 逍遥客 - 逍遥客

 图为中国研制的太行涡扇发动机,但性能一直不太稳定

 

1、科研力量分散,缺乏长期规划,难以形成有力的研制团队;

 

当前,中国研制航空发动机的公司有西安航空发动机集团、沈阳黎明公司、贵州黎阳公司、哈尔滨东安公司、中国南方航空动力公司、成都航空发动机公司,作为中国当前航空最薄弱的一个环节,中国仍然没有将有限的科研力量进行有效的整合起来,这就使得原本薄弱的发动机研制环节,力量变得更加分散,难以形成合力,因此,这是导致中国航空发动机不能实现短期重大突破的一个重要原因。

 

中国的航空发动机工业是在苏联帮助下发展起来的,当初我们和很多落后的发展中国家一样,从最开始的维修、仿制开始,确定了以生产目标为主的“遍地批量生产厂”的发展方针,逐步建立起一套中国“特色”的航空发动机发展路线,这种路线是导致中国航空发动机落后的主要因素,那就是没有清楚的长期发展规划,总是停留在仿制生产再仿制再生产的状态,这种情况直到现在依然存在,对于航空发动机研发周期的客观规律的认识不足,使得中国航空发动机的发展好大喜功、急功近利,难以形成良性发展的的循环之中。

 

中国研制航空发动机为何如此难产? - 逍遥客 - 逍遥客

 图为俄罗斯苏35装备的117S矢量发动机

 

 

2、相关技术国外对中国严格封锁,致使中国只能闭门造车;

 

从苏联解体之后,加上国际上对中国的种种偏见,西方国家开始对中国进行各种技术封锁,其中封锁程度最高的就有航空发动机技术,由于航空发动机技术是战机最核心的装备,因此即使西方国家对中国不进行技术封锁,也不会轻易的将这些核心技术转让给中国,这一点可以从俄罗斯出售给中国的战机合同就可以看得出来,中国从90年代初就大量购买俄罗斯生产的苏27战机,并在国内组装国产版本的歼11,但直到现在都没有掌握期发动机技术。

 

在研制高性能发动机的问题上,中国只能通过自身努力来实现发动机技术的突破,因为国外任何一个掌握这种技术的国家,都不会轻易的将这种核心技术转让给中国,除了中国在现有技术的基础上独立自主进行研制,别无他法,伴随着中国对发动机研制的造诣越来越高,只要坚持不懈的进行航空发动机的研制工作,相信中国航空发展的“心脏病”问题一定能得到解决。

 

中国研制航空发动机为何如此难产? - 逍遥客 - 逍遥客

 图为美国F35装备的世界上单台推力最大的矢量发动机

 

3、从事航空发动机专业的科研人员数量少,学科门槛太高;

 

目前航空发动机专业是中国大学里面最难得学科之一,也是进入门槛最高的学科,能从事这方面教学的中国高校少之又少,除了像北航、南航、哈工大、西工大等少数中国最顶级的国防高校之外,基本上其他高校都没有开设这方面的专业一个重要的原因是报考这方面的学生并不多,更重要的是中国缺少发动机方面高质量的授课教师,这也使得中国在国内培养高端发动机人才方面显得非常弱势

 

航空发动机是一种综合工程热物理、控制、机械、空气动力学、固体力学、振动、强度、结构等多学科强烈交叉、高度耦合的复杂的流体机械,能进入这个领域并专心研究的人并不多,因此,中国在培养自己的高端航空发动机专业人才上,面临着巨大的学科深度普及问题,这其实才是当前中国在解决了发展发动机资金问题之后,面临的最最大的基础人才培养问题。

 

中国研制航空发动机为何如此难产? - 逍遥客 - 逍遥客

 图为中国正在设计的涡扇20大推力发动机

 

 

4、技术难度确实大,被称为工业上的皇冠;

 

研制高性能的航空发动机,其本身就是一项难度极大的系统工程,发动机研究和发展工作的特点是技术难度大、周期长、耗资多,它的研制成败与否,对飞机的性能和飞机研制进度有着决定性的影响,发动时的设计和制造,以及后期材料和制造工艺的要求,都是发动机在发展过程中都面临的巨大问题,因此,现在能独立设计并生产发动机的国家少之又少,所以才被称为“工业王冠上的宝石”。

 

航空发动机研制难度极大,且周期较长,是任何一个大国在发展航空工业时必须面临的重大问题,中国这个发展中国家也不可能是个例外,因此,发展出中国自己的高性能航空发动机就成了一个必须面对的历史问题,因为只有解决好“心脏病”这个最大的困难,中国航空工业才能真正的实现彻底的腾飞,中国才能算得上是一个真正意义上的世界大国。

 

逍遥客祝福朋友幸福、快乐!


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