為何中國拚命投入也難研製出先進航發?太行試飛時曾噴出零件
原標題:為何中國拚命投入也難研製出先進航發?太行試飛時曾噴出零件
最近網上有一則消息不脛而走,沈飛的孫聰院士、王永慶總師等幾人,大老遠的跑到了中航發貴陽所,就某個型號發動機的研製工作進行相關的調研,說白了就是去取經了。不少網友經過排除法猜測,鶻鷹發動機渦扇-19的研製很可能已經進入了比較關鍵的階段,這次前往貴陽估計就是前去調研渦扇-12發動機的使用情況,
我們知道渦扇-12是渦扇-13的無加力型號,它的原型RD-33/93已經在出口的梟龍戰機上裝備了100多架,這麼多年經過巴鐵的使用,充分證明了其單發性能的可靠和穩定。而且大推力渦扇發動機的採購成本一般都比較高,大約在300萬美元以上,而中等推力的渦扇發動機價格就相對來說比較便宜,只有其2/3左右 ,單位時間的油耗也要比大推力渦扇低的多,除此之外,中等推力的發動機還具有比大推力發動機更小的幾何尺寸和進氣道,這樣一來就使得雷達和紅外的隱身效果更好,飛行時間也將變得更長。
據官方披露,我國已知的在研航空發動機型號多達20個,包括大家非常熟悉的:渦扇-12、渦扇-13、渦扇-18、渦扇-20等,以及秘密研製的渦扇-10C和渦扇-30,新渦軸系列等等。那麼,一個老生常談的問題就來了,航空發動機研製為什麼這麼難?
我們知道,目前為止新型戰鬥機、軍用運輸機、民航幹線等等,這些飛機採用的都是渦輪風扇發動機,這種發動機一般都有2至3個同心圓的涵道,涵道內部也是相當複雜,又有風扇、壓氣機、燃燒室、渦輪、噴管等5部分複雜的零件來組成,在這些物件中,壓氣機、燃燒室和渦輪一般被合稱為發動機的核心機,是航空發動機的關鍵之所在。
而戰鬥機用的渦扇發動機,之所以與運輸機、民航客機不同,主要就在於風扇的選擇上。商用客機發動機一般都採用大直徑風扇,這樣做就能夠降低耗油率;相反戰鬥機一般要進行超音速飛行,所以發動機的風扇直徑也較小。菲菲舉個例子,給大家解釋一下,為何渦扇發動機那麼難?大家都知道,美軍F-22猛禽戰鬥機的F-119渦扇發動機吧!它的最大加力推力是17噸,2台發動機加起來直接能夠推動30多噸的F-22,並以超過2倍音速進行超速飛行。
但F-119發動機的風扇直徑則不到1000毫米,渦輪直徑不到360毫米。在如此小的體積下,要完成如此高的推力,各部件都要承受住異常嚴酷的高溫高壓考驗,因此就必須讓發動機內的風扇等部件保持極高的結構強度,這也就涉及到發動機研製的第二個難點——材料問題。比如咱們最為熟悉的單晶葉片,搗鼓這玩意需要冶金工藝和材料研製的高超水平,咱們國內目前才剛剛突破該項技術,而美國則比我們早了30年。
越小的東西,越能考驗技術。由於航空發動機的這些零部件,無論是型號還是規格都比較相似、並且數目繁多、結構外形更是非常的複雜,這樣一來就對裝配工藝提出了高標準、高要求,尤其是轉子結構的裝配。加上發動機裝配目前還主要採用手工方式,無論是裝配精度的高低還是裝配質量的穩定,都要完全依賴裝配工人的操作經驗和熟練程度。如果沒有一個嚴格的質量品質保障體系來支撐的話,發動機極有可能會在高速運行中發生問題。
這就需要一個國家綜合工業能力和質量管理能力來支撐。我們在這一方面做得就不是很好,很長一段時間裡,我國對裝配工作的重視程度一直不夠,所以吃了不少虧。菲菲就以太行發動機來說吧!由於歷史上欠下的舊債比較多,甚至連一些基本的技術儲備都沒有,導致研製過程非常艱難,在緊要關頭,常常需要臨陣進行攻關,從而導致不斷失敗。
在研製中先後發生各種技術問題和故障200多項,有幾次大的故障,甚至幾度使研製工作陷入困境,無法進行。因此,作為航發產業後起國家,真正的核心技術,還是需要中國專業人才的努力,需要不間斷的龐大資金投入,在這一方面我們顯然還是做得不夠,歷史上欠下的賬,只能加倍來彌補。
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