一、航空發動機中國能造嗎
中國能造航空發動機。截至2015年底,中航工業就已向人民解(jie)放軍交付大批渦扇10發動機(ji),被用于J11等多個(ge)機(ji)型,因此(ci)說,中國很早就能造飛機(ji)發動機(ji)了。
目前世界上,能(neng)夠建(jian)造航(hang)空發動機的(de)國(guo)家(jia)有(you)(you)五(wu)個,其中(zhong)有(you)(you)美國(guo)、英國(guo)、法(fa)國(guo)、俄羅斯(si)、中(zhong)國(guo)。雖然我(wo)國(guo)也(ye)是能(neng)建(jian)造航(hang)空發動機的(de)國(guo)家(jia),但是與(yu)西方國(guo)家(jia)相比,還有(you)(you)著很(hen)大(da)的(de)落后(hou),我(wo)國(guo)還需(xu)要(yao)多多追趕。雖然現在還與(yu)西方國(guo)家(jia)有(you)(you)一定(ding)的(de)差距,相信(xin)在不久的(de)將(jiang)來(lai)一定(ding)會(hui)超過西方國(guo)家(jia)。
其實,航(hang)空(kong)發(fa)動(dong)機一(yi)直是(shi)我(wo)(wo)國(guo)空(kong)軍(jun)的(de)一(yi)塊心病,由于我(wo)(wo)國(guo)的(de)航(hang)空(kong)發(fa)動(dong)機工(gong)業(ye)起步比較晚(wan)、相關經驗不足,很多國(guo)家都對我(wo)(wo)國(guo)技術上的(de)封鎖。中國(guo)在很長一(yi)段(duan)時間都依賴國(guo)外進口。如今(jin),在我(wo)(wo)國(guo)科(ke)研人員勇往直前的(de)開拓疆域,終于打破這(zhe)個(ge)限制,讓所(suo)謂(wei)的(de)短板成為(wei)過去式。我(wo)(wo)國(guo)也是(shi)能建造航(hang)空(kong)發(fa)動(dong)機了,但是(shi)建造的(de)航(hang)空(kong)發(fa)動(dong)機水(shui)平仍然達不到西方國(guo)家。
二、我國為何造不出一流的航空發動機
相信很(hen)多關(guan)注中(zhong)國(guo)航(hang)空發(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)發(fa)(fa)展(zhan)的(de)(de)(de)軍迷都聽過一個很(hen)典型的(de)(de)(de)結論(lun),中(zhong)國(guo)航(hang)空發(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)不好是因為中(zhong)國(guo)的(de)(de)(de)材(cai)料(liao)不行(xing)。甚至還有人會添油加醋的(de)(de)(de)說,中(zhong)國(guo)發(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)的(de)(de)(de)圖紙都畫出來(lai)了,但(dan)是因為材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)原因根本(ben)就造不出來(lai)。這(zhe)(zhe)個說法其實也并(bing)不無道理(li),中(zhong)國(guo)的(de)(de)(de)航(hang)空發(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)確(que)實會面臨(lin)材(cai)料(liao)上(shang)的(de)(de)(de)問題(ti),但(dan)是材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)問題(ti)并(bing)不是制約中(zhong)國(guo)航(hang)空發(fa)(fa)動(dong)(dong)機(ji)的(de)(de)(de)根本(ben)問題(ti),而這(zhe)(zhe)個問題(ti)也不是僅(jin)靠發(fa)(fa)展(zhan)材(cai)料(liao)就能解(jie)決的(de)(de)(de)。
簡單的(de)來說,航空發動機(ji)(ji)中(zhong)的(de)很(hen)多(duo)故障最(zui)直(zhi)接的(de)表(biao)現(xian)就(jiu)是(shi)發動機(ji)(ji)里(li)的(de)零(ling)件出(chu)現(xian)斷(duan)裂,比如說航空發動機(ji)(ji)就(jiu)經常出(chu)現(xian)葉片斷(duan)裂,還(huan)有發動機(ji)(ji)中(zhong)比較(jiao)嚴(yan)重的(de)渦輪斷(duan)裂、包容(rong)失(shi)效(xiao)事(shi)故。一個(ge)零(ling)件之所以會出(chu)現(xian)斷(duan)裂,并(bing)不是(shi)跟那些豆腐渣(zha)工(gong)程一樣(yang)偷工(gong)減料(liao)(liao)了,而是(shi)因(yin)為這個(ge)材料(liao)(liao)已(yi)經承受不住外界(jie)對自(zi)身施(shi)加的(de)負荷,因(yin)此選擇罷工(gong)而出(chu)現(xian)斷(duan)裂。
而且發(fa)動(dong)機零件的(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)環境也非常復雜,在工(gong)作(zuo)時零件承受(shou)(shou)的(de)(de)(de)遠不(bu)止靜力這(zhe)么(me)簡(jian)單,而是處在一個震動(dong)的(de)(de)(de)環境中,在這(zhe)種環境中,零件受(shou)(shou)到(dao)的(de)(de)(de)力是動(dong)態的(de)(de)(de),忽大忽小,所(suo)以在這(zhe)樣(yang)不(bu)規則(ze)的(de)(de)(de)震動(dong)作(zuo)用下,材(cai)料的(de)(de)(de)損壞速度要加快很多(duo)。總的(de)(de)(de)來(lai)說(shuo)就(jiu)是航空發(fa)動(dong)機的(de)(de)(de)故障一般都是因為零件在復雜的(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)狀態下,它(ta)承受(shou)(shou)不(bu)住震動(dong)帶來(lai)的(de)(de)(de)壓力,所(suo)以它(ta)才選擇進行自我了斷(duan)。
這(zhe)(zhe)(zhe)時可能就(jiu)會有人(ren)說(shuo)了(le),既然材(cai)料(liao)(liao)承受不(bu)(bu)(bu)(bu)住(zhu)這(zhe)(zhe)(zhe)么(me)大(da)(da)的(de)(de)陣容壓(ya)力,那(nei)就(jiu)發明出能承受這(zhe)(zhe)(zhe)么(me)大(da)(da)振動應力的(de)(de)材(cai)料(liao)(liao),這(zhe)(zhe)(zhe)不(bu)(bu)(bu)(bu)正說(shuo)明了(le)中國(guo)航空(kong)發動機(ji)不(bu)(bu)(bu)(bu)行就(jiu)是(shi)因(yin)(yin)為材(cai)料(liao)(liao)不(bu)(bu)(bu)(bu)好嗎?其(qi)實啊,這(zhe)(zhe)(zhe)時候我們就(jiu)不(bu)(bu)(bu)(bu)能去怪材(cai)料(liao)(liao)不(bu)(bu)(bu)(bu)好了(le)。舉個最(zui)簡(jian)單的(de)(de)例(li)子,如果一個人(ren)開(kai)槍打死了(le)另一個人(ren),那(nei)么(me)你能說(shuo)被打死的(de)(de)人(ren)是(shi)因(yin)(yin)為頭骨不(bu)(bu)(bu)(bu)硬嗎?然后米國(guo)人(ren)以后為防(fang)止被槍殺(sha)(sha),他們就(jiu)去鍛(duan)煉增強自己的(de)(de)頭骨嗎?這(zhe)(zhe)(zhe)種說(shuo)法其(qi)實是(shi)非(fei)常荒(huang)謬的(de)(de),想防(fang)止被人(ren)槍殺(sha)(sha)的(de)(de)最(zui)好辦法就(jiu)是(shi)抓(zhua)住(zhu)那(nei)個開(kai)槍的(de)(de)人(ren),而(er)我國(guo)的(de)(de)航空(kong)發動機(ji)亦是(shi)如此(ci)。因(yin)(yin)此(ci),我們要去尋找材(cai)料(liao)(liao)內部振動應力大(da)(da)的(de)(de)原因(yin)(yin),而(er)不(bu)(bu)(bu)(bu)是(shi)去責怪材(cai)料(liao)(liao)不(bu)(bu)(bu)(bu)夠堅強。
其實發(fa)動(dong)機中的(de)(de)振(zhen)動(dong)不(bu)是普通的(de)(de)震(zhen)動(dong),而是共振(zhen),所(suo)謂的(de)(de)共振(zhen)就(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)是如(ru)果你(ni)用(yong)一(yi)個(ge)固定(ding)的(de)(de)頻率(lv)快速敲(qiao)(qiao)擊(ji)(ji)一(yi)個(ge)物體時(shi),就(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)會(hui)發(fa)現(xian)在某個(ge)特定(ding)的(de)(de)敲(qiao)(qiao)擊(ji)(ji)速度上,這(zhe)個(ge)物體居然(ran)會(hui)越(yue)振(zhen)越(yue)厲(li)害(hai),以至(zhi)于(yu)到最后根本就(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)停(ting)不(bu)下(xia)來。比如(ru)說小(xiao)時(shi)候(hou)最喜(xi)歡玩的(de)(de)蕩(dang)秋千(qian)(qian)、推秋千(qian)(qian)的(de)(de)人再用(yong)某個(ge)頻率(lv)反復推秋千(qian)(qian)時(shi),秋千(qian)(qian)就(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)會(hui)越(yue)蕩(dang)越(yue)厲(li)害(hai),所(suo)以再推到一(yi)定(ding)程度時(shi)就(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)必(bi)須要停(ting)手,不(bu)然(ran)就(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)能會(hui)出現(xian)危險,而這(zhe)就(jiu)(jiu)(jiu)(jiu)是共振(zhen)。
總的來說就是為解決問題的根源,就要避免航空發動機中的(de)震動。但是(shi)(shi)造成發動機中產生振動的(de)原(yuan)因卻是(shi)(shi)多種多樣的(de),比(bi)如高速轉動的(de)轉子,如果設計不好,就會產生共振,另外還有氣流(liu)的(de)流(liu)動,燃料燃燒時(shi)的(de)波動,都會造成發動機中零件的(de)振動。
其(qi)實(shi)發(fa)動(dong)機的(de)葉片(pian)(pian)上(shang)就有(you)(you)減(jian)震的(de)技(ji)(ji)術(shu),這(zhe)(zhe)種技(ji)(ji)術(shu)叫作(zuo)錯頻減(jian)震,簡單來說就是讓一(yi)個輪盤上(shang)的(de)很(hen)多個葉片(pian)(pian)之間有(you)(you)略微的(de)差異(yi),防止一(yi)個葉片(pian)(pian)振(zhen)動(dong),帶動(dong)其(qi)它所(suo)有(you)(you)葉片(pian)(pian)振(zhen)動(dong)。這(zhe)(zhe)個措施根本不(bu)需要改(gai)變材(cai)料,只需要改(gai)變設計就足夠了。所(suo)以說設計能力是解(jie)決(jue)這(zhe)(zhe)些(xie)航(hang)空發(fa)動(dong)機問題的(de)根本措施。
雖然(ran)改進材料的(de)確可以增強(qiang)發(fa)動(dong)機材料的(de)壽(shou)命,但這(zhe)些改動(dong)僅(jin)僅(jin)是(shi)錦上添花罷了。設計能力(li)提不上去,這(zhe)一(yi)切都是(shi)白搭(da)。目(mu)前中國(guo)擁有(you)的(de)航空發(fa)動(dong)機技術雖然(ran)已經僅(jin)次(ci)于(yu)(yu)美國(guo)、俄羅斯,但仍然(ran)跟世界一(yi)流(liu)的(de)水平存在著差距(ju),并且(qie)拿整體(ti)的(de)發(fa)動(dong)機制造業來(lai)說,也是(shi)落后于(yu)(yu)日本和德(de)國(guo)的(de)。
那么中國的(de)(de)(de)(de)發動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)制(zhi)造行(xing)業還(huan)存在(zai)著(zhu)哪(na)些困(kun)難(nan),我們(men)(men)又該如何實現彎(wan)道超(chao)車(che)呢(ni)?非要說的(de)(de)(de)(de)話,發動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)這個(ge)(ge)領域還(huan)真不好(hao)彎(wan)道超(chao)車(che)。就目前來說,發動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)領域是無(wu)法急功近利的(de)(de)(de)(de),不管是從材料(liao)還(huan)是工(gong)藝以(yi)及技術方面(mian)來看,這是經過長期的(de)(de)(de)(de)經驗積累的(de)(de)(de)(de),即(ji)便我們(men)(men)能從俄(e)羅斯購買先進的(de)(de)(de)(de)發動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji),但(dan)就算我們(men)(men)用(yong)了他們(men)(men)的(de)(de)(de)(de)圖紙,也很難(nan)做(zuo)出(chu)一款一模一樣(yang)的(de)(de)(de)(de)發動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji),而一個(ge)(ge)發動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)里面(mian)有(you)千(qian)千(qian)萬萬個(ge)(ge)零件,就算是有(you)圖紙都需要很久才能拼成,所以(yi)這就是中國發動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)行(xing)業的(de)(de)(de)(de)難(nan)點之一。
但(dan)要說(shuo)最大的(de)(de)難點(dian)還得(de)是(shi)時間差距,不過要說(shuo)這(zhe)個話題就(jiu)得(de)提一(yi)下發動(dong)機的(de)(de)原理,這(zhe)個原理在內(nei)燃機存在的(de)(de)200多年(nian)里(li)從未變過,就(jiu)是(shi)燃料燃燒是(shi)氣體膨脹(zhang)推動(dong)活塞(sai)做(zuo)功。這(zhe)種科學雖然說(shuo)起(qi)來很容易,但(dan)是(shi)想把(ba)功率提上去(qu),重量減下去(qu),壽命(ming)延長(chang),效率提高,可以說(shuo)是(shi)無(wu)窮無(wu)盡的(de)(de)長(chang)征(zheng)科學。
這方面我(wo)們(men)都懂,畢竟我(wo)國的高等(deng)科(ke)學教育是(shi)非(fei)常成功的,但是(shi)傳(chuan)統工(gong)業(ye)的工(gong)程(cheng)學教育卻(que)差(cha)強人意,生產(chan)技術(shu)和理論(lun)嚴重脫節。最(zui)主要(yao)還是(shi)因(yin)為在人類進入電氣(qi)時(shi)代之前,西方國家(jia)有過(guo)一段(duan)特(te)殊的時(shi)期,這段(duan)時(shi)期是(shi)機械工(gong)業(ye)飛(fei)速發(fa)展(zhan)的一段(duan)時(shi)期,被人們(men)譽為是(shi)大(da)蒸汽(qi)時(shi)代。
這期間幾乎所(suo)(suo)有能動的(de)東西都(dou)(dou)是(shi)齒輪極限,其(qi)繁(fan)榮程(cheng)度堪稱前無古人,后(hou)無來(lai)者(zhe)。而我(wo)們由(you)于這段時(shi)間沒有接受科學的(de)洗(xi)禮(li),再加上(shang)少(shao)部分民族(zu)資(zi)產后(hou)來(lai)也被帝國主義壓迫致殘(can),所(suo)(suo)以(yi)我(wo)們基本沒有任(ren)何技術上(shang)的(de)積累。再后(hou)來(lai),我(wo)國開(kai)始進入發動機領域的(de)摸索,而美、日(ri)、德等國都(dou)(dou)已經開(kai)展了工業(ye)改(gai)革,并擁有了先(xian)進的(de)發動機技術。
那時的(de)西方國(guo)(guo)(guo)(guo)家已經具備(bei)相當(dang)豐(feng)富的(de)機(ji)(ji)(ji)械(xie)制造經驗。但當(dang)時的(de)我(wo)國(guo)(guo)(guo)(guo)面臨的(de)卻是(shi)和他們相差百(bai)年的(de)空白,這就(jiu)導致國(guo)(guo)(guo)(guo)內(nei)整個機(ji)(ji)(ji)械(xie)行業(ye)都非(fei)常(chang)弱勢,甚至是(shi)早些(xie)年國(guo)(guo)(guo)(guo)內(nei)人買(mai)車,你要(yao)是(shi)給他推(tui)薦國(guo)(guo)(guo)(guo)產(chan)車,那他說不定還能跟你急眼。就(jiu)拿(na)目前的(de)國(guo)(guo)(guo)(guo)內(nei)的(de)這個發動(dong)機(ji)(ji)(ji)領(ling)域(yu)來(lai)說,想(xiang)領(ling)先美國(guo)(guo)(guo)(guo)并非(fei)易事(shi),但也不是(shi)絕對不能的(de)事(shi),只(zhi)要(yao)我(wo)們能繼續保持現在的(de)發展勢頭,追平西方國(guo)(guo)(guo)(guo)家的(de)發動(dong)機(ji)(ji)(ji)領(ling)域(yu)是(shi)指日(ri)可待。當(dang)然(ran)有更(geng)簡單更(geng)便利的(de)方法,那就(jiu)是(shi)希(xi)望美國(guo)(guo)(guo)(guo)像蘇聯一樣垮(kua)掉。