一、航空發(fā)動機中國能造嗎
中國能造航空發(fā)動機。截至2015年底,中航工業(yè)就已向人民解放軍交付大批渦扇10發(fā)動機,被用于J11等多個機型,因此說,中國很早就能造飛機發(fā)動機了。
目前世界上,能夠建造航空發(fā)動機的國家有五個,其中有美國、英國、法國、俄羅斯、中國。雖然我國也是能建造航空發(fā)動機的國家,但是與西方國家相比,還有著很大的落后,我國還需要多多追趕。雖然現(xiàn)在還與西方國家有一定的差距,相信在不久的將來一定會超過西方國家。
其實,航空發(fā)動機一直是我國空軍的一塊心病,由于我國的航空發(fā)動機工業(yè)起步比較晚、相關經驗不足,很多國家都對我國技術上的封鎖。中國在很長一段時間都依賴國外進口。如今,在我國科研人員勇往直前的開拓疆域,終于打破這個限制,讓所謂的短板成為過去式。我國也是能建造航空發(fā)動機了,但是建造的航空發(fā)動機水平仍然達不到西方國家。
二、我國為何造不出一流的航空發(fā)動機
相信很多關注中國航空發(fā)動機發(fā)展的軍迷都聽過一個很典型的結論,中國航空發(fā)動機不好是因為中國的材料不行。甚至還有人會添油加醋的說,中國發(fā)動機的圖紙都畫出來了,但是因為材料的原因根本就造不出來。這個說法其實也并不無道理,中國的航空發(fā)動機確實會面臨材料上的問題,但是材料的問題并不是制約中國航空發(fā)動機的根本問題,而這個問題也不是僅靠發(fā)展材料就能解決的。
簡單的來說,航空發(fā)動機中的很多故障最直接的表現(xiàn)就是發(fā)動機里的零件出現(xiàn)斷裂,比如說航空發(fā)動機就經常出現(xiàn)葉片斷裂,還有發(fā)動機中比較嚴重的渦輪斷裂、包容失效事故。一個零件之所以會出現(xiàn)斷裂,并不是跟那些豆腐渣工程一樣偷工減料了,而是因為這個材料已經承受不住外界對自身施加的負荷,因此選擇罷工而出現(xiàn)斷裂。
而且發(fā)動機零件的工作環(huán)境也非常復雜,在工作時零件承受的遠不止靜力這么簡單,而是處在一個震動的環(huán)境中,在這種環(huán)境中,零件受到的力是動態(tài)的,忽大忽小,所以在這樣不規(guī)則的震動作用下,材料的損壞速度要加快很多??偟膩碚f就是航空發(fā)動機的故障一般都是因為零件在復雜的工作狀態(tài)下,它承受不住震動帶來的壓力,所以它才選擇進行自我了斷。
這時可能就會有人說了,既然材料承受不住這么大的陣容壓力,那就發(fā)明出能承受這么大振動應力的材料,這不正說明了中國航空發(fā)動機不行就是因為材料不好嗎?其實啊,這時候我們就不能去怪材料不好了。舉個最簡單的例子,如果一個人開槍打死了另一個人,那么你能說被打死的人是因為頭骨不硬嗎?然后米國人以后為防止被槍殺,他們就去鍛煉增強自己的頭骨嗎?這種說法其實是非常荒謬的,想防止被人槍殺的最好辦法就是抓住那個開槍的人,而我國的航空發(fā)動機亦是如此。因此,我們要去尋找材料內部振動應力大的原因,而不是去責怪材料不夠堅強。
其實發(fā)動機中的振動不是普通的震動,而是共振,所謂的共振就是如果你用一個固定的頻率快速敲擊一個物體時,就會發(fā)現(xiàn)在某個特定的敲擊速度上,這個物體居然會越振越厲害,以至于到最后根本就停不下來。比如說小時候最喜歡玩的蕩秋千、推秋千的人再用某個頻率反復推秋千時,秋千就會越蕩越厲害,所以再推到一定程度時就必須要停手,不然就能會出現(xiàn)危險,而這就是共振。
總的來說就是為解決問題的根源,就要避免航空發(fā)動機中的震動。但是造成發(fā)動機中產生振動的原因卻是多種多樣的,比如高速轉動的轉子,如果設計不好,就會產生共振,另外還有氣流的流動,燃料燃燒時的波動,都會造成發(fā)動機中零件的振動。
其實發(fā)動機的葉片上就有減震的技術,這種技術叫作錯頻減震,簡單來說就是讓一個輪盤上的很多個葉片之間有略微的差異,防止一個葉片振動,帶動其它所有葉片振動。這個措施根本不需要改變材料,只需要改變設計就足夠了。所以說設計能力是解決這些航空發(fā)動機問題的根本措施。
雖然改進材料的確可以增強發(fā)動機材料的壽命,但這些改動僅僅是錦上添花罷了。設計能力提不上去,這一切都是白搭。目前中國擁有的航空發(fā)動機技術雖然已經僅次于美國、俄羅斯,但仍然跟世界一流的水平存在著差距,并且拿整體的發(fā)動機制造業(yè)來說,也是落后于日本和德國的。
那么中國的發(fā)動機制造行業(yè)還存在著哪些困難,我們又該如何實現(xiàn)彎道超車呢?非要說的話,發(fā)動機這個領域還真不好彎道超車。就目前來說,發(fā)動機領域是無法急功近利的,不管是從材料還是工藝以及技術方面來看,這是經過長期的經驗積累的,即便我們能從俄羅斯購買先進的發(fā)動機,但就算我們用了他們的圖紙,也很難做出一款一模一樣的發(fā)動機,而一個發(fā)動機里面有千千萬萬個零件,就算是有圖紙都需要很久才能拼成,所以這就是中國發(fā)動機行業(yè)的難點之一。
但要說最大的難點還得是時間差距,不過要說這個話題就得提一下發(fā)動機的原理,這個原理在內燃機存在的200多年里從未變過,就是燃料燃燒是氣體膨脹推動活塞做功。這種科學雖然說起來很容易,但是想把功率提上去,重量減下去,壽命延長,效率提高,可以說是無窮無盡的長征科學。
這方面我們都懂,畢竟我國的高等科學教育是非常成功的,但是傳統(tǒng)工業(yè)的工程學教育卻差強人意,生產技術和理論嚴重脫節(jié)。最主要還是因為在人類進入電氣時代之前,西方國家有過一段特殊的時期,這段時期是機械工業(yè)飛速發(fā)展的一段時期,被人們譽為是大蒸汽時代。
這期間幾乎所有能動的東西都是齒輪極限,其繁榮程度堪稱前無古人,后無來者。而我們由于這段時間沒有接受科學的洗禮,再加上少部分民族資產后來也被帝國主義壓迫致殘,所以我們基本沒有任何技術上的積累。再后來,我國開始進入發(fā)動機領域的摸索,而美、日、德等國都已經開展了工業(yè)改革,并擁有了先進的發(fā)動機技術。
那時的西方國家已經具備相當豐富的機械制造經驗。但當時的我國面臨的卻是和他們相差百年的空白,這就導致國內整個機械行業(yè)都非常弱勢,甚至是早些年國內人買車,你要是給他推薦國產車,那他說不定還能跟你急眼。就拿目前的國內的這個發(fā)動機領域來說,想領先美國并非易事,但也不是絕對不能的事,只要我們能繼續(xù)保持現(xiàn)在的發(fā)展勢頭,追平西方國家的發(fā)動機領域是指日可待。當然有更簡單更便利的方法,那就是希望美國像蘇聯(lián)一樣垮掉。