一、航空發動機中國能造嗎
中國能造航空發動機。截至2015年(nian)底,中航(hang)工業就已向人民解(jie)放軍交(jiao)付大批渦扇10發動機(ji),被(bei)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(zao)航(hang)空發動機的(de)國(guo)家有五個(ge),其中有美國(guo)、英國(guo)、法國(guo)、俄(e)羅斯、中國(guo)。雖然(ran)我國(guo)也是能(neng)建(jian)造(zao)航(hang)空發動機的(de)國(guo)家,但是與(yu)西方(fang)國(guo)家相比,還(huan)有著很大的(de)落后,我國(guo)還(huan)需要多(duo)多(duo)追趕(gan)。雖然(ran)現在還(huan)與(yu)西方(fang)國(guo)家有一定的(de)差距,相信在不久的(de)將來一定會超(chao)過西方(fang)國(guo)家。
其實,航空(kong)(kong)發動機(ji)(ji)一(yi)直(zhi)是(shi)(shi)我(wo)(wo)國(guo)(guo)(guo)(guo)空(kong)(kong)軍(jun)的(de)一(yi)塊心病,由于我(wo)(wo)國(guo)(guo)(guo)(guo)的(de)航空(kong)(kong)發動機(ji)(ji)工業(ye)起步比較晚、相關經(jing)驗(yan)不足,很多(duo)國(guo)(guo)(guo)(guo)家(jia)都對我(wo)(wo)國(guo)(guo)(guo)(guo)技術上的(de)封(feng)鎖。中國(guo)(guo)(guo)(guo)在(zai)很長一(yi)段(duan)時間(jian)都依賴國(guo)(guo)(guo)(guo)外進口。如今,在(zai)我(wo)(wo)國(guo)(guo)(guo)(guo)科(ke)研人員勇(yong)往直(zhi)前的(de)開(kai)拓疆域,終于打破這個限制,讓所謂的(de)短板成為(wei)過去(qu)式。我(wo)(wo)國(guo)(guo)(guo)(guo)也是(shi)(shi)能(neng)建造航空(kong)(kong)發動機(ji)(ji)了,但(dan)是(shi)(shi)建造的(de)航空(kong)(kong)發動機(ji)(ji)水平仍然達不到西方(fang)國(guo)(guo)(guo)(guo)家(jia)。
二、我國為何造不出一流的航空發動機
相信(xin)很多關注中國(guo)航空(kong)發(fa)(fa)動機(ji)發(fa)(fa)展的(de)(de)(de)(de)軍迷都聽過一個很典型的(de)(de)(de)(de)結論,中國(guo)航空(kong)發(fa)(fa)動機(ji)不(bu)好是(shi)(shi)因為中國(guo)的(de)(de)(de)(de)材料(liao)不(bu)行。甚至還(huan)有人會(hui)添油加醋的(de)(de)(de)(de)說,中國(guo)發(fa)(fa)動機(ji)的(de)(de)(de)(de)圖(tu)紙都畫出(chu)來(lai)了,但是(shi)(shi)因為材料(liao)的(de)(de)(de)(de)原因根本就造不(bu)出(chu)來(lai)。這(zhe)個說法其實(shi)也(ye)并不(bu)無道理,中國(guo)的(de)(de)(de)(de)航空(kong)發(fa)(fa)動機(ji)確實(shi)會(hui)面臨材料(liao)上的(de)(de)(de)(de)問題,但是(shi)(shi)材料(liao)的(de)(de)(de)(de)問題并不(bu)是(shi)(shi)制(zhi)約中國(guo)航空(kong)發(fa)(fa)動機(ji)的(de)(de)(de)(de)根本問題,而這(zhe)個問題也(ye)不(bu)是(shi)(shi)僅靠發(fa)(fa)展材料(liao)就能解決的(de)(de)(de)(de)。
簡單的(de)來說,航空發(fa)動機(ji)中的(de)很多故障(zhang)最直接的(de)表現就是發(fa)動機(ji)里的(de)零(ling)(ling)件出(chu)(chu)現斷(duan)裂(lie)(lie),比如(ru)說航空發(fa)動機(ji)就經常出(chu)(chu)現葉(xie)片斷(duan)裂(lie)(lie),還有(you)發(fa)動機(ji)中比較嚴(yan)重的(de)渦輪斷(duan)裂(lie)(lie)、包容失效事(shi)故。一(yi)個(ge)(ge)零(ling)(ling)件之所以會出(chu)(chu)現斷(duan)裂(lie)(lie),并不是跟那些豆腐渣工(gong)程一(yi)樣偷(tou)工(gong)減料(liao)了,而是因為這個(ge)(ge)材料(liao)已經承(cheng)受不住外界對自身施加的(de)負荷,因此(ci)選擇罷(ba)工(gong)而出(chu)(chu)現斷(duan)裂(lie)(lie)。
而(er)且發動(dong)機零(ling)件(jian)的(de)(de)(de)工作(zuo)環境也(ye)非常復(fu)(fu)雜(za),在工作(zuo)時零(ling)件(jian)承(cheng)受(shou)的(de)(de)(de)遠不止(zhi)靜(jing)力這么簡(jian)單,而(er)是(shi)處(chu)在一個震動(dong)的(de)(de)(de)環境中,在這種(zhong)環境中,零(ling)件(jian)受(shou)到的(de)(de)(de)力是(shi)動(dong)態的(de)(de)(de),忽大(da)忽小,所(suo)以(yi)在這樣(yang)不規則的(de)(de)(de)震動(dong)作(zuo)用(yong)下,材料的(de)(de)(de)損壞速度要加快很多。總的(de)(de)(de)來說就是(shi)航(hang)空發動(dong)機的(de)(de)(de)故障一般都(dou)是(shi)因為零(ling)件(jian)在復(fu)(fu)雜(za)的(de)(de)(de)工作(zuo)狀態下,它(ta)承(cheng)受(shou)不住震動(dong)帶(dai)來的(de)(de)(de)壓力,所(suo)以(yi)它(ta)才選(xuan)擇進行自我(wo)了(le)斷。
這(zhe)(zhe)時可能就(jiu)會有人(ren)(ren)說了(le),既然(ran)材(cai)(cai)料承(cheng)受不(bu)(bu)(bu)(bu)住這(zhe)(zhe)么大(da)的(de)陣容(rong)壓(ya)力,那就(jiu)發(fa)明出能承(cheng)受這(zhe)(zhe)么大(da)振動(dong)(dong)應(ying)力的(de)材(cai)(cai)料,這(zhe)(zhe)不(bu)(bu)(bu)(bu)正說明了(le)中國(guo)航(hang)(hang)空(kong)發(fa)動(dong)(dong)機不(bu)(bu)(bu)(bu)行就(jiu)是(shi)(shi)因為(wei)材(cai)(cai)料不(bu)(bu)(bu)(bu)好嗎?其(qi)實啊,這(zhe)(zhe)時候我們(men)(men)(men)就(jiu)不(bu)(bu)(bu)(bu)能去(qu)(qu)怪(guai)材(cai)(cai)料不(bu)(bu)(bu)(bu)好了(le)。舉個最(zui)(zui)簡單的(de)例(li)子,如果一個人(ren)(ren)開槍(qiang)打(da)死(si)(si)了(le)另一個人(ren)(ren),那么你能說被(bei)打(da)死(si)(si)的(de)人(ren)(ren)是(shi)(shi)因為(wei)頭骨不(bu)(bu)(bu)(bu)硬嗎?然(ran)后(hou)(hou)米國(guo)人(ren)(ren)以(yi)后(hou)(hou)為(wei)防止被(bei)槍(qiang)殺,他們(men)(men)(men)就(jiu)去(qu)(qu)鍛煉增強自己的(de)頭骨嗎?這(zhe)(zhe)種說法(fa)其(qi)實是(shi)(shi)非常(chang)荒謬的(de),想防止被(bei)人(ren)(ren)槍(qiang)殺的(de)最(zui)(zui)好辦法(fa)就(jiu)是(shi)(shi)抓(zhua)住那個開槍(qiang)的(de)人(ren)(ren),而我國(guo)的(de)航(hang)(hang)空(kong)發(fa)動(dong)(dong)機亦是(shi)(shi)如此(ci)。因此(ci),我們(men)(men)(men)要去(qu)(qu)尋(xun)找材(cai)(cai)料內部振動(dong)(dong)應(ying)力大(da)的(de)原因,而不(bu)(bu)(bu)(bu)是(shi)(shi)去(qu)(qu)責怪(guai)材(cai)(cai)料不(bu)(bu)(bu)(bu)夠堅強。
其實發(fa)動機中(zhong)的振(zhen)動不(bu)(bu)是普通的震(zhen)動,而(er)是共(gong)振(zhen),所(suo)謂(wei)的共(gong)振(zhen)就(jiu)(jiu)是如果你用(yong)一(yi)個(ge)固定的頻率快速敲擊(ji)一(yi)個(ge)物(wu)體(ti)時(shi),就(jiu)(jiu)會發(fa)現(xian)(xian)在某個(ge)特(te)定的敲擊(ji)速度上,這個(ge)物(wu)體(ti)居然會越(yue)振(zhen)越(yue)厲害,以(yi)(yi)至(zhi)于到最(zui)后根本(ben)就(jiu)(jiu)停(ting)不(bu)(bu)下來。比如說小時(shi)候最(zui)喜歡玩(wan)的蕩(dang)秋千、推秋千的人再用(yong)某個(ge)頻率反(fan)復推秋千時(shi),秋千就(jiu)(jiu)會越(yue)蕩(dang)越(yue)厲害,所(suo)以(yi)(yi)再推到一(yi)定程度時(shi)就(jiu)(jiu)必須要停(ting)手,不(bu)(bu)然就(jiu)(jiu)能(neng)會出現(xian)(xian)危險(xian),而(er)這就(jiu)(jiu)是共(gong)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(dong)(dong)(dong)(dong)。但(dan)是(shi)造(zao)成發(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)中產生振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)(dong)(dong)的(de)原因卻是(shi)多種多樣的(de),比如高速轉動(dong)(dong)(dong)(dong)的(de)轉子,如果設計(ji)不好(hao),就會(hui)產生共振(zhen)(zhen),另外還(huan)有氣流的(de)流動(dong)(dong)(dong)(dong),燃(ran)料(liao)燃(ran)燒(shao)時的(de)波動(dong)(dong)(dong)(dong),都會(hui)造(zao)成發(fa)動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)中零(ling)件(jian)的(de)振(zhen)(zhen)動(dong)(dong)(dong)(dong)。
其實(shi)發(fa)動(dong)(dong)(dong)機的(de)葉片上就有(you)減震的(de)技(ji)術(shu),這種技(ji)術(shu)叫作錯頻減震,簡單來說就是讓一個(ge)(ge)輪盤上的(de)很多個(ge)(ge)葉片之間有(you)略微(wei)的(de)差異,防止一個(ge)(ge)葉片振動(dong)(dong)(dong),帶動(dong)(dong)(dong)其它(ta)所(suo)有(you)葉片振動(dong)(dong)(dong)。這個(ge)(ge)措施(shi)根本(ben)不需要改(gai)變材料,只(zhi)需要改(gai)變設計就足夠了。所(suo)以說設計能(neng)力是解(jie)決這些航空發(fa)動(dong)(dong)(dong)機問題的(de)根本(ben)措施(shi)。
雖(sui)然(ran)改(gai)進材料(liao)的確(que)可以增(zeng)強(qiang)發動(dong)(dong)機(ji)材料(liao)的壽命,但這些改(gai)動(dong)(dong)僅僅是(shi)錦上添花罷了。設(she)計能(neng)力提不上去,這一切都是(shi)白搭。目前中國擁有的航空發動(dong)(dong)機(ji)技術(shu)雖(sui)然(ran)已經僅次于美國、俄羅(luo)斯(si),但仍然(ran)跟世界一流的水平存在(zai)著差距,并且拿整(zheng)體的發動(dong)(dong)機(ji)制造業來說,也(ye)是(shi)落后(hou)于日本和德(de)國的。
那么(me)中國(guo)的發(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)制造(zao)行(xing)業還存在著哪些困難(nan),我們(men)又該如何實(shi)現彎道超(chao)車呢?非要(yao)說的話,發(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)這個領域(yu)(yu)還真不好(hao)彎道超(chao)車。就(jiu)目前來說,發(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)領域(yu)(yu)是(shi)(shi)無(wu)法急功(gong)近利(li)的,不管是(shi)(shi)從材料(liao)還是(shi)(shi)工藝(yi)以及技術方面來看(kan),這是(shi)(shi)經過長期(qi)的經驗積累的,即便我們(men)能從俄羅斯(si)購買先(xian)進的發(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji),但(dan)就(jiu)算(suan)我們(men)用了他們(men)的圖紙(zhi)(zhi),也很難(nan)做出(chu)一(yi)款(kuan)一(yi)模(mo)一(yi)樣的發(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji),而一(yi)個發(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)里面有千千萬(wan)(wan)萬(wan)(wan)個零件(jian),就(jiu)算(suan)是(shi)(shi)有圖紙(zhi)(zhi)都需要(yao)很久才能拼成,所以這就(jiu)是(shi)(shi)中國(guo)發(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)行(xing)業的難(nan)點之一(yi)。
但(dan)要(yao)說最(zui)大的(de)(de)難點還得(de)是(shi)時(shi)間(jian)差距,不過(guo)要(yao)說這個話題就(jiu)得(de)提一(yi)下發動機的(de)(de)原理,這個原理在內燃(ran)機存在的(de)(de)200多年里從未(wei)變過(guo),就(jiu)是(shi)燃(ran)料燃(ran)燒是(shi)氣(qi)體膨脹推動活塞做功。這種科(ke)學雖然(ran)說起來(lai)很容易,但(dan)是(shi)想(xiang)把(ba)功率(lv)(lv)提上去,重量減(jian)下去,壽命延長,效率(lv)(lv)提高,可以說是(shi)無窮(qiong)無盡的(de)(de)長征科(ke)學。
這方(fang)面我們(men)都懂,畢竟(jing)我國的高等科學(xue)教育(yu)是非常(chang)成(cheng)功的,但是傳(chuan)統工業的工程學(xue)教育(yu)卻(que)差強人意(yi),生(sheng)產(chan)技術和理論嚴重脫節。最(zui)主(zhu)要還是因(yin)為在人類進入電氣時代之(zhi)前,西方(fang)國家有過一(yi)段特殊的時期(qi),這段時期(qi)是機械工業飛速發(fa)展的一(yi)段時期(qi),被(bei)人們(men)譽(yu)為是大蒸汽時代。
這(zhe)期(qi)間(jian)幾(ji)乎所有能動(dong)的(de)東(dong)西都(dou)是齒(chi)輪極限,其繁榮程度(du)堪稱前無古人,后(hou)(hou)無來者。而我們由(you)于這(zhe)段(duan)時間(jian)沒有接(jie)受(shou)科學(xue)的(de)洗禮,再加上(shang)少部分民族資(zi)產后(hou)(hou)來也被帝國主義(yi)壓迫致殘,所以(yi)我們基本沒有任何技(ji)術(shu)上(shang)的(de)積(ji)累(lei)。再后(hou)(hou)來,我國開始進入發動(dong)機領域(yu)的(de)摸索,而美、日、德等國都(dou)已經開展了工業改革,并擁有了先進的(de)發動(dong)機技(ji)術(shu)。
那時的(de)(de)西方國(guo)(guo)(guo)家(jia)已經具備相當(dang)豐(feng)富的(de)(de)機(ji)(ji)械制造經驗。但當(dang)時的(de)(de)我國(guo)(guo)(guo)面臨的(de)(de)卻(que)是(shi)和(he)他們相差百年的(de)(de)空白,這就導致國(guo)(guo)(guo)內(nei)(nei)整個(ge)機(ji)(ji)械行業都非(fei)常弱勢,甚至是(shi)早(zao)些年國(guo)(guo)(guo)內(nei)(nei)人買(mai)車,你(ni)(ni)要是(shi)給(gei)他推薦國(guo)(guo)(guo)產車,那他說不定還能跟你(ni)(ni)急眼。就拿目前的(de)(de)國(guo)(guo)(guo)內(nei)(nei)的(de)(de)這個(ge)發(fa)(fa)(fa)動機(ji)(ji)領(ling)(ling)域來說,想領(ling)(ling)先美國(guo)(guo)(guo)并(bing)非(fei)易事,但也(ye)不是(shi)絕(jue)對不能的(de)(de)事,只要我們能繼(ji)續保(bao)持(chi)現(xian)在的(de)(de)發(fa)(fa)(fa)展勢頭,追平西方國(guo)(guo)(guo)家(jia)的(de)(de)發(fa)(fa)(fa)動機(ji)(ji)領(ling)(ling)域是(shi)指日可待。當(dang)然有更(geng)簡單更(geng)便利(li)的(de)(de)方法,那就是(shi)希望美國(guo)(guo)(guo)像蘇聯一樣垮(kua)掉(diao)。