一、航空發(fā)動(dòng)機(jī)中國能造嗎
中國能造航空發(fā)動(dòng)機(jī)。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(dòng)機(jī),被用于J11等多個(gè)機(jī)型,因此說,中國很早就能造飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)了。
目前世界上,能夠建造航空發(fā)動(dòng)機(jī)的國家有五個(gè),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(dòng)機(jī)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(huì)超過西方國家。
其實(shí),航空發(fā)動(dòng)機(jī)一直是我國空軍的一塊心病,由于我國的航空發(fā)動(dòng)機(jī)工業(yè)起步比較晚、相關(guān)經(jīng)驗(yàn)不足,很多國家都對(duì)我國技術(shù)上的封鎖。中國在很長一段時(shí)間都依賴國外進(jìn)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(gè)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(dòng)機(jī)了,但是建造的航空發(fā)動(dòng)機(jī)水平仍然達(dá)不到西方國家。
二、我國為何造不出一流的航空發(fā)動(dòng)機(jī)
相信很多關(guān)注中國航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的軍迷都聽過一個(gè)很典型的結(jié)論,中國航空發(fā)動(dòng)機(jī)不好是因?yàn)橹袊牟牧喜恍?。甚至還有人會(huì)添油加醋的說,中國發(fā)動(dòng)機(jī)的圖紙都畫出來了,但是因?yàn)椴牧系脑蚋揪驮觳怀鰜?。這個(gè)說法其實(shí)也并不無道理,中國的航空發(fā)動(dòng)機(jī)確實(shí)會(huì)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(dòng)機(jī)的根本問題,而這個(gè)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(dòng)機(jī)中的很多故障最直接的表現(xiàn)就是發(fā)動(dòng)機(jī)里的零件出現(xiàn)斷裂,比如說航空發(fā)動(dòng)機(jī)就經(jīng)常出現(xiàn)葉片斷裂,還有發(fā)動(dòng)機(jī)中比較嚴(yán)重的渦輪斷裂、包容失效事故。一個(gè)零件之所以會(huì)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?yàn)檫@個(gè)材料已經(jīng)承受不住外界對(duì)自身施加的負(fù)荷,因此選擇罷工而出現(xiàn)斷裂。
而且發(fā)動(dòng)機(jī)零件的工作環(huán)境也非常復(fù)雜,在工作時(shí)零件承受的遠(yuǎn)不止靜力這么簡單,而是處在一個(gè)震動(dòng)的環(huán)境中,在這種環(huán)境中,零件受到的力是動(dòng)態(tài)的,忽大忽小,所以在這樣不規(guī)則的震動(dòng)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(dòng)機(jī)的故障一般都是因?yàn)榱慵趶?fù)雜的工作狀態(tài)下,它承受不住震動(dòng)帶來的壓力,所以它才選擇進(jìn)行自我了斷。
這時(shí)可能就會(huì)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(dòng)應(yīng)力的材料,這不正說明了中國航空發(fā)動(dòng)機(jī)不行就是因?yàn)椴牧喜缓脝幔科鋵?shí)啊,這時(shí)候我們就不能去怪材料不好了。舉個(gè)最簡單的例子,如果一個(gè)人開槍打死了另一個(gè)人,那么你能說被打死的人是因?yàn)轭^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(qiáng)自己的頭骨嗎?這種說法其實(shí)是非?;闹嚨模敕乐贡蝗藰寶⒌淖詈棉k法就是抓住那個(gè)開槍的人,而我國的航空發(fā)動(dòng)機(jī)亦是如此。因此,我們要去尋找材料內(nèi)部振動(dòng)應(yīng)力大的原因,而不是去責(zé)怪材料不夠堅(jiān)強(qiáng)。
其實(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)中的振動(dòng)不是普通的震動(dòng),而是共振,所謂的共振就是如果你用一個(gè)固定的頻率快速敲擊一個(gè)物體時(shí),就會(huì)發(fā)現(xiàn)在某個(gè)特定的敲擊速度上,這個(gè)物體居然會(huì)越振越厲害,以至于到最后根本就停不下來。比如說小時(shí)候最喜歡玩的蕩秋千、推秋千的人再用某個(gè)頻率反復(fù)推秋千時(shí),秋千就會(huì)越蕩越厲害,所以再推到一定程度時(shí)就必須要停手,不然就能會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn),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(dòng)機(jī)中的震動(dòng)。但是造成發(fā)動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生振動(dòng)的原因卻是多種多樣的,比如高速轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)子,如果設(shè)計(jì)不好,就會(huì)產(chǎn)生共振,另外還有氣流的流動(dòng),燃料燃燒時(shí)的波動(dòng),都會(huì)造成發(fā)動(dòng)機(jī)中零件的振動(dòng)。
其實(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的葉片上就有減震的技術(shù),這種技術(shù)叫作錯(cuò)頻減震,簡單來說就是讓一個(gè)輪盤上的很多個(gè)葉片之間有略微的差異,防止一個(gè)葉片振動(dòng),帶動(dòng)其它所有葉片振動(dòng)。這個(gè)措施根本不需要改變材料,只需要改變設(shè)計(jì)就足夠了。所以說設(shè)計(jì)能力是解決這些航空發(fā)動(dòng)機(jī)問題的根本措施。
雖然改進(jìn)材料的確可以增強(qiáng)發(fā)動(dòng)機(jī)材料的壽命,但這些改動(dòng)僅僅是錦上添花罷了。設(shè)計(jì)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(dòng)機(jī)技術(shù)雖然已經(jīng)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(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)制造行業(yè)還存在著哪些困難,我們又該如何實(shí)現(xiàn)彎道超車呢?非要說的話,發(fā)動(dòng)機(jī)這個(gè)領(lǐng)域還真不好彎道超車。就目前來說,發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域是無法急功近利的,不管是從材料還是工藝以及技術(shù)方面來看,這是經(jīng)過長期的經(jīng)驗(yàn)積累的,即便我們能從俄羅斯購買先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī),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(dòng)機(jī),而一個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)里面有千千萬萬個(gè)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(dòng)機(jī)行業(yè)的難點(diǎn)之一。
但要說最大的難點(diǎn)還得是時(shí)間差距,不過要說這個(gè)話題就得提一下發(fā)動(dòng)機(jī)的原理,這個(gè)原理在內(nèi)燃機(jī)存在的200多年里從未變過,就是燃料燃燒是氣體膨脹推動(dòng)活塞做功。這種科學(xué)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(xué)。
這方面我們都懂,畢竟我國的高等科學(xué)教育是非常成功的,但是傳統(tǒng)工業(yè)的工程學(xué)教育卻差強(qiáng)人意,生產(chǎn)技術(shù)和理論嚴(yán)重脫節(jié)。最主要還是因?yàn)樵谌祟愡M(jìn)入電氣時(shí)代之前,西方國家有過一段特殊的時(shí)期,這段時(shí)期是機(jī)械工業(yè)飛速發(fā)展的一段時(shí)期,被人們譽(yù)為是大蒸汽時(shí)代。
這期間幾乎所有能動(dòng)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(shí)間沒有接受科學(xué)的洗禮,再加上少部分民族資產(chǎn)后來也被帝國主義壓迫致殘,所以我們基本沒有任何技術(shù)上的積累。再后來,我國開始進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域的摸索,而美、日、德等國都已經(jīng)開展了工業(yè)改革,并擁有了先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)。
那時(shí)的西方國家已經(jīng)具備相當(dāng)豐富的機(jī)械制造經(jīng)驗(yàn)。但當(dāng)時(shí)的我國面臨的卻是和他們相差百年的空白,這就導(dǎo)致國內(nèi)整個(gè)機(jī)械行業(yè)都非常弱勢,甚至是早些年國內(nèi)人買車,你要是給他推薦國產(chǎn)車,那他說不定還能跟你急眼。就拿目前的國內(nèi)的這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域來說,想領(lǐng)先美國并非易事,但也不是絕對(duì)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(dòng)機(jī)領(lǐng)域是指日可待。當(dāng)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。