我跟你說一件很多人不知道的事。
全世界能造大推力軍用渦扇發動機的國家,就3個:
美國、俄羅斯、中國。
日本不行,德國不行,法國差一截,英國也差一截,印度喊了幾十年要搞,現在還在喊。
就這三個國家,牢牢把著這扇門。
其他國家想進來,先掂量掂量自己幾斤幾兩。
什么叫大推力?
先解釋一下什么叫大推力軍用渦扇發動機。
發動機就是飛機的心臟。
大推力的意思,就是這顆心臟特別強,能讓飛機飛得又快又高,還能帶著武器滿天跑。
通常說的標準是加力推力超過12噸,給重型戰斗機、五代機用。
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造一臺手表很難,造一臺汽車發動機更難,造一臺航空發動機,難度再高一個臺階。
造一臺軍用大推力渦扇發動機,那是,在最頂尖的臺階上再往上跳。
全世界大多數工業強國,就卡在這里上不去。
美,俄兩國
先說美國。
兩個大巨頭,通用電氣和普惠,是這個行業里最老的兩個玩家。
技術積累厚,后面的國家追起來都費勁。
普惠給F-22戰斗機造的F119發動機,推力15.9噸,推重比超過10。
推重比什么意思?
就是發動機自重一公斤,能產生多少公斤的推力。
超過10,相當于發動機舉起比自身重十倍的東西往天上飛,這在工程上是極端困難的事。
更厲害的是給F-35用的F135,加力推力超過19噸,是目前全世界現役戰斗機里最強的軍用渦扇。
全球服役數量最多的五代機,心臟就是這臺。
普惠能造出這兩臺,不是天才突然開了竅。
從二戰之后幾十年,一臺接一臺,慢慢堆出來的技術積累。
中間花了多少錢,燒掉了多少臺失敗的發動機,外人根本不知道。
俄羅斯,繼承了蘇聯的家底。
蘇聯時代,留下來的兩個設計局,留里卡-土星和克里莫夫,是俄羅斯航發的兩根柱子,這兩個單位培養了好幾代頂尖工程師。
當年蘇-27,能在航展上表演眼鏡蛇機動把全世界飛行員看傻,靠的就是AL-31那臺發動機。
俄羅斯,現在最拿得出手的新東西。
是裝在蘇-57上的“產品30”,推力18噸。
這臺發動機俄羅斯研發了很多年,中間磕磕碰碰,但總算出來了。
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還有一個值得單獨說。
NK-32,裝在圖-160戰略轟炸機上,推力25噸,這是目前全世界推力最大的軍用渦扇。
圖-160飛起來的時候,四臺NK-32一起轟鳴。
光聲音就能把附近的玻璃震得嗡嗡響,那是目前世界上最重的戰略轟炸機,俄羅斯就靠著這臺發動機撐著。
再說中國
再說中國,我覺得很多人沒有意識到中國在這件事上走了多遠。
中國航空發動機的歷史,是一部被卡脖子、然后硬撐著爬上來的歷史。
上世紀六七十年代,中國仿制蘇聯的渦噴-7,連那個都磕磕絆絆。
進入八九十年代,中國想給殲-10配自己的發動機。
搞了很多年,中間失敗了很多次,消息很少出來,但研發失敗、試車事故,那些代價是真實發生過的。
渦扇-10“太行”是一個轉折點,這臺發動機從立項到真正批量裝備部隊,前后花了將近二十年。
被外界嘲諷了無數次,說中國永遠造不出來,說中國只能靠俄羅斯的發動機活著。
后來太行出來了。
最新的C型推力超過14噸。
裝在殲-10、殲-11、殲-16上面,已經大批量列裝,不再是樣品,是真正跑在戰斗機上的量產品。
然后是渦扇-15“峨眉”,給殲-20專門研發。
預計推力18噸級,推重比超過10,這是中國第一臺真正意義上的五代機專用大推力發動機。
殲-20,早期用的是太行的改進型先撐著。
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2022年之后,有消息顯示渦扇-15開始裝機測試。
按照這個節奏往下走,殲-20全面換裝渦扇-15只是時間問題。
中國走到現在這一步,花了多少錢,多少人把青春和頭發全押進去了,局外人算不清楚。
但從仿制到自主,從差一截到追上來。
這個過程很多人輕描淡寫,實際上每一步都不輕松。
那其他工業強國為什么做不到?
這才是真正有意思的地方。
日本的工業水平,汽車、機器人、精密制造,放全球都是頂尖。
但,日本造不了大推力軍用渦扇。
日本的戰斗機F-2,發動機是美國通用電氣的F110,買來裝上去的,F-35日本也買,發動機還是美國的。
日本不是沒試過,研發過一臺叫XF9-1的發動機。
推重比號稱可以達到10以上,推力目標是15噸。
但XF9-1到現在為止還停在樣機階段,沒有進入量產,服役的戰機還是用美國發動機。
德國就更不用說了。
二戰結束之后,德國的軍事工業受到嚴格限制。
航空發動機領域的頂尖人才,相當一部分被美國和蘇聯帶走了。
后來德國參與了EJ200的聯合研發,那是給臺風戰斗機用的,推力9噸,中等推力的級別。
大推力,沒有。
法國的M88發動機,給陣風戰斗機用,推力7.5到9噸。
算是法國自己的東西。
但這個推力等級,跟大推力還差一檔,法國現在也沒有獨立研發大推力軍用渦扇的計劃。
英國有EJ200和RB199,跟法國差不多,都是中等推力,大推力沒有。
為什么這件事這么難?
軍用大推力渦扇發動機的渦輪葉片,在工作狀態下要承受超過1700攝氏度的高溫。
鋼鐵,在這個溫度早就化成水了。
葉片不能化,還要保持形狀、保持強度、保持精度,同時還要高速旋轉,葉片尖端的線速度超過音速,葉片還不能飛出去。
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這個葉片要怎么造?
材料要怎么配方?
冷卻氣道怎么設計?涂層怎么做?
每一個問題單獨拿出來,都是博士論文級別的難題。
把這些問題全解決了,還要讓發動機整體協調運轉,連接處的密封,控制系統的精度。
每個零件的加工公差,全部都要同時解決。
這就是為什么全世界只有三個國家能做到,不是別的國家工程師不聰明,是這件事要求的技術積累,沒有幾十年根本攢不出來。
有一個細節,很說明問題
二戰之后,英國有一段時間是航空發動機領域的頂尖玩家。
英國羅爾斯·羅伊斯,就是現在造豪車發動機那個公司,當年也造軍用發動機,做得相當不錯。
1946年,英國決定向蘇聯出售尼恩和德文特渦噴發動機,總共賣了55臺,理由是促進商業合作。
當時美國人看了目瞪口呆,覺得英國人瘋了。
蘇聯拿到這批發動機之后,立刻仿制。
搞出了РД-45,裝在米格-15上面,米格-15在朝鮮戰場上和美國的F-86打得有來有往,相當兇悍。
美國飛行員第一次在戰場上碰到這個對手,嚇了一跳。
英國把核心技術賣出去,幫蘇聯的航空工業往前跨了一大步。
這筆買賣做完,英國的軍用大推力發動機領域,慢慢就跟上面幾個頂尖玩家拉開距離了,再也沒有追回來過。
一個決策,影響了幾十年的格局,技術這件事,失去了再想追,代價巨大。
中國走到今天這一步,是真的不容易。
早年蘇聯援助的時候,中國接觸到了一些發動機技術。
后來中蘇關系破裂,蘇聯專家撤走,圖紙帶走,中國只能靠著留下來的一點東西,自己慢慢摸索。
摸了幾十年,太行出來了,峨眉出來了,殲-20用上了自己的發動機。
這件事在全世界航空圈里,不是不引人注意的。
美俄那兩扇門,關了那么多年,第三個人擠進來了,而且還在往里走。
就這三家,就這一件事,往后還有很多值得看的地方。
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