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专家称中国发动机有三大难关 设计加工材料都不行

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专家称中国发动机有三大难关 设计加工材料都不行

环球时报特约记者报道:近日有国内媒体报道称,中国空军专家乔良在接受采访时表示,可用于运-20大型运输机的国产发动机正在研制中,而且“已接近尾声”。

与此同时,关于国产发动机2013年将实现“七机首飞”和“两机立项”的消息也引发广泛关注。曾经为人诟病的中国航空工业“心脏病”的问题似乎有望在未来几年得到缓解。然而,研制先进发动机并非“毕其功于一役”的事,中国国产航空动力装置的发展,还需要多些耐心。

国产发动机想打翻身仗

近日,军事专家、空军指挥学院乔良少将在接受媒体采访时表示,目前,运-20安装了4台俄罗斯的D-30发动机,推力略小。但我国正在研发的用于运-20的国产发动机已接近尾声,而且未来运-20的载重量还能再提升10吨左右。

这种表态,似乎暗示中国大飞机的发动机性能要超过D-30很多。而在此之前的2月5日,中航工业发动机2013年度工作会在北京召开。会议透露2012年实现了“六机首飞”和“四机鉴定”, 2013年发动机公司将力争实现“七机首飞”和“两机立项”。

从数量上看,中国的航空动力产业已经进入了一个大发展的时期。去年年底,中航工业公布了国产航空发动机追赶世界先进水平的“三步走”战略:最终目标是确保和发达国家“并驾齐驱”,而近期目标是到2015年左右达到西方先进国家80年代的水平。中航工业董事长林左鸣则希望用5年时间在“十二五”期间打一个航空发动机的翻身仗。



中国军事专家王亚男25日在接受《环球时报》采访时称,乐观估计,5年之内,保守估计10年之内,中国的完全自主知识产权、具有国际先进水平发动机将取得重大突破。最重要的一个军用发动机型号“太行”的一比一样机,已经在珠海航展上亮过相,相信距离量产不会太远了。

中国航空发动机差距在哪?

“心脏病”的问题,一直是困扰中国航空工业发展的瓶颈。目前,中国研制的歼-10、歼-20、歼-31以及“枭龙”,都被广泛认为是使用了俄罗斯的AL-31和RD-93发动机。

那么中国发动机和世界水准差在哪里?一名中国军事专家对《环球时报》记者说,高性能航空动力装置研发有“三难”:设计难、加工组装难、材料难。

航空发动机的零部件工作在高温、高压、高转速条件下,而且要有几千小时的工作寿命,达到很高的可靠性,这对设计、加工以及航空材料的要求非常高。中国发动机在上述三个领域都落后于世界先进水平。

由于在相当长一段时间内认识不到位,投入少,中国大多以仿制和授权生产为主,高性能发动机的工程经验非常少,发动机的研制也是“摸索着来”,在设计理论方面就落后于发达国家。

而在加工制造方面,则受制于整个基础工业水平和缺乏高素质工人的限制,例如涡轮盘出现零点几毫米的安装误差,发动机的性能就会降低10%。

在材料方面,目前国产最先进“太行”发动机仍未使用国外第三代航空动力装置广泛使用的单晶涡轮叶片和整体粉末冶金涡轮盘。上述几方面的差距累计起来,直接导致了目前发动机落后于飞机型号的局面。

王亚男则认为,在这三大难关之上,还有一个核心问题过去一直困扰中国航空工业。从建国开始,国产发动机很长时间之内都没有按照发动机研发的科学规律发展,而是发动机一直在追赶飞机型号,而一款发动机的研制周期要比研制飞机长得多,所以我们永远是疲于奔命。

直到世纪之交时,才开始重视发动机的预先研究和技术储备,军用的“太行”、大飞机的发动机“长江-1000”都得益于这种思想的转变。

很多人一直在纠结,为什么中国已经把卫星送上了天,运载火箭的可靠性和运载能力在国际上也数得着,为什么高性能的航空发动机却研制不出来?

一名中国军事专家告诉《环球时报》记者,先进涡扇发动机和火箭发动机相比,研制难度更大。火箭发动机的结构通常要比涡轮风扇发动机结构更为简单,而且大多数情况下是一次性使用,累计寿命也就几分钟。

另外,在大众眼中,评价火箭性能优劣的指标无非是可靠性、运载能力和经济性,而只做到这几个指标优秀并不难。这就形成了中国火箭“先进”的印象。


实际上,就运用的具体技术而言,中国火箭在世界各国中的地位和航空发动机基本持平。

中国目前现役的最先进的“长征-3号”运载火箭采用的液氢液氧发动机,与欧洲的“阿里亚娜-5”、日本的H-2A火箭使用的发动机,在很多技术指标上都有较大差距。

而中国正在研制的“长征-5号”运载火箭,国际上同类性能的产品也已出现二三十年了。

学技术,更要学理念

航空发动机从很大程度上决定了一种机型的性能,决定了一支空军的水平,体现一个国家航空甚至是整个基础工业的水平。发动机不仅仅决定了飞机的命运。

美国在航空发动机核心机基础上研发的LM2500燃气轮机成为西方大多数驱逐舰、护卫舰的动力装置。美国通用电气公司就在GE9核心机的基础上,经过一系列改进,衍生出F101、F404、F110、CMF56等型号发动机,用于满足B-1B战略轰炸机、F/A-18系列舰载战斗机、F-15和F-16战斗机以及众多民航客机的动力需求。

王亚男认为,研制核心机已经是国际航空发展的重要趋势之一。中国的“太行”绝对可以看做是一颗中国航空发动机的种子,一旦它发芽,将开出百种花千种花。中国应学习西方军事大国的发动机预研机制,美国的某一型号发动机从立项到生产过程很短,这是因为美国军方和工程方始终在对发动机的材料、总体设计、燃气循环的处理等子领域进行预先研究,五角大楼每年都有很多的发动机预研的立项,每年都要投资,有些项目甚至进行了几十年。这些才是美国发动机持续进步的关键。
作者:张亦弛 罗山爱 刘扬
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我们国家航空发动机的研究水平和国外相差大约20年,但是其中有一些技术是和国外相当的,只是受到材料制造工艺水平以及理论基础等的限制,在某些关键问题上与国外有一定程度的差距,这样的差距,投入人力物力和财力,是可以赶上的。毕竟我国现在是孤军奋战,闭门造车,研发难度和成本是非常高的,再加上国家这方面资源有限,尤其是高精尖的工业基础很薄弱,所以只有各行各业的人都做好了,我们的发动机才能真正做好。
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  • wj无为 金币 +5 发帖辛苦啦! 2013-2-28 10:07

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20年?搞笑吧。至少50年。
基础科学这么差,不说别的看看人家大学在干什么我们大学在干什么就知道差距了。
同样是本国最高学府,人家哈佛,麻省理工都在干什么,清华北大干什么?
没有优秀的人才输出怎么可能有好的科学家?中国一开始搞出成绩的一批科学家那都是国外留学回来的-而且都是最优秀的
那个千人返回计划召回来的都是一些搞经济的,一些忽悠研究经费的。
真正在国外有过重大研究的基础科学上有建树的科学家几乎没几个。
美国当年也弄个千人计划(回旋针行动)从德国招募纳粹科学家。看看人家招募的质量,在看看中国弄回来的质量
所有科学研究都是建立在基础科学的研究上的。
材料学上不去,设计自然上不去,制造也就上不去。别走老路子呀!!(-_-#似乎已经晚了...)
走了30年才发现单纯的社会主义没意义,才掉头走具有中国特色的社会主义,
科学上也是,当初一大批优秀的科学家,因为搞出一些不同寻常的东西,居然被打成唯心主义。
那个啥大革命搞掉多少优秀科学家。
除了材料学,设计,制造,还有燃料研究,气动布局,软件模拟(现在比当初的好处是,现在可以使用大量的软件模拟,而不需要花大量的精力重复研究)
可是在中国软件技术落后(应该是没人做着方面研究,因为这样的软件设计本身也是非常吃力不讨好的。所以国内都用国外的,中国连三维造型软件都没有)
现在的流体模拟,热力学模拟,Anysys,电路板设计,甚至连PLC这么重要的东西大部分还得仰仗国外。
PLC有多重要不说都知道。绝大部分都是日本的。就这样那些愤青们还整天嚷嚷要和日本开战。你拿什么打?本国的工业控制系统几乎都是日本的PLC系统。
大学里搞软件开发的统统变成ACM了,数学建模,各种超算竞赛了。就和数学家不好好的研究新的数学理论整天搞奥数一样。能的图灵奖么?
能得菲尔兹奖么?不用说操作系统了,每个大学,应该是连大专都有编译原理课程,可是没一所大学开发出C\C++编译器的.操作系统更别说了
软件开发这个算是成本很低的工作,大学生都不做。研究材料学,设计,软件模拟这些工作哪里是一般大学生玩得起的?
勿在浮沙筑高台。古人都知道。老祖宗能这么NB也是仰仗着科学进步。现在我们却丢了这些东西。创新精神没了(都是微创新+抄袭+山寨)
中国的发动机遥遥无期。这个不是砸多少钱能解决的问题。
砸钱多就能拍出好电影么?显然是不可能的。砸钱多能造出好的发动机么?同样的答案。
人才呀人才~在这个除了知识什么都涨价的社会。也没什么好说的了。

[ 本帖最后由 妻液妹汁 于 2013-2-28 10:58 编辑 ]
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我们国家在材料技术,热处理,和精密加工上近几年才刚起步,我们还有很多路要走

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涡扇发动机的精巧 就在于它的的热处理 所以中国要研发高等级的涡扇还需时日

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制空权、飞机、空军,最近刚刚看完《战争和回忆》、《战争风云》,这是给我感觉最深的三个词。作者借主人公海军跨栏维克多-亨利的战争体验,说出了,现代战争,取胜之关键在于制空权,而制空权需要一支强大的空军,而一支强大的空军,必须要有飞机,自己的飞机,而需要自己的飞机,就必须要有自己的飞机制造工作。凭心而言,我一直以为,我们的空军和飞机制造应该还不错,虽然,在世界上不算好,但也不算差的吧,我的运载火箭能突破大气层进入太空,能把人送到太空中去,在大气层里转悠转悠也应该不在话下。但从2008年汶川大地震中我看出,原来我错了,我们的空军和飞机制造很差很差,不是差一点:我们的部队进入四川,坐的是国外生产的民用客机;抢险部队48小时内还进不了北川,灾情不明;堰塞湖抢险租用的俄罗斯的大型直升机。
去年底,我国最大的新闻之一就是,中国歼15在辽宁号上着陆起飞,舰上指挥人员那个潇洒的动作风迷全国,可曾想到,60年前其他国家已经做到了。如果我们不赶上去,如何保卫我们的海疆。
顶一下我们的科技人员们,辛苦了!
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中国军用发动机的问题短时间是解决不了的,从汽车发动机都可以看出差距了

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光说落后有什么用?能赶上吗?20年,如果体制不改变,永远赶不上!
为什么?人才啊,看看清华,北大,浙大,中国科大,毕业生80%都出国,
中国花重金给美国培养人才,竟做赔本的买卖.没有人才,能有先进技术吗?
体制不改变,西方对中国技术封锁,军事科技,先进武器封锁,技术闭塞,
就靠学习,模仿毛子的东西,要知道毛子的技术已经老旧了,落后美国一大截.
所以,你们就等吧1
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引用:
原帖由 妻液妹汁 于 2013-2-28 10:53 发表
20年?搞笑吧。至少50年。
基础科学这么差,不说别的看看人家大学在干什么我们大学在干什么就知道差距了。
同样是本国最高学府,人家哈佛,麻省理工都在干什么,清华北大干什么?
没有优秀的人才输出怎么可能有好的科学家?中国一开始搞出成绩的一批科学家那都是国外留学回来的-而且都是最优秀的
那个千人返回计划召回来的都是一些搞经济的,一些忽悠研究经费的。
真正在国外有过重大研究的基础科学上有建树的科学家几乎没几个。
美国当年也弄个千人计划(回旋针行动)从德国招募纳粹科学家。看看人家招募的质量,在看看中国弄回来的质量
所有科学研究都是建立在基础科学的研究上的。
材料学上不去,设计自然上不去,制造也就上不去。别走老路子呀!!(-_-#似乎已经晚了...)
走了30年才发现单纯的社会主义没意义,才掉头走具有中国特色的社会主义,
科学上也是,当初一大批优秀的科学家,因为搞出一些不同寻常的东西,居然被打成唯心主义。
那个啥大革命搞掉多少优秀科学家。
除了材料学,设计,制造,还有燃料研究,气动布局,软件模拟(现在比当初的好处是,现在可以使用大量的软件模拟,而不需要花大量的精力重复研究)
可是在中国软件技术落后(应该是没人做着方面研究,因为这样的软件设计本身也是非常吃力不讨好的。所以国内都用国外的,中国连三维造型软件都没有)
现在的流体模拟,热力学模拟,Anysys,电路板设计,甚至连PLC这么重要的东西大部分还得仰仗国外。
PLC有多重要不说都知道。绝大部分都是日本的。就这样那些愤青们还整天嚷嚷要和日本开战。你拿什么打?本国的工业控制系统几乎都是日本的PLC系统。
大学里搞软件开发的统统变成ACM了,数学建模,各种超算竞赛了。就和数学家不好好的研究新的数学理论整天搞奥数一样。能的图灵奖么?
能得菲尔兹奖么?不用说操作系统了,每个大学,应该是连大专都有编译原理课程,可是没一所大学开发出C\C++编译器的.操作系统更别说了
软件开发这个算是成本很低的工作,大学生都不做。研究材料学,设计,软件模拟这些工作哪里是一般大学生玩得起的?
勿在浮沙筑高台。古人都知道。老祖宗能这么NB也是仰仗着科学进步。现在我们却丢了这些东西。创新精神没了(都是微创新+抄袭+山寨)
中国的发动机遥遥无期。这个不是砸多少钱能解决的问题。
砸钱多就能拍出好电影么?显然是不可能的。砸钱多能造出好的发动机么?同样的答案。
人才呀人才~在这个除了知识什么都涨价的社会。也没什么好说的了。
精神可嘉,不过你实在不是个懂专业的人,只是一个知道皮毛的精神还很亢奋的人……
比如你说的“现在的流体模拟,热力学模拟,Anysys,电路板设计,甚至连PLC这么重要的东西大部分还得仰仗国外。”
ANYSYS,你是想说ANSYS?不过ANSYS也只是一种工具,原理上都是FEM的,但是没有物理和力学基础理论来建立合理的模型,FEM再熟悉也没用,算出来都不知道对错

发动机设计这发面需要基础理论研究的提升还有模拟软件的辅助,是否是自己开发的软件是相当次要的,实际上对于很多特殊需要的模拟,商业软件都无能为力,最后都需要建模的人自己用Fortran或者C++写有限元程序来模拟,所以软件真的很次要,对于设计水平最重要的是物理、力学和化学基础研究
加工需要两条,一个是高精度的车床铣床,一个是高水平的技工。这个方面前者关系到机械制造和机加工的水平,这个国内水平显而易见,后者需要经历和投入去培养,国内做没做也显而易见
材料水平也是两方面,一方面是物理和化学基础理论研究对于材料设计的影响,和发动机设计一个道理,另外一方面就是制造材料的纯度,这个和冶金还有化工有关,我也不太懂了

所以比如发动机技术落后这个是整个国情造成的一个现象,懂专业的也无可奈何,不是你这样的门外汉喊口号就能改变什么的,你还不如好好学点本事算了

[ 本帖最后由 wenwuzerg 于 2013-2-28 18:04 编辑 ]
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确实差。模仿山寨可以,但是你不懂人家为啥那么设计那样设计的好处是什么。这东西得自力更生,从头开始,山寨是山寨不来的。

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5楼说的我也有同感,当时看到救援人员进不去,才知道装备和国外的差距有多大。

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