我跟你说一件很多人不知道的事。
全世界能造大推力军用涡扇发动机的国家,就3个:
美国、俄罗斯、中国。
日本不行,德国不行,法国差一截,英国也差一截,印度喊了几十年要搞,现在还在喊。
就这三个国家,牢牢把着这扇门。
其他国家想进来,先掂量掂量自己几斤几两。
什么叫大推力?
发动机就是飞机的心脏。
大推力的意思,就是这颗心脏特别强,能让飞机飞得又快又高,还能带着武器满天跑。
通常说的标准是加力推力超过12吨,给重型战斗机、五代机用。
造一台手表很难,造一台汽车发动机更难,造一台航空发动机,难度再高一个台阶。
造一台军用大推力涡扇发动机,那是,在最顶尖的台阶上再往上跳。
全世界大多数工业强国,就卡在这里上不去。
美,俄两国
先说美国。
两个大巨头,通用电气和普惠,是这个行业里最老的两个玩家。
技术积累厚,后面的国家追起来都费劲。
普惠给F-22战斗机造的F119发动机,推力15.9吨,推重比超过10。
推重比什么意思?
就是发动机自重一公斤,能产生多少公斤的推力。
超过10,相当于发动机举起比自身重十倍的东西往天上飞,这在工程上是极端困难的事。
更厉害的是给F-35用的F135,加力推力超过19吨,是目前全世界现役战斗机里最强的军用涡扇。
全球服役数量最多的五代机,心脏就是这台。
普惠能造出这两台,不是天才突然开了窍。
从二战之后几十年,一台接一台,慢慢堆出来的技术积累。
中间花了多少钱,烧掉了多少台失败的发动机,外人根本不知道。
俄罗斯,继承了苏联的家底。
苏联时代,留下来的两个设计局,留里卡-土星和克里莫夫,是俄罗斯航发的两根柱子,这两个单位培养了好几代顶尖工程师。
当年苏-27,能在航展上表演眼镜蛇机动把全世界飞行员看傻,靠的就是AL-31那台发动机。
俄罗斯,现在最拿得出手的新东西。
是装在苏-57上的“产品30”,推力18吨。
这台发动机俄罗斯研发了很多年,中间磕磕碰碰,但总算出来了。
还有一个值得单独说。
NK-32,装在图-160战略轰炸机上,推力25吨,这是目前全世界推力最大的军用涡扇。
图-160飞起来的时候,四台NK-32一起轰鸣。
光声音就能把附近的玻璃震得嗡嗡响,那是目前世界上最重的战略轰炸机,俄罗斯就靠着这台发动机撑着。
再说中国
再说中国,我觉得很多人没有意识到中国在这件事上走了多远。
中国航空发动机的历史,是一部被卡脖子、然后硬撑着爬上来的历史。
上世纪六七十年代,中国仿制苏联的涡喷-7,连那个都磕磕绊绊。
进入八九十年代,中国想给歼-10配自己的发动机。
搞了很多年,中间失败了很多次,消息很少出来,但研发失败、试车事故,那些代价是真实发生过的。
涡扇-10“太行”是一个转折点,这台发动机从立项到真正批量装备部队,前后花了将近二十年。
被外界嘲讽了无数次,说中国永远造不出来,说中国只能靠俄罗斯的发动机活着。
后来太行出来了。
最新的C型推力超过14吨。
装在歼-10、歼-11、歼-16上面,已经大批量列装,不再是样品,是真正跑在战斗机上的量产品。
然后是涡扇-15“峨眉”,给歼-20专门研发。
预计推力18吨级,推重比超过10,这是中国第一台真正意义上的五代机专用大推力发动机。
歼-20,早期用的是太行的改进型先撑着。
2022年之后,有消息显示涡扇-15开始装机测试。
按照这个节奏往下走,歼-20全面换装涡扇-15只是时间问题。
中国走到现在这一步,花了多少钱,多少人把青春和头发全押进去了,局外人算不清楚。
但从仿制到自主,从差一截到追上来。
这个过程很多人轻描淡写,实际上每一步都不轻松。
那其他工业强国为什么做不到?
这才是真正有意思的地方。
日本的工业水平,汽车、机器人、精密制造,放全球都是顶尖。
但,日本造不了大推力军用涡扇。
日本的战斗机F-2,发动机是美国通用电气的F110,买来装上去的,F-35日本也买,发动机还是美国的。
日本不是没试过,研发过一台叫XF9-1的发动机。
推重比号称可以达到10以上,推力目标是15吨。
但XF9-1到现在为止还停在样机阶段,没有进入量产,服役的战机还是用美国发动机。
德国就更不用说了。
二战结束之后,德国的军事工业受到严格限制。
航空发动机领域的顶尖人才,相当一部分被美国和苏联带走了。
后来德国参与了EJ200的联合研发,那是给台风战斗机用的,推力9吨,中等推力的级别。
大推力,没有。
法国的M88发动机,给阵风战斗机用,推力7.5到9吨。
算是法国自己的东西。
但这个推力等级,跟大推力还差一档,法国现在也没有独立研发大推力军用涡扇的计划。
英国有EJ200和RB199,跟法国差不多,都是中等推力,大推力没有。
为什么这件事这么难?
军用大推力涡扇发动机的涡轮叶片,在工作状态下要承受超过1700摄氏度的高温。
钢铁,在这个温度早就化成水了。
叶片不能化,还要保持形状、保持强度、保持精度,同时还要高速旋转,叶片尖端的线速度超过音速,叶片还不能飞出去。
这个叶片要怎么造?
材料要怎么配方?
冷却气道怎么设计?涂层怎么做?
每一个问题单独拿出来,都是博士论文级别的难题。
把这些问题全解决了,还要让发动机整体协调运转,连接处的密封,控制系统的精度。
每个零件的加工公差,全部都要同时解决。
这就是为什么全世界只有三个国家能做到,不是别的国家工程师不聪明,是这件事要求的技术积累,没有几十年根本攒不出来。
有一个细节,很说明问题
二战之后,英国有一段时间是航空发动机领域的顶尖玩家。
英国罗尔斯·罗伊斯,就是现在造豪车发动机那个公司,当年也造军用发动机,做得相当不错。
1946年,英国决定向苏联出售尼恩和德文特涡喷发动机,总共卖了55台,理由是促进商业合作。
当时美国人看了目瞪口呆,觉得英国人疯了。
苏联拿到这批发动机之后,立刻仿制。
搞出了РД-45,装在米格-15上面,米格-15在朝鲜战场上和美国的F-86打得有来有往,相当凶悍。
美国飞行员第一次在战场上碰到这个对手,吓了一跳。
英国把核心技术卖出去,帮苏联的航空工业往前跨了一大步。
这笔买卖做完,英国的军用大推力发动机领域,慢慢就跟上面几个顶尖玩家拉开距离了,再也没有追回来过。
一个决策,影响了几十年的格局,技术这件事,失去了再想追,代价巨大。
中国走到今天这一步,是真的不容易。
早年苏联援助的时候,中国接触到了一些发动机技术。
后来中苏关系破裂,苏联专家撤走,图纸带走,中国只能靠着留下来的一点东西,自己慢慢摸索。
摸了几十年,太行出来了,峨眉出来了,歼-20用上了自己的发动机。
这件事在全世界航空圈里,不是不引人注意的。
美俄那两扇门,关了那么多年,第三个人挤进来了,而且还在往里走。
就这三家,就这一件事,往后还有很多值得看的地方。
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