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中美航发最大差距在哪里?不在性能不在材料,而在不被关注的根源

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汽车杂说 2021-06-16 15:33

说到中国战斗机的性能缺陷,航发必然是其中最主要的一个,从战斗机用的小涵道比涡扇发动机来说,国内航发相关设计所的乐观估计,是到2025年能追上国外2015年左右的水平,但从目前看来,还是有一定挑战性的。

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拿歼-20所配套的涡扇-15发动机来说,研发过程中多有不顺,甚至还为此在计划外的生产了使用增推版太行的歼-20前来应急,目前涡扇-15仍然还没展开目标飞机的装机试飞工作,而美国同侪(chai,第二声)F-119早在1997年就已经完成了在F-22上的首飞,最后一台交付都已经是9年之前的事情了。今年美国的第六代发动机原型机XA-100已经跑完了地面测试,依靠自适应变循环设计,比起本代来在增加10%推力的基础上,降低了25%的油耗,增加了30%的航程。这之间的差距,至少还有十好几年需要追赶。如果从国产大涵道比涡扇发动机来说,那差距就更是相当显著了,运-20配套的涡扇-20在咱们眼里已经是非常先进的发动机了,比之前用的D-30KP-2先进了整整一代,但俄罗斯那里D-30KP的下一代,PS-90是80年代末就已经结束试飞工作,90年代已经开始随着伊尔-96和图-204交付使用的旧东西了,涡扇-20虽然晚出生能有小幅度的性能领先,但也不超过美欧90年代的中后期版CFM56-7系列的水平。

而不管是美欧还是俄罗斯,比CFM56或者PS-90先进一代的发动机,都已经完成走完了定型流程,开始交付了,这之间,就是还有接近一代的差距。那么,造成中国与美英航发性能之间代差的原因到底在哪里呢?很多人肯定会来一句:材料。真的如此吗?答案当然是否定的,否则日本就要成世界航发第一强国了;材料不足是航发水平不高的结果,而不是他的原因,举个简单的例子,某航发要达到某一水平的推重比,美国用2000K(开式度)的涡轮前温度就能达到,咱们要把涡轮前温度堆上2500才行,这怎么能责怪材料水平不行呢?美国人现在的材料水平也造不出2500开的耐高温涡轮叶片啊。 所以别拿什么材料当原因,这属于因果倒置,一流航发拼设计,设计不行靠工艺,工艺不行才拼材料,材料的确制约着航空发动机的水平上限,但是中国的航发水平显然还没有到材料不突破,性能就没法突破的地步。

简单的讲,就是设计水平不行,拿更好的材料来是为了性能兜底,而不是性能突破,设计水平不够导致结构振动太大,要靠更好的材料来防断裂,设计水平不够导致压气机效率上不去,只有靠上更好的材料堆更高的涡轮前温度来提高性能。很不巧的是,材料在航发领域只能锦上添花,没法雪中送炭,因为再好的材料也扛不住共振,该断还是会断,而高温材料的性能同样有上限,想解决这些问题,只能靠设计上的突破来,振动是不可避免的,但是可以靠设计减小的,某块叶片一点细节设计上的改动,就可能让振动强度数量级的缩小,这甚至不需要材料学上的任何进步。那么制约中国航发设计水平突破的地方又在哪里呢?一个字,钱;两个字,待遇。新人才不愿入行,老人才纷纷流失不光是航发,更是整个航空航天科研产业的现实问题,有好人才就能有好设计,有好设计就能有大突破,就这么简单的道理。这几年航空航天口人才流失的事情也没少上新闻了,也一点都不让人奇怪,一个简单的中美对比就是,普惠或者通用的技术人员们回家拿业余时间改进自家的割草机,尝试让他们能飞上天,中国航发三大研究所之一的某所,流体室的骨干下班时间要靠给厨卫厂商改进煤气灶设计来补贴家用,这大概是比中国与美国航发性能差距还要更大的差距了吧。而要切实的说的话,航天航空口的博士,毕业月薪在北京也就1万多,再一对比房价,再一对比生活成本,再一看隔壁转行的师兄弟的待遇,也就难怪选择跳槽了。所以说最大的差距也莫过于美国的航发技术人员,不会因为结婚买房生娃教育带来的经济压力与工作待遇不匹配,而选择离开行业。

不过,要是我们给我们的科研人员解决这方面的压力,那他们不是就可以没有后顾之忧的去专心研制发动机了吗?也就不会出现说“国防七子每培养10个航发研究生,两个搞金融,四个搞互联网,三个在转行”的现象了。

而且,研究发动机这个一直以来的难题,是非常艰难、艰苦的任务,给他们涨工资、发福利不是应该的嘛,他们的每一次付出,中国的国家安全就多了一分保障,如此可敬之人,又如何让他们在研究工作和生活之间左右为难呢?

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