從F35戰機上的發動機葉片，看工業差距。

2020-10-18 鄴南之聲



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我國近年來確實在各個領域都取得了很高的成就，但不可否認的是，我國確實還存在一些短板。

比如航空發動機，儘管近年來我國已經製造出了很多性能先進的國產發動機，但是這些發動機還不能算是世界頂尖發動機，與美國等國家還存在一定的差距。

航空發動機是一種高度複雜和精密的熱力機械，作為飛機的心臟，不僅是飛機飛行的動力，也是促進航空事業發展的重要推動力，人類航空史上的每一次重要變革都與航空發動機的技術進步密不可分。

飛機發動機現在有「活塞」、「渦槳」、「渦軸」和「渦扇」四種，每一種都需要相當高深的加工技術。

有一些材料需要耐火，但也是簡單的「強度忍耐」，並不像航空發動機葉片那樣除了強度還要有韌性、溫差、老化等多方面的要求。

只有完美無缺的加工技術，才能保證航空發動機可靠的品質，才有可能在國際殘酷的競爭環境中存活。

現代飛行器噸位大，還要考慮油耗、使用壽命、維護、加工成本、總壽命成本等等，「既想讓便宜馬兒跑得快，又不想讓馬兒多吃草」，在如此多的約束下生產一個能滿足大批相互矛盾需求的發動機，可想而知有多難。

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我們來看一個例子。

下圖中是一個「AL31發動機渦輪葉片」的內部結構示意模型。


我們可以看到結構十分複雜，葉片就是靠這些孔洞通風以便能在高溫和巨大離心力下保持強度。



這些葉片都是單晶材料，生產難而且加工也不容易，需要用整塊材料銑出，再經歷澆築、打孔等等步驟形成複雜的冷卻結構。

其中每一個小步驟還有很多細節上的講究，需要很長時間經驗篩選才能優化出最佳生產標準，而這些方法沒人會傳授，只能自己摸索。



葉片上細密的冷卻孔。這還只是渦輪發動機上最基本的葉片，在諸如發動機控制器這些複雜到逆天的設備面前都不值一提。



渦輪葉片的結構，這麼小的一個部件內部就如此複雜！












除了加工生產，前期還要從零始按照需求設計優化，數萬個零件需要進行數據換算，最後還要保證拼在一起能正常工作。

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我們都知道，美國是世界上最發達的國家，無論經濟實力還是軍事力量都領先全球，尤其是美國作為世界第一軍事強國，其軍工業發展也十分領先，美軍裝備的戰鬥機以及發動機水平都遠超世界其他國家，很多技術佔據壟斷地位。

我國還有很長的路要走，雖然我國現在已經研製出了殲-20等戰機，但是依然有多短板需要克服。

專家表示，美國F-35戰機上使用的一種螺絲釘採用的工藝難度極高，我國用了40年都沒有造出來。




中美工業差距有多大？

很多人因此感嘆，這樣一顆螺絲釘我們竟然都造不出來，可見工業方面的差距還是十分明顯的。

據了解，美國F-35採用了一種穩定性極高的PH-13-8Mo沉澱硬化不鏽鋼，這種材料的抗腐蝕性以及耐磨性都非常高，而直到現在，世界上也僅有美國能夠製造出這種材料。


材料的差距也直接導致了發動機性能的巨大差距，雖然我國現在正在這一領域奮起直追，國產的航發使用壽命可以達到3000小時，但是，其中的差距依然不可否認。

所以，只有正確認識到中美之間的差距，未來才有可能在諸多領域趕上

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