或者說到底成本高在哪裡?

如果說造晶元難是因為是國外在商業上佔了先發優勢,導致後追趕的中國公司,沒有利潤進入研發&>&>掙錢&>&>繼續研發的良性迭代,那麼軍用航空發動機領域並沒有這種問題,為啥還是落後這麼多?或者說研發的成本到底高在哪裡?用錢用人都堆不出來?


要是能用錢和人能堆出來就是好事了

航空發動機的難不只是製造行業的難,而是整個工業體系的綜合實力,上下游企業產品直接的密切配合,冶金工藝,高分子材料學,機床加工,空氣動力學,一大堆學科領域都有涉及而且都占很重要的部分。就像一個木桶一樣,能裝多少水取決於你最短的那塊木板,想多裝,短板在那還是提升不了

而且對於航空發動機製造,這種工業頂尖產品,是對你每塊木板都要求極高,不是隨便幾塊腐朽得千瘡百孔的木板拼湊一下將就就能用。因為航空業對於發動機這個類似飛機心臟的裝置要求極高。提供穩定可靠的推力。首先,航空工業從設計到最終能應用的產品都在盡量追求一個原則,就是從簡,一切都盡量簡單化,相比複雜的設備,精簡化,但是還能保證精密等級,那這樣的設備,才是真的適用,而且還能保證可靠性,一個精簡的發動機能正常運行,肯定比複雜精密的可靠,而且循環使用時間要夠長,日常維護簡單,要是是一個極其複雜的設備,一旦壞起來,哪怕是極小的故障,那就是要命啊,維護維修工時長,而且大部分工作都是花在拆解和重新安裝。真正解決問題故障時間就那麼一下。那麼誰愛用這種產品?

所以現代的發動機其實很簡單,不了解的人覺得複雜,歸納起來就是幾部分,低、高壓壓氣機部分;燃燒室部分;高、低壓渦輪部分。然後沒了。

但是小看覺得簡單那又錯了,現代發動機,包括飛機要求盡量減輕重量,降低自身重量,那麼好處在哪?重量輕,推力做工功率自然就高了。要是飛機起飛重量不變,自身重量降下來。那麼意味著能裝載的貨物就更多了,而且還省油增加航程。這對於飛機來說都是好事。

那麼降低重量的方法有哪些?高新材料是一個。更先進的製造工藝又是一個。高科技新型材料現在已經是航空工業發展的重要方向,比如這個

現在的新客機對於傳統的材料在整個飛機製造上越來越少了,比如傳統是鋼鐵和鋁。一些新型材料使用越來越多。比如碳纖維、石墨烯材料,高分子工程塑料這些材料相比傳統材料,不僅質量輕,而結構強度不低傳統材料。經過新技術的加工,還能做出性能更好的成品。

完全是顛覆傳統的發動機壓氣機葉片,製造材料用到鈦合金,質量輕堅固性很高的成定型框架,葉面用的是凱拉夫纖維,就是造防彈衣的材料。用很特殊的方法辮織出來,然後用特殊的粘合劑粘連起來,強度,堅固甚至超過用傳統的材料造出來的葉片。發動機對這些壓氣機葉片要求極高,首先牢固可靠,別真的要是飛行過程經過冷熱氣流對流劇烈的區域,小小冰雹這類的異物被吸進去都能把葉片弄得各種損傷

那飛行安全哪有保證?而且高速運轉狀態下,葉片的線速度也是極高。所承受的離心力也是巨大的,別轉著轉著,葉片斷裂了,這種情況下這些碎片集中發動機外包皮或者碎裂之後卷進核心區域,渦輪地帶繼續損壞。

而且為了進一步達到降低重量的目的。這些葉片很多都是中空的

降低重量的同時再保證導氣的作用,結構強度還不能降低。這些葉片製造起來就不是容易的事。

葉片製造材料高新材料合金的配比,以及專門的製造工藝,不僅僅是保證結構強度這一點要求,渦輪葉片還有能承受高溫。因為空氣經過壓氣機壓縮之後,再經過燃燒室的燃燒。膨脹的空氣導流向後,高壓高熱的空氣衝擊渦輪轉動才能帶動前面的壓氣持續工作。 那麼能承受高溫,質量可靠,對於熱脹冷縮反應小。不然隨著使用過程環境不同,葉片都不能保證正常的工作,那麼這樣的葉片要了幹啥?航空發動機內部,就是燃燒室到進入渦輪之前這段溫度最高。能有個1300-1900℃想要能承受這樣的高溫,還能保證工作性能不變,就不是簡單能突破的技術。現在通常使用單晶耐高溫合金材料,都在往更新的材料研發比如陶瓷基複合材料,碳基複合材料。但是技術上還難以實現,還在努力研發,不止耐熱,還能堅固穩定

材料就算突破了,剩下一關就是零件加工的精密等級,現在的航空發動機葉片全是大型多軸數控機床做出來的

精密等級控制在0.005mm這種高精密機床。一次加工成型,不然多次加工,部件難免出現細微裂痕,或者內部出現裂縫,久而久之就會形成金屬疲勞徹底斷裂,所以精密等級越高,部件的可靠性就越高。而且葉片裝上運轉起來,配平性能才好

說到配平我想起來之前我大學實習在南方某機場,趕上來颱風,給飛機做地面系留,就是這樣給飛機固定地面抗風防止位移。

那時候風還不算很大,畢竟颱風沒來,但是發動機葉片居然能被風吹著轉起來,要知道,要是葉片加工不好,這個配平達不到這種狀態,一片重一片輕。這發動機運行起來怎麼可能正常。

所以別單看發動機其實不複雜,但是真的要做出來,而且要運行正常,牢固可靠,需要大修時限長,不是容易的事,航空發動機一直評論為工業製造的王冠。是對整個工業體系的考驗,而且很多技術,比如冶金工藝,製造工藝,哪怕是材質配比,在歐美這些頂級發動機生產商都是高度機密,技術想要獲取恐怕很難辦到只能自己研究吃透再創新。所以我們國家要想追趕歐美這些知名發動機品牌型號,還是有很長的路要走。


1,原理設計問題

我之前回答過,內容大致差不多,不再贅述。

知乎用戶:戰鬥機的發動機通過逆向工程不就能再製造出來了嗎??

www.zhihu.com圖標

二十年前,中國根本不具備正向設計一款航空燃氣渦輪發動機的能力。你給航空工業全套通用、普惠的生產設備,他們也弄不出一台自主設計的發動機。

現在……前幾天運20配四發渦扇20的圖大家應該都看到了。

2,材料問題

3,製造問題

二和三都是老生常談了,別的答案都有。

另外,晶元問題也不僅僅是商業問題。

國家重大專項計劃(大概是這個名字)裡面第二個專項就是大規模集成電路設計與製造,中間就包括了這半年全國翹首以待的euv光刻機研發計劃。

這個02專項好像是從08年開始吧,投入了十二年,走的就是軍工這種「我不追求國際先進水平帶來的商業利益,我就是要先達到國際先進水平」的路子,成果很多。

但華為該被禁的時候,我國也沒掏出國際先進水平的euv光刻機、先進位程晶圓廠來給華為進行國產替代。

至於為什麼是08年才開始02專項投入集成電路,知乎上有相關答案說的是那時候中國的化學工業和光學工業才有對光刻機相關部件進行研發的能力。

其他答案還有說我國載人火箭很先進的,實際上我國液體火箭發動機和我國航空發動機差不多,距離國際領先還有很長一段路。

都是原理上有重大難點亟待攻關,基礎工業水平也達不到要求,關鍵部件加工設備都是進口。

反正中國飛機、火箭這些要求極其先進的材料、極其先進的製造加工工藝的工業產品,或者說,整個中國製造業,大概都是這樣。

用,絕對夠用。

成就和進步,有,而且非常大。

距離最先進的那一個梯隊的差距,有,還挺大。

這就是中國工業的水平,和商業因素沒太大關係。

不管美國是連一片晶元都不賣給中國讓中國只能用自產的落後晶元,還是在中國傾銷先進晶元讓大家覺得「造不如買」,國家都會在成熟的時候對自主晶元行業進行投入。中國全自主的晶元水平也會和現在一樣大差不差。

同理,美國限制軍用航發出口中國,還是敞開賣,中國航空發動機的水平都會和現在差不多。有研發的基礎的,國家都會投入研發;沒有這個基礎的,只能引進圖紙仿製或者直接購買成品。


這個問題很大,不是一兩句話能說的清楚的。學航空發動機的人都知道,之所以很多高端科技像導彈、核武器、載人火箭等等中國都能夠後發制人,迅速爬到行業的第一梯隊,而航空發動機跟國足一樣飽受詬病卻遲遲不見起色,其關鍵問題可以用九個字來體現:「高溫高轉速旋轉部件」,越是優秀的航空發動機要求其內部工作溫度越高(先進的發動機燃燒室溫度達到了1900K),在如此高溫環境下要讓壓氣機和渦輪(特別是高壓壓氣機和高壓渦輪)達到上萬轉每分鐘的轉速,對材料、加工製造工藝等各方面提出來非常嚴苛的要求,需要國家強大而成熟的工業體系來支撐,說白了,航空發動機不是說單靠有關部門發發文件,國民鼓鼓勁加加油,也不是單靠航空領域的大佬們堅持不住的時候再咬咬牙堅持一下就能搞出來的,航空發動機拼的是一個國家的工業實力,要靠各行各業(特別是材料和製造行業)本身各自的真實進步來推動


給你一個兩個例子:

某3代機為了製造飛機燃油噴油嘴進口德國加工設備5000w,不知題主知道銷售一台 C919 的利潤是多少?

為了讓某發動機調壓機構的一個軸套的的性能足夠好,提高飛行周期,降低維護成本,引進了上億元的一整套生產工藝技術提高一個軸套的性能。(當然也可以生產別的高性能零件)

我前單位研發C919的一個附件的工程師996月薪8000,我的大學老師研發C919的一個非關鍵裝置在我畢業時辭職了。

當然我是相信民航業和軍工從業者會越來越好的。


近期發生的事,供參考

https://www.zhihu.com/question/427941956


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