或者说到底成本高在哪里?

如果说造晶元难是因为是国外在商业上占了先发优势,导致后追赶的中国公司,没有利润进入研发&>&>挣钱&>&>继续研发的良性迭代,那么军用航空发动机领域并没有这种问题,为啥还是落后这么多?或者说研发的成本到底高在哪里?用钱用人都堆不出来?


要是能用钱和人能堆出来就是好事了

航空发动机的难不只是制造行业的难,而是整个工业体系的综合实力,上下游企业产品直接的密切配合,冶金工艺,高分子材料学,机床加工,空气动力学,一大堆学科领域都有涉及而且都占很重要的部分。就像一个木桶一样,能装多少水取决于你最短的那块木板,想多装,短板在那还是提升不了

而且对于航空发动机制造,这种工业顶尖产品,是对你每块木板都要求极高,不是随便几块腐朽得千疮百孔的木板拼凑一下将就就能用。因为航空业对于发动机这个类似飞机心脏的装置要求极高。提供稳定可靠的推力。首先,航空工业从设计到最终能应用的产品都在尽量追求一个原则,就是从简,一切都尽量简单化,相比复杂的设备,精简化,但是还能保证精密等级,那这样的设备,才是真的适用,而且还能保证可靠性,一个精简的发动机能正常运行,肯定比复杂精密的可靠,而且循环使用时间要够长,日常维护简单,要是是一个极其复杂的设备,一旦坏起来,哪怕是极小的故障,那就是要命啊,维护维修工时长,而且大部分工作都是花在拆解和重新安装。真正解决问题故障时间就那么一下。那么谁爱用这种产品?

所以现代的发动机其实很简单,不了解的人觉得复杂,归纳起来就是几部分,低、高压压气机部分;燃烧室部分;高、低压涡轮部分。然后没了。

但是小看觉得简单那又错了,现代发动机,包括飞机要求尽量减轻重量,降低自身重量,那么好处在哪?重量轻,推力做工功率自然就高了。要是飞机起飞重量不变,自身重量降下来。那么意味著能装载的货物就更多了,而且还省油增加航程。这对于飞机来说都是好事。

那么降低重量的方法有哪些?高新材料是一个。更先进的制造工艺又是一个。高科技新型材料现在已经是航空工业发展的重要方向,比如这个

现在的新客机对于传统的材料在整个飞机制造上越来越少了,比如传统是钢铁和铝。一些新型材料使用越来越多。比如碳纤维、石墨烯材料,高分子工程塑料这些材料相比传统材料,不仅质量轻,而结构强度不低传统材料。经过新技术的加工,还能做出性能更好的成品。

完全是颠覆传统的发动机压气机叶片,制造材料用到钛合金,质量轻坚固性很高的成定型框架,叶面用的是凯拉夫纤维,就是造防弹衣的材料。用很特殊的方法辫织出来,然后用特殊的粘合剂粘连起来,强度,坚固甚至超过用传统的材料造出来的叶片。发动机对这些压气机叶片要求极高,首先牢固可靠,别真的要是飞行过程经过冷热气流对流剧烈的区域,小小冰雹这类的异物被吸进去都能把叶片弄得各种损伤

那飞行安全哪有保证?而且高速运转状态下,叶片的线速度也是极高。所承受的离心力也是巨大的,别转著转著,叶片断裂了,这种情况下这些碎片集中发动机外包皮或者碎裂之后卷进核心区域,涡轮地带继续损坏。

而且为了进一步达到降低重量的目的。这些叶片很多都是中空的

降低重量的同时再保证导气的作用,结构强度还不能降低。这些叶片制造起来就不是容易的事。

叶片制造材料高新材料合金的配比,以及专门的制造工艺,不仅仅是保证结构强度这一点要求,涡轮叶片还有能承受高温。因为空气经过压气机压缩之后,再经过燃烧室的燃烧。膨胀的空气导流向后,高压高热的空气冲击涡轮转动才能带动前面的压气持续工作。 那么能承受高温,质量可靠,对于热胀冷缩反应小。不然随著使用过程环境不同,叶片都不能保证正常的工作,那么这样的叶片要了干啥?航空发动机内部,就是燃烧室到进入涡轮之前这段温度最高。能有个1300-1900℃想要能承受这样的高温,还能保证工作性能不变,就不是简单能突破的技术。现在通常使用单晶耐高温合金材料,都在往更新的材料研发比如陶瓷基复合材料,碳基复合材料。但是技术上还难以实现,还在努力研发,不止耐热,还能坚固稳定

材料就算突破了,剩下一关就是零件加工的精密等级,现在的航空发动机叶片全是大型多轴数控机床做出来的

精密等级控制在0.005mm这种高精密机床。一次加工成型,不然多次加工,部件难免出现细微裂痕,或者内部出现裂缝,久而久之就会形成金属疲劳彻底断裂,所以精密等级越高,部件的可靠性就越高。而且叶片装上运转起来,配平性能才好

说到配平我想起来之前我大学实习在南方某机场,赶上来台风,给飞机做地面系留,就是这样给飞机固定地面抗风防止位移。

那时候风还不算很大,毕竟台风没来,但是发动机叶片居然能被风吹著转起来,要知道,要是叶片加工不好,这个配平达不到这种状态,一片重一片轻。这发动机运行起来怎么可能正常。

所以别单看发动机其实不复杂,但是真的要做出来,而且要运行正常,牢固可靠,需要大修时限长,不是容易的事,航空发动机一直评论为工业制造的王冠。是对整个工业体系的考验,而且很多技术,比如冶金工艺,制造工艺,哪怕是材质配比,在欧美这些顶级发动机生产商都是高度机密,技术想要获取恐怕很难办到只能自己研究吃透再创新。所以我们国家要想追赶欧美这些知名发动机品牌型号,还是有很长的路要走。


1,原理设计问题

我之前回答过,内容大致差不多,不再赘述。

知乎用户:战斗机的发动机通过逆向工程不就能再制造出来了吗??

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二十年前,中国根本不具备正向设计一款航空燃气涡轮发动机的能力。你给航空工业全套通用、普惠的生产设备,他们也弄不出一台自主设计的发动机。

现在……前几天运20配四发涡扇20的图大家应该都看到了。

2,材料问题

3,制造问题

二和三都是老生常谈了,别的答案都有。

另外,晶元问题也不仅仅是商业问题。

国家重大专项计划(大概是这个名字)里面第二个专项就是大规模集成电路设计与制造,中间就包括了这半年全国翘首以待的euv光刻机研发计划。

这个02专项好像是从08年开始吧,投入了十二年,走的就是军工这种「我不追求国际先进水平带来的商业利益,我就是要先达到国际先进水平」的路子,成果很多。

但华为该被禁的时候,我国也没掏出国际先进水平的euv光刻机、先进位程晶圆厂来给华为进行国产替代。

至于为什么是08年才开始02专项投入集成电路,知乎上有相关答案说的是那时候中国的化学工业和光学工业才有对光刻机相关部件进行研发的能力。

其他答案还有说我国载人火箭很先进的,实际上我国液体火箭发动机和我国航空发动机差不多,距离国际领先还有很长一段路。

都是原理上有重大难点亟待攻关,基础工业水平也达不到要求,关键部件加工设备都是进口。

反正中国飞机、火箭这些要求极其先进的材料、极其先进的制造加工工艺的工业产品,或者说,整个中国制造业,大概都是这样。

用,绝对够用。

成就和进步,有,而且非常大。

距离最先进的那一个梯队的差距,有,还挺大。

这就是中国工业的水平,和商业因素没太大关系。

不管美国是连一片晶元都不卖给中国让中国只能用自产的落后晶元,还是在中国倾销先进晶元让大家觉得「造不如买」,国家都会在成熟的时候对自主晶元行业进行投入。中国全自主的晶元水平也会和现在一样大差不差。

同理,美国限制军用航发出口中国,还是敞开卖,中国航空发动机的水平都会和现在差不多。有研发的基础的,国家都会投入研发;没有这个基础的,只能引进图纸仿制或者直接购买成品。


这个问题很大,不是一两句话能说的清楚的。学航空发动机的人都知道,之所以很多高端科技像导弹、核武器、载人火箭等等中国都能够后发制人,迅速爬到行业的第一梯队,而航空发动机跟国足一样饱受诟病却迟迟不见起色,其关键问题可以用九个字来体现:「高温高转速旋转部件」,越是优秀的航空发动机要求其内部工作温度越高(先进的发动机燃烧室温度达到了1900K),在如此高温环境下要让压气机和涡轮(特别是高压压气机和高压涡轮)达到上万转每分钟的转速,对材料、加工制造工艺等各方面提出来非常严苛的要求,需要国家强大而成熟的工业体系来支撑,说白了,航空发动机不是说单靠有关部门发发文件,国民鼓鼓劲加加油,也不是单靠航空领域的大佬们坚持不住的时候再咬咬牙坚持一下就能搞出来的,航空发动机拼的是一个国家的工业实力,要靠各行各业(特别是材料和制造行业)本身各自的真实进步来推动


给你一个两个例子:

某3代机为了制造飞机燃油喷油嘴进口德国加工设备5000w,不知题主知道销售一台 C919 的利润是多少?

为了让某发动机调压机构的一个轴套的的性能足够好,提高飞行周期,降低维护成本,引进了上亿元的一整套生产工艺技术提高一个轴套的性能。(当然也可以生产别的高性能零件)

我前单位研发C919的一个附件的工程师996月薪8000,我的大学老师研发C919的一个非关键装置在我毕业时辞职了。

当然我是相信民航业和军工从业者会越来越好的。


近期发生的事,供参考

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


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