为什么中国的航天运载火箭技术先进,飞机发动机方面落后?
今天10时38分,我国在太原卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭,成功将吉林一号宽幅01C卫星及搭载的吉林一号高分03D(27~33)等8颗卫星发射升空。主星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。为什么中国的航天运载火箭技术先进,飞机发动机方面落后?最重要的原因就是我国第一代领导人非常重视航天运载火箭,拨重金给了科研人员,这是保卫政权所必需的,无论花多少钱都值得。航空技术,相比之下重要性就低得多了。上世纪70年代虽然成功研制了“运十”,但是之后侧重点也是航天技术,航空自然要让路的。
今天10时38分,我国在太原卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭,成功将吉林一号宽幅01C卫星及搭载的吉林一号高分03D(27~33)等8颗卫星发射升空。主星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。
我国不仅是航天大国,也是航天强国,这是世界共识的。航天事业是中国人的骄傲,到现在还造不出大飞机和发动机,仅有的ARJ21、C919、新舟60和运-12全线产品都需要使用美国的发动机。
火箭发动机是一次性的,几分钟就完事了,基本不存在“平均无故障时间”指标。但飞机发动机大大的不同了,质量不好,维修周期太短,就没有办法在竞争的商业中生存。
两者之间技术复杂程度不同,火箭和飞机对工业体系的要求也不同。火箭看似强大,事实上并不精细,因为分离、变轨和回收等环节有很多精、细、化的控制,纯粹“工业产品”的角度来说,需要的加工程度并不高深。有一些材料需要耐火,也是简单的“强度忍耐”,并不像航空发动机的叶片,除了强度,还要有韧性、温差、老化等很多方面的要求。
飞机上使用的“航空发动机”就更不同。飞机发动机有“活塞”、“涡桨”、“涡轴”以及“涡扇”四种,每一种都需要相当高深的加工技术。必须要有完美无缺的加工技术,才能保证航空发动机特别高的质量,才能在国际残酷的竞争中存活。事实上,除了战斗机的“涡喷”发动机可以不计较商业利益,其它的发动机都必须“省油、耐用”,而且要有超级强大的“平均无故障时间”。
目前,全球民航业主要使用涡扇飞机。为了提高发动机的“平均无故障时间”,发动机叶片技术已达到了“高不可攀”的地步。单晶硅、精密锻造、数控成型、复合材质等新技术层出不穷;这些,都是我国目前的工业技术水平还不能达到的。这也就是我国的航天运载火箭技术先进,飞机发动机方面落后的原因。
那根本是两个领域,火箭发动机结构简单,工作时间段(仅有几分钟),而且是一次性的东西,技术障碍少相对较少,容易攻克。
而飞机发动机,结构复杂,各种叶片装置要复杂的多,却又是重复使用,要求工作时间在几百小时以上。而工作条件却不见得比火箭发动机好多的,你认为这两多个东西的水平能一样吗?
那根本是两个领域,火箭发动机结构简单,工作时间段(仅有几分钟),而且是一次性的东西,技术障碍少相对较少,容易攻克。
而飞机发动机,结构复杂,各种叶片装置要复杂的多,却又是重复使用,要求工作时间在几百小时以上。而工作条件却不见得比火箭发动机好多的,你认为这两多个东西的水平能一样吗?
国产大飞机C919首试飞新桥机场,不久前落地!中国飞机制造水平如何?
我国飞机制造水平非常高超。
从事实角度来说,我国能独立研发并制造C919,前段时间还独立制造出亚轨道大型无人机,事实胜于雄辩,由此可见我国飞机制造水平确实非常高超,具体来说,我国飞机制造水平高超是因为:我国自主创新能力强,我国产业链非常完善,我国动员能力强。以下将详细讲解这些内容:
第一、我国飞机制造水平非常高超,是因为我国自主创新能力强:因为航空制造业属于高端产业,其他国家不可能把核心技术都教会你,假如你不能自主创新,那么航空制造水平就非常受限了,只能维持在较低水平。但是自主创新是我国优势,我国拥有绝对强势国力来支持自主创新,更有一批优秀科学家来引领自主创新。所以说我国飞机制造水平因此得到极大提升,无论是飞机设计还是高新材料,我国都是先进水平,全是因为我国自主创新能力强。
第二、我国飞机制造水平非常高超,是因为我国产业链非常完整:飞机上每一颗螺丝,每一个部件我国都可以自主生产,自主组装,一个完整产业链大大为我国飞机制造业提供了便利。甚至世界上很多国家,其航空制造业需要依赖我国产业链。所以说我国飞机制造水平高是因为我国产业链非常完整。
第三、我国飞机制造水平非常高超,是因为我国动员力量很强大:这得益于我国社会制度和国家制度之优越性,我国可以集中力量办大事,造飞机不是个小事,需要多个部门多个单位统筹协作才能完成,在我国不仅做到统筹协作,并且还高效配合。可见我国飞机制造水平高,是因为我国动员能力强。
中国飞机制造水平已经位于世界前列,C919大型客机按照更加先进的技术标准设计,采用世界一流供应商提供的最先进的动力、航电、飞控等系统,完全按照国际适航标准设计生产,安全性有充分保障。
其实从全世界排名来说,我觉得还不怎么样。但是中国的科技在不断的发展会越来越好。
进入新世纪后,随着中国“世界工厂”地位的逐步确立,中国在制造业领域长期的技术积累,中国航空产业逐步进入发展黄金时期。尤其是在国产C919成功试飞后,中国航空装备制造真正开始走向国际尖端领域。
中国为何造不出发动机?
做为中国人!!!
中国品牌为何造不出像样的发动机?
在人类进入电气时代之前,西方国家有一段特殊的时期,这段时期是机械工业飞速发展的一段时期,被誉为“大蒸汽时代”。这一时期内几乎所有能动的东西都是齿轮机械,其繁荣程度前无古人,后无来者。
由于我国没有接受这一时期的洗礼,少部分民族资产后来也被帝国主义压迫致残,再后来又被社会主义充了公,所以基本上没有任何技术积累。而工程积累的核心就是两个字:秘方。无论是做饭、酿酒、制药还是冶钢、加工,其技术本质不外乎这两个字。
而秘方则是完全私有的,一般由家族或公司的形式来传承。传承需要时间沉淀,也需要民族氛围。一个崇尚速度,敢于挑战人类极限,敢于质疑权威的民族,才会有足够的动力去研发这种铁与火的机器。这一点我们做得很不好,我们的教育似乎不太鼓励培养这种冒险精神。
国产发动机的生产瓶颈有那些?
金属铸造
发动机气缸主体和其他简单结构件一般使用金属浇铸成形,具体过程又分高压铸造和低压铸造。金属融化成液体倒入模具,此过程难点在于降温凝固过程中残余应力、排气、脱模剂喷淋等导致缺陷的发生,缺陷降低了成品率,而且严重影响寿命,因为金属铸造最怕缺陷。
其次,金属材料自身的品质要求亦极高,一般是铸铁或铸铝,高品质的浇铸原材料我们不行,需从国外进口,但最近国家加强了对高品质铸铝原材料的研发,以满足航天航空的需求,将来可能会给汽车产业带来福利。
再次,压铸模具和压铸机,世界最好的是日德,之后是意大利,再后是其他。模具要精密,耐用,适应自动生产,不能说铸造了几个模具就断了、漏了,再或者只能人工看着掌握火候那可不行。
金属铸造问题是个天大的问题,毫不客气的说是中国从古至今的问题,从宝剑对抗圆月弯刀,到现在的发动机制造,都是这个问题。这套技术是典型的蒸汽时代的产物,是所有现代工业的底子,现在他们已经配合上了电气产业和计算机信息产业,更是如虎添翼。
机械加工
要有上好的车床,车刀,车工。车床和车刀起码还能高价从德国买到,但是车工就是个问题了。同样一个零件,选择不同的方向和走线切出来,寿命却明显不同。这些技艺,怎么办。发动机的活塞要在缸孔中千万次的来回运动,其误差要求极高,其壁表面加工要求一种工艺,叫做珩磨,保证缸孔表面耐磨而且还能附着一层油膜保证密封性能。
这时珩磨的材料,工艺,方向又来了。此过程走不好,缸孔哪怕弯那么一点点,活塞千万次的运动便会加速发动机的老化。曲轴孔是多档的间断长孔,尺寸精度、圆度、同轴度、表面粗糙度每一项要求都非常严格。
装配工艺
看了《速度与激情》就觉得汽车是几个人在车库里面拧拧螺丝、吊台发动机就可以造车的。那些是修车,发动机里面的装配可不是单用手就可以,而是专业的装配工具。这些需要经验,需要技术,更需要时间。
有些零件需要特定的机器进行安装,甚至螺丝的安装顺序,拧紧的力道都需要经验和仪器。活塞隙如果混入了细小的硬物颗粒,千万次的研磨又会造成多大的损坏。所以装配环境、工艺、设备、技术要求非常高。更要命的是,如果前两步走不好,我们连装配的机会都没得练。
您所说的应该是指航空发动机吧,中国是有能力造出汽车发动机的,虽然性能较其他强国有一定差距。那么我就浅谈一下中国为何造不出航空发动机吧: 中国航空动力工业的发展实在是纠结了太多的辛酸和遗憾,起初我国航空工业得到了苏联老大哥的有力支持,当时苏联对于中国全方位的工业支持使我国航空工业迎来了第一次春天。在老大哥的帮助下,我国迅速建立起一个能够和世界一流水平比肩的航空工业体系,基本上苏联的新型飞机型号和新型动力系统一旦确定引进就能够在几年的时间中仿制定型。但是我国并没有为航空工业以及航空动力工业制定一个从仿制到研制的长远发展规划,而是将航空工业本身的任务局限于仿制、生产和修理。
中国和苏联往往是有了具体工程发展型号的时候,才去搞基础研究、探索发展(应用研究)、预先发展,打算通过一个型号带动整个航空动力产业的进步。而大家都知道这条道路是不符合航空动力型号研制的客观规律的。而欧美等航空强国极其注重基础研究和预研,笔者将其强大的法宝总结成为三个关键词:预研工程,核心机计划,发动机系列化。事实上,这三个关键的概念和理念是不可分割的一个整体,其构成了发达国家在航空动力发展上的整个思路体系的主干。
在我国,一个发动机型号真正开始着手相关的实质技术工作是从立项开始的。如果不立项,就没有发动机研究发展的所需的大量经费。说白了就是如果军方不立项发动机型号,与这个型号相关的基础研究工作就基本无法开展。
而国外发达国家航空动力研制秉承着“预研优先”的发展方针,也就是在军方提出发动机研制需求之前,航空工业部门就已经按照自己的研制流程,进行超前的技术探索研究。当军方提出下一代发动机研制需求的时候,航空工业部门已经将相关的技术在验证机上都玩得相当纯熟了,自然发动机型号研制周期就会大大缩短、研制风险也极大地降低。
这一点在美国F119发动机研制过程中体现得极为明显。在F-22“猛禽”飞机研制过程中,飞机重量与阻力均增加较多,为此,军方要求发动机的推力相应提高近17%,即最大推力(加力推力)要求为156KN。中间推力(不开加力时最大状态下的推力)为105KN。而此项重大改动并没有很大的影响其研制周期,因为普惠一直开展超前的发动机预研计划。在接到发动机性能提升的需求以后,普惠公司直接从自身预研研究发展技术中拿出已经验证成熟的部件技术应用于F119改进上,很快满足了军方要求。此类事情如果发生在预研工作不足的国家足以对航空发动机研制造成5年以上的拖延,并且有可能直接导致发动机研制失败。
研制经费不及给朝鲜的一个零头
我国由于长期处于航空发动机仿制生产状态,对于航空发动机研制客观规律的掌握严重不足,对于航空发动机研制工作的长期性、艰巨性和大投入性没有清晰认识。这样造成我国航空发动机研制投资强度远远低于研制实际需要。例如20世纪60年代初我国开始研制涡扇6大推力涡扇发动机,根据606所资料统计,20年研制经费共计只有1.5亿元,平均每年750万元。当研制进入关键阶段,需要高投资强度时,竟然有两年每年只给200万元,以这样投资总额和投资强度来研制先进大型航空动力系统简直是难以置信,但历史事实就是如此。
在上世纪90年代以前,我们给航空工业的整个儿投入,尚不及我们对越南援助的1/10,不及给朝鲜援助的零头,甚至不及给阿尔巴尼亚的援助!而同一时期,我国引进斯贝MK202发动机进行仿制,却花费了13亿元人民币。
根据国外经验,典型的发动机研制周期约为8~14年,整个发动机的使用寿命期约为30年。研制经费在历年增长,根据发动机大小型号不同、研制条件不同,研制经费在5亿~20亿美元不等。如果投资强度不能保证,发动机就不可能按期保质研制出来,其后果只能是研制失败,型号下马。
我国航空动力工业长期发展不良的根本原因更多是决策不当。当然,我国在建国之初将发展航天和导弹核武器作为特定时期的重点绝无不妥,当时的国际形势是核武器和美国苏联的霸权阴影长期笼罩在新中国上空,我国要实现突破核霸权的威胁就必须在战略火箭和导弹工业上进行大力投入。
但是由此就认为航空工业不是高科技,航空工业则是简单的生产工业就是相当大的认识谬误。直到我国高科技发展计划——863计划,航空都未列入我国重点发展的产业之中。虽然“航空强国”的口号终究还是响彻中华大地,但是错过的发展机遇和耽误的时间又如何偿还,如何追溯?损失的人才又由谁来挽回?在历史的追思中,往往能找到真正的答案。
这可以从多角度分析。 1、国情角度:我国正处于社会主义初级阶段,社会生产力水平还比较低,科学技术水平、民族文化素质不高。从整体上看,我国科技的总体水平同世界先进水平相比仍有较大差距,同我国经济社会发展的要求还有许多不相适应的地方,但我国在某些先进技术方面已经走在世界的前列(如航天技术等)。我国人口众多,人口数量大,人口素质不高是我国的人口国情。2、科技角度:科学技术是第一生产力,是生产力中最活跃的因素,科技的每一次重大突破,都会引起经济的深刻变革和人类社会的巨大进步。我国正在实施科教兴国人才强国战略,它包括加快发展科学技术和优先发展教育事业,而加快发展科技就要把发挥社会主义制度的优越性同推进改革开放和发展先进的科学技术结合起来,它是实现我国生产力快速发展和社会全面进步的必然要求。优先发展教育事业,只有把教育搞上去,才能化人口大国为人才强国,化人口压力为人才优势,才能从根本上提高中华民族的整体素质,增强我国的综合国力,才能在激烈的国际竞争中取得战略主动地位,在整个社会主义现代化建设的过程中,教育优先发展的战略地位必须始终坚持。3、科教兴国:我国正在致力于建设创新型国家。科技创新能力已越来越成为综合国力竞争的决定性因素。而要提高科技创新能力,首要的是提高教育创新能力。发展科技、教育,是实现经济振兴和社会主义现代化的根本大计,也是建设创新型国家的必然要求。我们要坚定不移地实施科教兴国战略,全面深化科技、教育体制改革,积极推进科技、教育与经济社会发展相结合。4、对外开放:我国坚持对外开放政策,这能使我国以多种形式吸收外国资本,学习国外的先进技术和经营管理方法,扩大对外贸易,促进经济发展。落后了,就要学习,不学习就落后,落后就要挨打。中国的历史也是曲折的,我们要吸取其中的教训。 由此还可以联系到上海世博会。此次世博会能展出中国发明的新科技展品,有利于推进科技、教育与经济社会发展相结合,有利于促进科技进步和经济发展,推动建设创新型国家,推动科技创新…………展望未来,我认为,中国正在进步,正在腾飞,中国的科技水平比起以前也有了显著提高,中国在不久的将来,必将成为创新型国家。 联系汽车的发动机,也正是因为这些因素,人口、科技、创新……其实现在已经有了很大的进步,有的自主品牌已经造出了发动机,研发了新技术。比如说吉利的CVVT,吉利远景:“1.5采用了排量为1498cc的四缸引擎,最大功率为78千瓦/6200rpm,最大扭矩135牛米/4800rpm。这款引擎采用吉利自行研发的CVVT可变气门正时技术,有效地改善进排气的工作效率,减少了动力损耗。”类似的事例还不少。—————————————————————————未来,我们可以设计未来,靠我们中国人自己。
中国刚解放不久就造出了解放牌卡车,还有万吨巨轮等等,那时中国是世界上无数不多的可以造汽车万吨轮船的国家,发动机当然可以造,只是中国起步底子薄没有技术基础,都是苏联援助的,就好比一个学生作业虽然完成了,但确实抄袭别人的作业,长期以往成绩肯定难以提高,本来就没有基础,不过2021年是个时间节点,奇瑞全新2.0T曝光,254匹+385牛米,竟然还不是国产最强?想想国产发动机突飞猛进到什么程度?这个奇瑞的发动机已经超越了。而在最大功率上,这台发动机更是达到了187kW(254马力),最大扭矩则为385N·m。单纯的从数据来看,这款2.0T发动机要比日产天籁上的VC 2.0T还要厉害,而跟大众的EA888相比更是绰绰有余。老牌合资的强劲2.0T都被它压在了身下,那这是否意味着奇瑞的这款2.0T发动机,已经是妥妥的国产最强了呢?答案是NO,长安蓝鲸,上汽蓝芯,一汽,长城,广汽传祺等等,都比奇瑞还厉害,这就是中国技术在进步,至于代表地表最强发动机水平的坦克发动机,目前世界上只有德国与中国的1500马力高增压智能变频柴油发动机一个水平,法国加了个小型燃气轮机预热才能达到1500马力,体积太大,日本人的二冲程更奇葩,虽然达到了1500马力,但由于二冲程原因,发热太大,1500马力下只能工作不超过15分钟,是个天生瘸子。美国人搞不好直接用的燃气轮机。
有啊,现在有完全自主知识产权的国产发动机啊。
对中国来说,航空发动机、高端光刻机,到底哪个更难?
中国针对于世界科技的发展是非常看重的,无论是上天火箭还是飞机,或者是芯片,又或者是高端光刻机方面,但是在其中航空发动机,高端光刻机这两个是目前中国难度最大的科技挑战,其实最难得是航空发动机的制作。
第一我们要知道其实高端光刻机的制作并不难,只是迭代更新的速度太快了,就像现在的安卓手机一样,半年前刚新出一个最强的手机,结果才不过半年每个厂商,比如小米,华为,一加等又出了新手机,硬件优化等更强,这就使得半年前的手机在性能就完全下降一个台阶,价格方面也是自然的下降很多,这也就是为何手机保值率很低的原因了,更新的速度实在太快太快。
而高端光刻机也是一样的道理,目前国内制作的高端光刻机能用是能用,但是根据处理器性能的“摩尔定律”,根本跟不上发展的速度,导致目前最尴尬的情况就是我国制作能制作出来,但是比起其他国家的性能差上不少,直接导致投放到市场上是卖不出去的,只能靠政府的补贴政策了,但制作的难度并没有航空发动机高。
接着我们看看航空发动机,需要一个完善的系统保证通信系统,定位能力,数据互联互通效果,但是这些能力的保证太难太难,需要的科技含量实在是太高了,就连世界强国美国都没办法快速搞定只能说是一点点慢慢地补上,所以说其他国家比如我们国家肯定是难度更大的,只能一点点来了。
所以就完全可以看出在航空发动机,高端光刻机这两个中,航空发动机的制作难度是最大的也是最难的,目前的科技还达不到那种要求,希望于未来。
对于中国目前的科技技术,高端光刻机的难度更高一些,这是因为目前的科学技术无法达到进行高精度高密度的制作和加工。
都不难,只是时间问题而已!只要国家后盾强大,将来这两样都是中国的天下!当然还有很多也是中国的天下!
肯定是光刻机 ,这个牵扯太多技术了,还都是高端技术,任何一个技术不行就造不出来,发动机虽然复杂,至少实物能得到,设计思路也可以学,造不出好的也能造个对付用用,在一滴滴的提升。
对中国而言航空发动机和高端光刻机来说,高端光刻机会更加的难以研发和研制,这是一个很深的科学。
文章标题: 都说中国人仿制水平世界一流,却为何仿制不出世界一流的航空发动机、大飞机以及光刻机
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