“渦扇15”航空發(fā)動(dòng)機(jī)差了美國(guó)30年？詳解中國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)制造難度
我國(guó)戰(zhàn)斗機(jī)制造技術(shù)已屬前沿 為何發(fā)動(dòng)機(jī)還要海外進(jìn)口？第五代戰(zhàn)斗機(jī)是現(xiàn)役機(jī)種最先進(jìn)的一代，放眼全球目前能造出五代機(jī)的也只有中國(guó)、美國(guó)、俄羅斯三國(guó)。殲-20的首次飛行時(shí)間是2011年，可是直到2020年才裝備上國(guó)產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，此前一直依賴(lài)俄制發(fā)動(dòng)機(jī)。我國(guó)的發(fā)動(dòng)機(jī)相較于我國(guó)的戰(zhàn)斗機(jī)制造技術(shù)為何比國(guó)外差這么多？
第五代戰(zhàn)斗機(jī)的性能主要有四點(diǎn)，隱形、超音速巡航能力、超機(jī)動(dòng)能力、超級(jí)信息優(yōu)勢(shì)。而超音速巡航能力和超機(jī)動(dòng)能力都與發(fā)動(dòng)機(jī)的性能密切相關(guān)。提到發(fā)動(dòng)機(jī)，不得不提的就是發(fā)動(dòng)機(jī)的推力和壽命。
美國(guó)的F119問(wèn)世至今約為30年，推重比10左右，F(xiàn)135的推重比高達(dá)10-12。我國(guó)殲20此前配備的是俄羅斯的AL31F發(fā)動(dòng)機(jī)也是20多年前研發(fā)出來(lái)的，推重比不足8，后更換至我國(guó)自主研發(fā)的渦扇10，推重比約為8左右。備受期待的渦扇15據(jù)稱(chēng)，推重比近10，也與F135存在差距。
F119最大直徑1.13米，重量1360千克，這么小的體積內(nèi)，內(nèi)含3級(jí)風(fēng)扇、6級(jí)高壓壓氣機(jī)、燃燒室等多個(gè)組件。運(yùn)作的時(shí)候還要經(jīng)受住耐高溫的考驗(yàn)，可以想見(jiàn)它的生產(chǎn)難度。使用壽命上，F(xiàn)119的壽命高達(dá)6800小時(shí)，而我國(guó)渦扇15的壽命僅有3600小時(shí)，幾乎只有美國(guó)的一半。可以說(shuō)我國(guó)的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)落后美國(guó)大概30年。
產(chǎn)能方面，由于制作難，要求高，所以生產(chǎn)周期較長(zhǎng)，國(guó)內(nèi)目前的產(chǎn)能也不足以滿(mǎn)足我們的裝機(jī)需求。甚至經(jīng)常飛機(jī)造好了，但是還要等發(fā)動(dòng)機(jī)的情況。這些都是發(fā)動(dòng)機(jī)制造的難關(guān)，我國(guó)目前的技術(shù)尚不能突破這些壁壘。皆因我國(guó)的航天工業(yè)發(fā)展的比較晚，基礎(chǔ)比較薄弱，早期多采用逆向研究的方式。就是采購(gòu)其他國(guó)家的設(shè)備，拆解，測(cè)量，然后仿制，這就存在幾個(gè)問(wèn)題。
首先是越是這種精密的部件，制作工藝越是精細(xì)，拆卸本身就是一個(gè)難點(diǎn)。拆卸過(guò)后還要能夠組裝回去，拼湊出設(shè)計(jì)圖紙的原樣。其次是測(cè)量有誤差，同樣的發(fā)動(dòng)機(jī)，間隙相差0.5，推力就能差3噸，渦扇10b的推力，總計(jì)也才13.5噸，可見(jiàn)誤差對(duì)性能的影響有多大。可我們拆卸下別國(guó)的發(fā)動(dòng)機(jī)，再測(cè)量，這個(gè)誤差的存在是沒(méi)有辦法避免。
第三是，生產(chǎn)設(shè)備的差距。我國(guó)的制造器械生產(chǎn)出來(lái)的零部件，精密比趕不上國(guó)外設(shè)備生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品。所以我國(guó)還需要采購(gòu)國(guó)外的制造器械。但是這種涉及軍備的制造器械，并不是都會(huì)面向我國(guó)銷(xiāo)售。沒(méi)有圖紙，測(cè)量有誤，制作不夠精細(xì)，成品同俄美的差距可想而知。
第四是，軍事防備。出于安全考量，涉及軍備的科技技術(shù)均為各國(guó)保密信息。因此俄羅斯、美國(guó)的最先進(jìn)的技術(shù)專(zhuān)利、整機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)、制造機(jī)器均不會(huì)對(duì)我國(guó)銷(xiāo)售。我國(guó)能買(mǎi)到用來(lái)借鑒的，通常是他們已經(jīng)淘汰的，或者不再屬于先進(jìn)等級(jí)的產(chǎn)品。可想而知，逆向研發(fā)的時(shí)候，我們參考的已經(jīng)比別國(guó)先進(jìn)武器落后一等了，制造上還有很多的誤差，產(chǎn)品質(zhì)量甚至比不上參考物，更別說(shuō)和別國(guó)第一梯隊(duì)的相比較了。
因此，我國(guó)從來(lái)沒(méi)有放棄過(guò)自主研發(fā)這條道路，也就是正向研發(fā)。對(duì)標(biāo)的就是其他國(guó)家在役期間的先進(jìn)產(chǎn)品，甚至是處于研發(fā)階段的產(chǎn)品。要實(shí)現(xiàn)這個(gè)功能，我們需要做到什么，然后開(kāi)始攻堅(jiān)。但是這里面的難度可想而知，這是一個(gè)從0到1的過(guò)程。尤其發(fā)動(dòng)機(jī)作為飛機(jī)的心臟，它的制造工藝復(fù)雜，設(shè)計(jì)的技術(shù)龐多，很多專(zhuān)利也不對(duì)我國(guó)開(kāi)放。我國(guó)相當(dāng)于要重新走一遍其他國(guó)家的老路，還要努力的趕超他們。
研發(fā)的費(fèi)用也非常高。根據(jù)美英法等航空發(fā)達(dá)國(guó)家的統(tǒng)計(jì)，戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)研制、單價(jià)成本和壽命期成本約占整個(gè)飛機(jī)相應(yīng)成本的25%或更多。目前，為研制一臺(tái)大型發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)費(fèi)約為20億美元。需要雄厚的經(jīng)濟(jì)實(shí)力，才能支撐軍備研發(fā)?？v觀(guān)戰(zhàn)斗機(jī)的歷史，英美蘇聯(lián)德國(guó)日本等國(guó)，在第二次世界大戰(zhàn)前就已經(jīng)啟動(dòng)。而我國(guó)是20世紀(jì)50年代中期，才開(kāi)始建立起自己的殲擊機(jī)生產(chǎn)線(xiàn)的。
新中國(guó)初期，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力與發(fā)達(dá)國(guó)家落后很多。那時(shí)候國(guó)家的主要任務(wù)是讓人民吃飽飯，所以可以在航天工業(yè)上投入的資源有限。不過(guò)我國(guó)雖然起步晚，發(fā)展速度卻不慢。2013年，我國(guó)的戰(zhàn)機(jī)數(shù)量就已經(jīng)位居世界第二。如今我國(guó)的戰(zhàn)斗機(jī)技術(shù)除了發(fā)動(dòng)機(jī)這一瓶頸外，已經(jīng)屬于國(guó)際前列。對(duì)于短板發(fā)動(dòng)機(jī)研究也緊隨其后，是目前研發(fā)任務(wù)的重中之重。60至80年代，我國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)仍為仿制為主，80年代中期到90年代末期就開(kāi)始了自主研發(fā)階段，2000年開(kāi)始構(gòu)建我們自己的生產(chǎn)體系。
我國(guó)一方面加強(qiáng)培養(yǎng)技術(shù)人員，致力技術(shù)創(chuàng)新和技術(shù)突破。另一方面大力引進(jìn)國(guó)外的技術(shù)人員，突破其他國(guó)家對(duì)我們的技術(shù)封鎖。我國(guó)用了19年完成了渦扇10的研發(fā)，又經(jīng)過(guò)3年不間斷的試飛考察才真正的被決定使用在戰(zhàn)機(jī)上。渦扇15進(jìn)一步縮短了研發(fā)速度，可以說(shuō)我們前進(jìn)的步伐越來(lái)越快。
2020年，渦扇15的總設(shè)計(jì)師程榮輝登上了2020我國(guó)軍工榜暨軍工風(fēng)云人物及軍民兩用領(lǐng)軍企業(yè)評(píng)選首位。不少人都猜測(cè)，既然已經(jīng)開(kāi)始論功行賞了，是不是說(shuō)明渦扇15的研發(fā)已經(jīng)成功了？雖然我國(guó)的發(fā)動(dòng)機(jī)還需要更長(zhǎng)的時(shí)間，才能夠追上俄羅斯、美國(guó)的水準(zhǔn)，但是我國(guó)的研發(fā)速度驚人，總有趕超的那一天。
