出场就第一!中国6代机技术突破,美国没想到,8万吨重器横空出世
时间:2023-08-22 00:51:27来源:万万不全

发动机技术被誉为航空工业王冠上的“明珠”,现在这些“明珠”已经被我国一一摘下。


(相关资料图)

最近,国内知名学府在某新型航发上取得突破,对比美国王牌发动机F-119,取得了全面领先,按技术来说似乎都步入6代机了。并且我国一系列航发,都在以势不可挡的速度发展,例如涡扇-15、涡扇-19、和涡扇-20,这不禁让人感到奇怪,为何我国航空业取得了井喷式的发展?其实这和航空制造业的一个“重器”有关,我国横空出世了一个8万吨的大家伙,让美国也没想到,中国竟然能这么快就实现了弯道超车。

(中国运-20和歼-16、歼-20空中加油)

根据北京航空航天大学能源与动力工程学院披露的新消息,该学院的团队研发出一种技术方案,可将F-119的涡轮叶片前温度提升近400摄氏度。这就令很多朋友不解了,航空发动机怎么技术进步后反而更热了,难道这不会对发动机的各个部件造成损伤吗?各位朋友有所不知,航空发动机之所以称之为“明珠”,自然是有道理的,比如美国F-22用的发动机F-119,根据图纸来看,前面是冷段,后边是热段,而冷段用钛合金,热段用镍合金。但这就得难住大多数国家了,并且发动机要想性能强劲,燃烧室温度是关键,通常认为燃烧室每提升100度,推力可以增加15%。

但是燃烧室的温度提升,为的是提升涡轮叶片前温度,这才是发动机性能强劲的原因,而F-119的涡前温度达到了1700摄氏度,现在中国团队研发的技术已经将F-119的涡前温度提升到了2000摄氏度以上,因为这是采用了特殊的技术,虽然不像传统的涡扇发动机的提升方法,但保守估计,能够提升近18%推力的同时还能降低15.2%的油耗,其实这种方案已经更像是变循环发动机了,也就是传说中的第6代发动机。

(北航动力工程学院,航空发动机综合热管理创新团队采用了最新CCA技术方案)

换句话说,一定程度上来讲,航空发动机还真就是越热越好,但是这就带来一个问题,温度是高了,到哪去搞能承受这么高温的发动机部件呢?并且发动机中的叶片,是需要时刻保持高速旋转的,同时还得耐住这么高的温度,而高速旋转下的离心力是相当恐怖的,甚至能够把零件给甩变形了,因为温度高了,零件又很容易被“热化了”,所以这种叶片不仅得是单晶叶片,还得是顺着一个方向“生长”的,要求极为严苛,甚至光用合金材料还不行,它还得是空心的,因为它里面需要吹冷空气降温。不然还没等起飞,发动机里面已经成为了一团“浆糊”了,但这么复杂的结构,还得耐高温和坚固,材料本身就不好找,加工更是一个老大难的问题。

于是这就要用到一个航空工业上最厉害的设备了,而这种设备一般国家搞不到,要么去抢,要么自己造,以至于现在放眼世界,仅有几个国家有这种设备,也就是大型模锻液压机。

(美国F-119发动机结构图)

当年二战时,德国生产了四台模锻水压机,分别是3万吨的1台和3台1.5万吨的,战败后,德国投降,被“抄家”的时候,苏联和美国就将德国的这四台机器瓜分了,并且拆开打包带走。苏联拿到以后,上世纪50年代造出了世界上最大的两台7.5万吨的模锻液压机,一直使用至今。很多朋友好奇这个东西有多重要呢,这么说吧,飞机上70%的铸造构件,都得由它来加工。像法国空客的A380,最大起飞重量575吨,是目前世界上最大的客运飞机,但是这么大的飞机,想象一下它的前起落架得多牛,才能撑得住这么一个空中的庞然大物,法国自己的6.5万吨的模锻液压机都不够用,得去问俄罗斯借,还需要花重金借来使用,一次用3分钟完成,这对俄罗斯来说可真是一个好买卖。

然而可别以为模锻液压机对美国来说是一件很容易的事,美国拆走的是两台1.5万吨的模锻水压机,那台3万吨的没拿到,而美国自己建造这玩意儿也很费劲,只造出了4.5万吨的。但是苏联解体后,美国竟然在2005向俄罗斯买到了两台7.5万吨中的一台,自此之后美国和俄罗斯在模锻液压机这个领域并列世界第一。

(法国空客A380前起落架还得靠前苏联生产的机器制造)

但是美国也没高兴多久,因为这项记录已经被中国一举打破!2012年时,我国一口气建成了3台模锻液压机,分别是3万吨、4万吨和8万吨,要知道4万吨以上的模锻液压机放眼世界都是凤毛麟角,只有四个国家拥有,分别是美、俄、法还有就是中国,而8万吨更是毫无疑问的世界第一,这样我国的航空工业正式“起飞”。

所以前段时间网上盛传涡扇-15已经在歼-20上试飞了,而且涡扇-20也给运-20“胖妞”换发,甚至歼-35的发动机涡扇-19也频频传出好消息,这些都是8万吨模锻液压机横空出世带来的连锁效应。有些朋友说F-119发动机都是30年前的技术了,但是要知道,F-119就是目前世界上发动机的天花板,不过涡扇-15已经足以媲美F-119了,并且在8万吨大家伙的帮助下,相信我国的第六代发动机,甚至第六代战机,也很快就会和大家见面。

(中国8万吨模锻压机,多项纪录创世界第一)

而目前来看,比第六代战机更加紧迫的,其实是我国的下代轰炸机,由于人民空军的主力轰炸机机型还是轰-6,虽说轰-6的最新现役型号有三种,分别是轰-6H、轰-6k“战神”,以及轰6N“雷神”,但是这和美、俄目前的主力轰炸机已经有了一些差距,美国有隐身轰炸机B-2,俄罗斯有超音速巡航轰炸机图-160,而我国的下款轰炸机通常被认为是带有隐身性能的轰-20,不过目前来看,随着地面单位中的高价值、高威胁时敏目标越来越多,若想提升打击性能,同时还不容易被发现,单凭隐身性能可解决不了这个问题,只能靠超音速巡航能力,结合隐身性能的下代超巡隐轰彻底解决。

一方面如果轰炸机的速度能够达到2.25马赫,这已经比大多数五代机都要优秀,在遭到敌军战斗机拦截时,超巡隐轰完全可以直接利用速度优势加速脱离战场,另一方面,由于隐身性能的存在,敌军的雷达也不一定能够有效探测到,此外由于现代战场局势瞬息万变,超音速飞机和亚音速飞机区别巨大,超巡隐轰能凭借速度优势能够迅速反馈战场信息,取得先机,这才是更现代化的打法。

(中国下一代的超巡隐轰想象图)

总的来说,中国已经在航空发动机领域取得了显著的突破,并且凭借80000吨的大家伙模锻液压机,帮助我国航空业的发展势如破竹地前行。而且我国还有先进的风洞实验室和高空试车台,这每一项单拎出来都是大国重器,而且是“横空出世”,虽然看似简单,但背后是承载了几代人的艰苦奋斗。

同时在这些大国重器的帮助下,我国现在不仅制造了能够媲美F-119发动机的涡扇-15,还有希望迎来第六代发动机和战机的诞生。尽管未来的道路仍然充满挑战,但随着我国科技的不断进步和研发人员的坚韧不拔,我们有理由相信我国已经逐步追赶上了世界一流强国,并且我国的航空事业还将飞得更高更远。

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