航空发动机被誉为“工业上的皇冠”,也就说谁掌握了航空发动机制造技术,谁就掌握现代工业最顶尖的技术。作为战斗机的“心脏”,航空发动机一直是我国的短板,当军迷梦为歼-10、歼-11、歼-20欢呼的时候,殊不知这些战斗机发动机大部分都是从俄罗斯进口。不仅如此,中国航空发动机的使用寿命要比美俄等西方国家要短很多,就拿美国F-22战斗机的F119发动机来说,它的使用寿命高达10000个小时,而俄罗斯最新研制的CP-30发动机寿命基本可以达到6000小时以上,而中国的发动机还在3000小时边缘徘徊,为什么中国航空发动机的寿命比美欧国家的发动机要短呢?
歼-10A是中国自主研制的第一款三代战机,但是发动机确是用俄罗斯的
美国F-22使用的F119发动机寿命高达10000小时
航空发动机作现代工业皇冠,是一件极其复杂的工业品,不是说造就造的,大家都知道汽车发动机难造吧,而航空发动机的复杂性要比汽车发动机强上100倍,所以说如果没有雄厚的工业基础,根本无法制造可靠、耐用性强的航空发动机。放眼世界,世界能够制造性能良好航空发动机的国家的工业基础都很好,比如英国、美国和俄罗斯,这些国家的发动机研制历史都超过百年或者接近百年,而中国发动机研制工作是从上世纪70年代开始,至今不过40年时间,工业基础薄弱导致发动机材料、制造工业落后,所以与西方国家有很大差距。
发动机的服役需要经过长期、严格的测试
发动机在进行试车试验
其次,中国发动机走的“仿制路线”也是导致中国发动机寿命短的原因之一。虽说对一项产品的仿制可以大大节省时间和成本,还可以简化流程,提高效率,但是其缺点也是非常明显的,就是仿制出来的东西都不知道它的工作原理和规律,出现故障该怎么做,该如何维修保养都一无所知,从而不知道如何对发动机进行改进,而武器特别是航空发动机需要对它进行不断的改进从而延长它的寿命,研制发动机需要掌握发动机的基础气动理论、基础结构设计,出问题再试,不行了再飞,钱不够再投,时间再耗,这样才能够生产出高性能发动机,发动机寿命自然会大大增加。
中国上世纪70年仿制的英国引进斯贝发动机
俄罗斯AL-31发动机
中国发动机寿命短的第三个原因就是研制的规划性和系统性问题,我们知道航空发动机绝不是仅仅是一个战斗机的部件,而是牵扯到很多技术、材料、学科、部门的一个大工程,而在曾经很长一段时间,中国对于航空发动机的规划不是很重视,认为发动机仅仅是战斗机的一个普通部件而已,缺乏长远规划和违反发动机研究规律,导致航空发动机核心部件因为急功近利而没有掌握,而西方国家对中国的武器禁运让中国航空发动机的研制更加步履维艰,同时也让我国研制的任务更加艰巨。
航空发动机基本结构示意图
航空发动机剖面图
说了那么多,那么研制航空发动机究竟有多复杂?航空发动机如果没有技术积累是很难制造出来的,有专家甚至表示,就是把航空发动机的技术图纸都给你,你也不一样的能够造的出来,之所以如此困难主要包括以下3个原因:第一:涉及的领域太广,涉及一台成功的航空发动机需要流体、结构、燃烧、控制、数据等几十个领域的技术人员。第二:材料。航空发动机需要极高温及高压下使用,而中国精密仪器比不过西方国家。第三:投入巨大,在以前中国的军费很少很少,根本没有钱投入到发动机研制中,比如70、80年代美国花了300亿人民币才把F-16战机的F100发动机搞好,而当时的中国全部军费只有210亿人民币。
航空发动机身上密密麻麻的线路和线道,可见发动机复杂程度
航空发动机涉及到几十个领域技术
由于航空发动机受制于人,中国吃过很多亏,比如中国的歼-10、歼-11战斗机生产数量一直受俄罗斯提高的AL-31发动机供应量影响,供应多一点就生产多一点,供应少就无法生产。好在近些年来中国已经重视航空发动机研制,投入巨资研制国产航空发动机,如今终于有了结果,国产WS-10发动机已经装备歼-10C和歼-11D,传闻国产首款矢量发动机WS-15也将服役,配备给歼-20,如此看来中国如今已经掌握发动机特别是高端航空发动机的制造技术,这将摆脱一种受制于人的尴尬局面。
网上流传的国产WS-15“峨眉”矢量发动机