强烈反差?高超音速发动机领先世界,汽车发动机技术却不尽人意

科技解析站 2020-09-23 13:11:59

9月22日西安航天动力研究所”微信公众号发布消息称该所研制的某组合动力发动机首飞成功。

2020年金秋清晨,位于我国西北的某靶场上,伴随着巨大的响声,一支穿云箭划破宁静,缕缕白烟在蓝天与黄沙的映衬下分外惹眼,仿佛架起天与地连接的桥梁。

来自我所组合动力发动机研制团队的试验队员们,紧盯饱含着心血的首台飞行试验参试产品,目送它迅速变小,消失在视线中。

根据这篇报道透露的信息来看,这是一款领先全世界的火箭基组合循环发动机!将来我国的空天飞机很可能采用这款发动机!

疑似我国六代机无尾翼风洞模型

一说到我国某方面领先全世界,很多人马上先入为主认为不可能。他们的逻辑思维是:我国连汽车发动机都造不好,更不可能研制出领先世界的航空发动机或者高超音速飞行器发动机。其实这个逻辑是错的!

要研制出一款发动机,不仅需要先进的高性能材料、先进的设计手段、先进的测试等先进软硬件技术条件,更重要的是要有足够的工程经验!工程经验是没有捷径可走的!需要时间积累。

以航空发动机为例,美国F22装备的F119发动机推比高达11.7,其涡轮叶片为单晶叶片,耐高温性能为1950K左右(约1677℃)。而早在2015年,时任中航工业董事长的林左鸣在接受央视采访时曾透露我国已经有能承受2000℃的单晶叶片!这种叶片耐高温能力比美国F119发动机采用的单晶叶片足足高了300℃左右!按照耐高温能力每150℃为一代,相当于先进2代!可见我国在材料方面早就不存在技术难题。

2018年涡扇15已经至少生产了3个改进批次

那么为何涡扇15迟迟未露面呢?其实和日本类似,它的单晶叶片材料已经发展到第五代了,但是却造不出美国那样的先进大推力发动机。2018年,日本研制成功的XF5-1小涵道比涡扇发动机推重比只有7.8,推力也只有5吨左右,它采用的单晶叶性能和F119一样,推力却只有后者的三分之一不到,推重比也不如!造成这种结果的主要原因是日本缺少研制航空发动机的工程经验。我国也是同样的问题。好在有了秦岭、太行等发动机的历练,我国的航空发动机研发越走越顺,如今涡扇15也已经到了瓜熟蒂落的时候了!

疑似涡扇15发动机

实际上不仅仅发动机这个领域存在这样的情况,其他领域也有类似情况。但若从军用和民用划分来看,情况则不一样。

1、军用技术全面追赶欧美发达国家一流水平,部分领域甚至赶超他们。

以军用汽车发动机为例。

一方面,军用发动机没有外援,被迫自力更生,反而能良性发展!另一方面,军用发动机技术对价格并不敏感,甚至可以不计成本。

由于技术敏感,发达国家想方设法围堵我们,比如“巴统”、“瓦森纳协定”等技术管控措施都是针对我国的!这是一把双刃剑,一方面可以阻止我国获取先进军用发动机技术,另一方面可以也变相保护了我国军用发动机生产企业的发展。由于缺少外来竞争,军用发动机企业有足够的利润可以招聘人才,持续投入研发。这就跟我国的电力行业一样,由于待遇好,造成大量人才涌进,也直接或间接推动我国电力行业发展。如今,我国电力行业代表世界顶尖水平,不仅拥有大量顶尖技术,连我国的电力行业标准都变成世界各国的电力行业标准!有兴趣各位可以了解下。

出口俄罗斯的CHD622V20CR高速柴油机世界一流

由于无法引进外国军用发动机技术,我国的军工人只能靠自己。就像当年我国只能靠自己研发两弹一星一样,某种程度上,技术封锁反而能促进我国科技进步!在此吐槽一句:买办误国!

不仅仅军用汽车发动机是这种情况,其他军用技术也基本上是这个情况。

2、民用技术方面,多数行业因竞争激烈,赚不到钱、难以聘请高端人才持续研发,实现良性循环。

以民用汽车发动机为例。

虽然我国民用柴油机技术一流,但民用汽油机依旧处于追赶状态。

民用发动机为了提升竞争力,对燃油效率、加速性能、造价、全寿命周期内维修成本等指标均有严苛要求。此外,民用领域还有大量专利壁垒阻碍,如何绕过领先者的专利也不是一件简单的事。

由于军用汽车基本都采用柴油机,而我国的军用柴油机水平直逼最先进的同行——德国!这就使得我国的民用柴油机技术能得到军用柴油机技术反哺。前几天,山东潍柴还发布了世界首款热效率超过50%的柴油机!

荣获德国同行认可的世界首款热效率突破50%的柴油机

至于汽油机,由于外来竞争激烈,国产汽车发动机厂商还没发展起来就被外来先进同行挤兑,堪称夹缝生存。没有足够利润、更难以聘用高端人才持续研发。这也造成我国的国产发动机技术水平一直落后世界一流水平。这种情况直到近几年才慢慢有改观。

如果按照传统领域和新兴领域划分,那么情况又不一样了!

1、大多数传统领域,我国依旧处于追赶状态。

造成这种不利局面的主要原因,现代工业产品研发不仅考验材料、设计、测试等方面的水平,还需要丰富的工程经验。当你在努力前进的时候,领先者也在进步,这就需要漫长的时间慢慢积累才能赶上。

当我国瞄准某先进民用产品进行研发,在我们花费很大代价成功研发出来时,领先的同行又研发出更先进的产品。这就导致我国研发的产品面临一问世就落后的不利局面!这也直接导致我国企业赚不到钱也就难以持续研发,而领先的同行则一直领先,一直赚得盆满钵满!

除此之外,民用领域有大量的专利壁垒阻碍,后来者想赶上领先者如同攻克山头一样艰难!

2、几乎所有新兴领域,我国都是世界一流水平,甚至有的已经领先全世界!

新兴领域有个特点就是什么都是空白的,各国都处于同一起跑线上,且没有专利壁垒。只要有一定工业能力和研发能力,又有钱持续投入研发,就能捷足先登,领先别人,而一旦领先别人又会造成对方刚研制成功就面临落而赚不到钱!

以我国5G技术为例,在2G、3G、4G时代,美国都领先我国,到了5G却突然落后我国。这种看似不合理的结果实际上是很合理的!

我国5G龙头企业是华为和中兴。这两家企业之所以能在5G领先美国同行,一方面是国内巨大的市场,以及政府有意无意倾向性扶持,采购基站时,考虑到信息安全等因素,很多关键性设备,只要国产设备性能达标,都会优先选择本国产品。也正是在这样的发展环境下,华为、中兴逐步赚到第一桶金而有钱聘请高端人才搞研发,经过3G、4G两代的持续技术、人才、资金积累,最终在5G时代,这两家企业都一鸣惊人!最终也导致挤兑效应,美国同行绕不开我国的5G专利壁垒,只好通过非法手段想扼杀华为、中兴两家企业!否则未来5G时代,美国人将不再像2G、3G、4G时代那样有很强的话语权和主导权,监听全世界更是痴人说梦!

总而言之,我国并不是所有领域都落后别人!在军用领域和新兴领域,我国并不落后,很多领域甚至领先全世界!比如高超音速飞行器、5G、量子通信、高超音速超级风洞、超级计算机、特高压输电技术、风电技术、光伏发电技术等等。

因此,在高超音速飞行器发动机技术这种新兴领域,我国领先全世界也是很正常的。有兴趣各位可以上网搜索“组合循环发动机”,见识我国在这个领域的科研论文有多少以及起步有多早!

今后提到发动机时,请不要先入为主认为我国不行!这种惯性思维带来的错误看法很伤人,他们根本不知道,为了研制一款发动机,我国的科研团队付出了多少,却被键盘侠一句话否定!

喷子定律

当然,这也不能全怪他们,毕竟我国的发展速度实在是太快了!很多东西,十年前我们还一片空白,现在却一跃成为世界领先水平!如果不是长期关注科技前沿,多数人根本转不过这个“急弯”。

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