中国断供发动机叶片,美跪了引F35停产,印哭了40年研发战机停产

以山爱科学 2024-10-17 03:15:58
导读:

2024年五月三十号,中国的商务部、海关总署对外发表了一个公告,宣布中国将停止向美国出口航空发动机涡轮叶片。

这个简单的公告,让很多人没有想到,居然引发了一连串的多米诺骨牌效应。

首先是印度的光辉战斗机爆出,要难产了。

为什么会出现这样的问题呢?

光辉战斗机,印度在上个世纪八十年代开始,由印度斯坦航空公司进行研发,专门为印度空军打造的单座单发全天候超音速三代战斗机。

一直研发到2001年,首架验证机才升空,期间耗资更是高达六亿七千五百万美元。

到了2016年量产,但被原印度国防部长技术顾问评价为,光辉战斗机是半成品。

原因也简单,该机大量采用了其他国家的设备组装起来的。

这也导致了,如今印度空军采购计划受挫。

他们预计要采购九十七架光辉战机,而核心发动机F404是从美国采购的,这款发动机中80%的部件是由中国代工生产的。

现在中国停止向美国提供航空发动机涡轮叶片之后,这款发动机就被迫停产。

以至于一连串连锁反应,导致了印度光辉战斗机的难产。

当然事情开始之初,印度也找过美国来寻求解决问题的方法。

而美国提供的方法是这样的,美国制作一些不含叶片的发动机,然后让印度试试去找中国协商购买一些叶片进行组装,如果实在不行的话,就去找找韩国间接的进行购买。

可如今韩国也是困难的很,因为韩国发给波兰的叶片同样缺货,以至于波兰都取消了一个中队的教练机订单。(注:这批教练机使用的依然是F404发动机)

而韩国为波兰提供的方法就是,试着去和中国协商或者找美国购买。

所以事情到这里,就又绕回去了。

那么印度叶片,就别想了。

难道美国没有技术可以制作这些叶片?

技术是有,而且还高,但制造不了。

说到底还是美国的制造业空心化的结果,一因为个产品的制造,不仅仅是弄一块地皮,盖一片厂房,拉来一堆设备就可以进行生产的。

操作设备的工人,对设备进行维护的工程师,从技术到成品的转化科研人员等等,这些人员缺少一个环节,一个合格的产品都不可能从技术变成一款可以进行批量投产的商品。

如果没有这些人员,想要培训这些人员,也不是一年两年就可以做到的,关键投入其中的费用也将是一个巨大的数字,而且这种投入还将成为一种长期投资。

美国

作为一个资本主义国家,这种吃力不讨好的行为,大多数企业都会望而却步。

而且以美国现在的状况,同样的一款产品,成本会是中国的十倍甚至更多。

这其中的高成本不仅包括了人员的薪资,还包括了一款产品上下游的衔接。

比如说上文提到的发动机涡轮叶片。

这东西看起来就是一块金属块切削出来的,貌似有了设备就切呗。

但问一个问题,制作金属块的原料呢?

是不是得从矿物中提取出来?

不说别的,就说稀土的提炼,全世界去找找,最先进的技术其实就在中国。

所以美国现在手中就算是有矿,也没有办法低成本的从矿中提炼出需要的金属,就算是提炼出来了,成本也会很高。

而想要将这种提炼成本降下来,没有五年到十年的苦功,也研发不出来。

这还是一个产品中最低端的一个上游环节。

所以没有一条完成的产业链条,就意味着需要从其他国家进口,进口的时候不说对方需要利润,就说来回的运费也是成本。

那么美国现在就开始培养这些产业链如何?

培养一条完成的产业链,不是说一说就可以的。

这件事美国做了多少年了,几乎是在原地踏步,没有什么起色。

原因也很简单,培养一条产业链,不是说一下子就能将产业链给建立起来的。

而一个环节一个环节的去建立,就会出现一个尴尬的问题。

一个环节上的产品出来之后,因为下游的环节没有建立起来,就会出现没有下游的环节去购买上游产品的现象。

上游产品没有市场,这个建立起来的上游环节还能继续存在下去吗?

就算是下游的环节建立起来,因为最开始的成本必然昂贵的原因,这个下游环节就会因为成本的原因,去购买其他国家的产品去了。

是不是很尴尬?

再说一个环节发展起来,不是一两年,而是最低五年计算,甚至是十年的都有。

如今科技发展相当快速,五年过后,这个环节使用的技术是不是落后了?

如果是十年的话,落后的是两代技术还是三代技术?

是不是更加尴尬了。

所以这么算下来,相同质量的产品,目前美国制作出来的价格高也就成为了必然。

事实上,中国这次管控包括了很多项目,涡轮叶片仅仅是其中一项而已。

比如涡轮发动机叶片,燃气轮机叶片,导向器,单晶铸造设备等等。

说这些名词很多人感觉不出来什么,简单的举个例子。

比如美国通用公司制作的发动机,这里边的各种配件,90%以上都可以在中国制作。

而想要制作一款这样的发动机,他们就需要通过各种倒手购买,然后运到美国进行组装。

所以,这次中国的管控影响的不仅仅是印度、韩国,甚至连美国的F35的发动机,雷达,导弹等等的制造都出现了问题。

以至于F35的交付都出现了下降。

其实F35的麻烦从2023年就开始了,当时中国管控镓,F35就出现了生产困难,如今的这次管控,会让F35的交付雪上加霜。

不说别的,截止到2024年九月,F35已经连续十四个月没有进行交付了。

如今美国遇到的这个问题是相当的尴尬,技术是有,偏偏就是制作不出来。

中国的航空发动机叶片

在相当长的一段时间里,一说到航空发动机,就自然会说道中国的航空发动机上不了档次。

现在可不一样了,中国已经掌握了很多关键性的技术。

以航空发动机的叶片为例来说一说。

航空发动机是飞机的心脏,而这颗心脏最关键的部件就是叶片,所以叶片是航空发动机的核心。

叶片的价值可以占据到整个发动机30%左右。

那么它的难度是什么呢?

因为叶片不仅要承受高温高压,还要承受几吨甚至是十几吨的巨大离心力,这种要求让叶片的制作变的困难重重。

以至于世界上可以制作叶片的国家,没有几家。

而中国作为一个大国,那么掌握航空发动机叶片的制作就成为了必然。

这就有了中国两机重大专项的启动,目标就是对航空发动机和燃气轮机的突破。

航空发动机的叶片长度几厘米到几十厘米不等,核心的转子上集中了差不多八十个叶片,但一套系统下来需要的叶片就高达五百到六百片。

很多人在坐飞机的时候,看到发动机巨大的风扇,其实这不是航空发动机的核心。

这个风扇只有三个目的。

其一,将空气引入燃料室内,让燃料充分燃烧,从而产生巨大能量推动发动机的叶片转动。

其二,将空气压缩,进一步提高飞行动力。

其三,吸入空气,通过特殊通道进入叶片,用来冷却叶片。

而航空发动机真正的叶片在里面,数量高达几百片,每一个叶片承受的压力还不同,所以这些叶片又被分为了等轴晶叶片、柱状晶叶片、单晶叶片。

这些叶片中单晶叶片的制造要求是最高的,中国制造的单晶叶片承受的温度可以达到一千六百度。

单晶叶片之所以能够承受如此的高温,是因为它是高温合金,内部包含的原料有二十多种金属元素。

这些金属元素只有通过合理的配比,才可以铸造出需要的高温合金材料。

上个世纪三十年代后期,美国、英国、德国就已经开始研究了,而中国的研究是从1956年才开始的。

所以在高温合金材料中,中国的技术在相当长的一段时间里和国际有着巨大的差距。

而且美西方各国对于这个领域的投入都是巨大的。

近些年来美国每年投入三十亿美元、英国是十亿美元,法国也达到了九亿美元。

在这种不断的投入下,耐高温合金的耐高温水平也在一节一节的拔高。

先是给高温合金材料涂抹热障涂层,这样处理让耐高温提高一百度左右的水平。

现如今软件和计算机技术的加入,让这一温度再次提高一百度。

其中最大的一次提升,是将叶片制作成空心的,这样就可以将冷空气直接吹如到叶片内部冷却叶片,从而间接提高叶片的耐高温。

这项技术将温度又提高了二百五十度。

目前美国的耐高温合金技术是最先进的,可以做到一千九百度的高温。

中国和美国有着三百度的差距。

虽然看起来不多,但要想跨越还是很困难的。

但不管怎么说,如今中国的各行各业的科技发展都很快,相信超过美国也是指日可待。

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以山爱科学

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