現在美國滿世界賣F35,就不怕F135發動機的技術外洩嗎?

心之貌人之形


美國滿世界賣戰鬥機賣了幾十年了,如果怕技術外洩早就不賣了。現代航空發動機雖然從工作原理上來說非常簡單,但由於涉及材料學、工程學、空氣動力學、控制學等多個門類的尖端技術,因此對於工業水平有著極高的要求,無論是自行設計製造還是仿製他國成熟型號都十分困難。

這一方面,典型的例子就是伊朗,伊朗在上世紀70年代獲得了F-4、F-5、F-14等美製戰鬥機,時至今日這些戰鬥機仍然是伊朗空軍的主力機型。在美伊交惡、伊朗失去從西方國家進口新型戰機、甚至不能獲得原有機型的配件後,伊朗通過巴列維時代的技術積累和引進學習別國技術、加之自身的一些技術探索,逐漸實現了一些航空元器件和零件的自給自足,並開始自行設計部分輕型飛機。從航空工業技術水平上來說,伊朗在美製戰鬥機的用戶中算是比較出色的,即便如此,目前伊朗仍然無法仿製任何一款美製戰鬥機的發動機——甚至連F-5採用的J85渦噴發動機都不行,要知道J85只是個上世紀60年代技術水平、最大推力不到14千牛的小推力發動機。

F135作為目前戰鬥機發動機中的佼佼者,更絕非其他國家能夠輕易仿製成功——事實上,別說F135,即便是上一代的F110,除美國外也只有日本能夠生產,而且日本所能做的還只是在美國提供技術支持後自行生產技術含量較低的冷端、然後與美國生產的熱端組合裝配為新發動機,工業水平很高的日本尚且如此,更遑論美製戰鬥機其他技術水平落後的用戶。所以,企圖從F135上面獲取先進航空發動機技術純粹就是痴心妄想,美國自然有底氣把F-35向全世界兜售。


軍機圖


這麼說吧,就算美國把F-135發動機圖紙公佈出來,這世上也沒幾個國家能仿製出來。
圖:F-135發動機

航空發動機被譽為工業皇冠上最閃亮的一顆明珠,可見其難度之高。目前能真正自產航空發動機的國家無非是那幾個工業強國,如美、俄、英、日、中等。要是說到高性能航空發動機,估計這裡面還得砍掉兩家。

高性能航空發動機涉及的技術難題很多。比如原理,工藝,材料,模具等方面都有非常嚴格的要求。比如,很多國家想要嘗試研製高性能航空發動機機,都因為材料技術不過關而以失敗告終。就拿航空發動機的渦輪葉片來說,由於發動機啟動會產生巨大的熱量,因此對葉片的耐高溫能力要求很高。如果渦輪葉片的耐高溫性能不過關,根本無法承受這麼高的溫度,也就意味著發動機根本正常工作。另外,對工藝的要求也很高,高超的加工工藝對提高航空發動機的質量以及壽命具有重要的作用。我們國產航發就是因為材料和加工技術不過關,導致發動機壽命比美俄差一大截。
圖:


F-135使用了世界上最先進的材料和工藝技術

而除了發動機本身製造困難之外,美國不怕洩露航空發動機技術的原因,就在於美國並不是誰都賣。美國出售F-35戰鬥機的對象主要是一些傳統盟國,而這其中很多是參與F-35研製的國家。我們都知道,F-35跟F-22“猛禽”不同,F-22屬於美國自研項目,而前者屬於國際合作項目。F-35原本就是一款基於國際合作開發的多用途隱形戰機,是西方國家著眼於未來戰爭需求,以各國出錢,美國負責研發模式,參考F-22先進技術而進行的一個戰鬥機研製項目。這些參與國,包括英法等歐洲國家,還有土耳其,以色列等中東西亞國家,以及日韓等東亞國家都是美國的傳統盟友。無論是在北約還是其它美日、美韓同盟關係中,美國都是主導者,美國自然不會擔心他們會洩露機密。
圖:美製F-35隱形戰機

另外,最重要的一點是,即使這些國家得到了F-35,接觸到了F-135航空發動機等核心部件,但並不意味著這些國家就能接觸到核心技術。即使F-35戰機到了這些國家服役,甚至由其自己組裝,如日本,但出現重大的技術問題,還是需要美國方面來解決。這是因為核心技術才是搖錢樹,美國對核心技術一向護的很嚴。再者,在出售這些F-35時,美國就已經跟各國簽訂了不能向他國洩露有關技術的協議,否則將面臨高額的罰金,甚者美國將因此而終止今後與其合作的可能性。沒有哪個國家願意冒著得罪美國的風險去洩露有關技術資料。

圖:F-35B短距起飛/垂直降落型戰機在航母上停靠


兵者詭道也


其實美國全世界的賣戰鬥機還真不怕發動機技術洩露,之前的回答大體說了一下,F-35是有一個叫做健康管理系統的軟件模塊會將每架F-35的運行狀況直接上傳到洛克希德馬丁公司的服務器上,在對戰機故障預警之餘也對戰機的不安全行為進行審計。

上個回答說了健康管理系統,那麼在這個回答裡面W君就重點說說發動機技術吧。

F-35所使用的發動機是普拉特惠特尼公司生產的F135發動機。對應到不同型號的F-35戰機分別為100、400和600型。

在F-35B上這臺發動機通過離合器接駁了一個升力渦輪風扇。整體的發動機核心沒有變化。

從工廠現場施工照片中看即便是安裝在非垂直起降的F-35型號上面的F135發動機也是保留了旁路歧管的,只不過用圓形的蓋子進行了簡單封閉。從這一點看F135發動機的通用性是相當強悍的。

發動機最主要的技術有兩點第一是輕量化,第二就是燃燒效率。

先說輕量化,用於F-35A戰鬥機上的F135-PW-100發動機僅僅重1.71噸,就可以提供191.35千牛的推動力。推重比達到了11.46這是一個十分驚人的數據。相對於當年用在F-14、F-15、F-16上面的F-110發動機(最大推力142千牛、1.84噸、推重比7.9)來說就是一個質的飛躍了。飛機發動機的輕量化在於減小結構重量用更薄更輕的材料,但問題來了在高溫高壓下工作的發動機葉片和噴管能不能承受住發動機的上千度高溫和巨大的壓力就是一個挑戰。而且在常溫狀態下的葉片和噴管加熱到高溫狀態下熱膨脹和離心力的造成的變形是一個沒有發動機製造經驗的企業所不能掌握的數據。眾泰皮尺部不能在高溫高速下進行測量的。

因此即便是將發動機拆成靜態的零件也無法進行準確的複製。

第二點燃燒效率,剛剛提到了F135-PW發動機可以達到191千牛的推力,但是這臺發動機並不費油,可以做到250克·千牛/秒的油耗,也就是說在最大推力的工作狀況下每秒才會消耗47.75千克的燃料。以F-35A戰鬥機8.3噸的載油量來說,可以維持3分多鐘的最大推力。對比F-14的F110發動機來說,在F-14開到最大加力推力的時候僅僅35秒就會耗光所有7.3噸的機內燃料。

發動機的油耗控制和發動機結構相關,但更多的在於軟件控制,F135發動機配套的控油軟件也是極其強悍的。但軍用軟件的破解難度不像我們破解一個軟件加密的序列號那麼簡單,也是像重新編寫一樣困難的存在。

因此即便是拿到了F135發動機對於普通的國家來說如果複製還不如重新制作一款發動機來得實在。至於性能能不能達到F135那麼彪悍就全靠禪意了。


軍武數據庫


首先,F-35戰鬥機本身就是由美國牽頭,與澳大利亞以及一些北約盟友一起研製的。雖說美國佔了大頭兒,但是這些國家是出了血的,為的就是在量產之後能夠優先以一定的優惠訂購F-35戰鬥機。可見,鷹醬打造這款戰機雖然不能稱為“外貿型”吧,但是確實就是要出售給這些盟友的,這樣做除了獲得盟友的支持,還能大肆敲詐一筆。所以本來就是要賣的,人家也自然不會擔心技術外洩。你看看鷹醬的F-22“猛禽”,想要的國家多著呢,但是人家賣嗎?再鐵的盟友也得不到呀!

F-35上使用的F135渦輪扇發動機是普惠公司基於F-22的F-119發動機發展而來的,其推重比超過10,加力推力超過18噸。F-35有A/B/C三種型號,分別使用F135-PW-100/600/400型發動機,其中,為了滿足F-35B的短距起/垂直降落(STOVL),它使用的F135-PW-600型的發動機還集成了英國羅爾斯-羅伊斯公司的發動機技術。英國上世紀60年代搞出的垂直/短距起降的AV-8鷂式戰鬥機,發動機就是羅爾斯-羅伊斯公司研製的,現在美國仍然要付專利費給他們。

戰鬥機上的發動機是個複雜的東西,不是哪個國家隨隨便便就能搞出來。而且對於能買到F35戰機的國家來說,即使他們有那個能力去剽竊F-35的發動機技術,他們也沒有那麼大的資金投入去研製。就算費了好大勁搞出來,那這恐怕就得和美國鬧掰。所以放著現成的戰機不用,費那麼大勁去剽竊人家的發動機技術,這純屬是吃飽了撐的沒事兒找事兒。

能買到美國F-35的國家,都是美國信任的盟友,要保證不會以任何途徑落入中俄之手。近年來土耳其和俄羅斯眉來眼去,既要美國的F-35,又要俄羅斯的S-400防空導彈,這就導致現在美國考慮能不能把F-35給它,要知道土耳其當初在F-35的項目上投了6.9億美元,後來又訂購了100架F-35。所以對於一些美國不太放心的國家和地區,美國是要慎重考慮的,比如,我們的對岸。


兵說


最通俗的說法就是,飛機發動機不是鐵皮罐頭,不是你看到他的樣子就知道他是怎麼造出來的。

1,材料成分不知道白搭。

發動機裡面的各個部件材料各不相同,有的地方用高溫合金,有的地方用鈦合金,有的地方則是用普通的鋼,就算是同一類材料,具體的標號也是不一樣的,而且不要看那麼一點點的差別,但是真正用起來是失之毫釐差之千里。

那有人說了,拿出來分析一下、知道是什麼成分不就好了嗎?這個技術是有的,但是就好比一道菜告訴你是10%的糖、75%的蛋白質還有15%的脂肪你也做不出來一樣味道的菜一樣,光知道成分也是不夠的,因為一種先進材料想要製造出來,生產過程是非常複雜的,中間的控制過程你不知道也是白搭。

所以即便你把發動機拆開來,每個零件都能拿在手裡,但是不知道具體的材料成分、製造出來相應的材料,是沒用的。

↑航空發動機中使用的鈦合金整體葉盤結構↑

2,加工工藝不知道白搭。

加工工藝這個東西說起來就很複雜了,簡單說吧,就是工業產品中的零件畢竟不是橡皮泥做的,不是說你想怎麼捏就怎麼捏,一堆材料你要有不同的加工方法讓零件達到符合你要求的狀態,這個就是加工工藝。

最簡單的,滯造刀具的時候最後有一道工藝叫做淬火,這個就是比較典型的加工工藝,選用的淬火的液體不同、時間不同、手法不同,都是很有講究的,稍微差一點兒造出來的東西就是差的很多的。

↑準備進行工藝處理的工業零件↑

這個東西也是你光有零件看不出來的,所以別人不怕你偷走。

3,裝配工藝不知道白搭。

兩個零件怎麼裝起來?很多人可能想的很簡單,用螺絲一擰,用膠水一粘不就好了嗎?

但實際上中的航空發動機肯定是不可能這樣的。

↑軸承怎麼套到軸上的?↑

最簡單的,一個軸承套在一個軸上,怎麼讓軸承不亂動?有一種方法就是軸承實際上比軸小一圈兒,軸承就像一個橡皮筋一樣箍在軸上,這樣就不會亂動了。但是這樣就有一個問題,怎麼裝上去?最直接的方法就是給軸承加熱、給軸降溫,然後熱脹冷縮之後趕緊裝上去,等兩個溫度恢復之後軸承就裝緊了。

↑加熱中的軸承↑

上面這個問題看似是解決了,但是其實還有一個更大的問題,那就是:軸承和軸之間多緊合適?要知道,如果稍微松一點兒兩個零件之間就容易脫落;如果稍微緊一點兒,就容易箍太緊把軸承或者軸給搞壞。包括一堆螺栓,你先擰哪個,後擰哪個,最後的結果也是完全不一樣的。

所以裝配這個事情也是非常關鍵的,你如果稍微搞不好造出來的東西也是兩碼事。

4,最關鍵的是,你不知道人家為什麼這麼設計。

有一個成語叫做東施效顰,就是別人怎麼做你就怎麼做,但是你不知道別人為什麼這麼做,反而最後做不好。

航空發動機作為一種超級精密的設備,尤其如此。前面也說了,失之毫釐差之千里,如果你不知道別人為什麼這麼設計、為什麼這麼生產、為什麼這麼裝配,那麼你只要做一點點更改,結果都是災難性的。

中國的航空發動機在仿製的道路上也出過這樣的事情,就是你必須要完完全全按照原來的圖紙生產、加工、裝配,稍微差一點兒都不行,一度是改哪兒哪兒出問題。所以這就相當於被別人卡住了脖子,別人就給你這個型號的發動機,你一點兒進步都不會有。

也就是說,就算你能夠拿到所有的材料參數、加工工藝、裝配工藝,你依然不知道怎麼設計發動機,最後只能夠跟著別人屁股後頭,看別人臉色行事。而你想要吃透裡面的設計技術,其中的困難也完全不亞於重新研發一款發動機。

因此,網上總能夠看到各種各樣先進發動機的圖紙,但是你放心,一般的國家,就算你有發動機的實物,美國依舊不會擔心你有能力仿製、甚至於設計出更先進的發動機。

↑F35的發動機的結構圖↑

5,當然,拆開看一下還是有好處的。

如果你真的有一臺發動機,拆開看一下也是有好處的。不拆白不拆。

最典型的,就是GE90發動機的葉片:

↑GE90發動機和它的風扇葉片↑

我們可以看到,黑的地方是碳纖維,銀色的地方是鈦合金的包邊,所以正常人看到之後都覺得葉片的三個邊只有前面的那個邊才是裝了鈦合金的包邊的。但是實際上是美國人耍了一個心眼,因為這個葉片三個邊都是包了鈦合金的,只是有兩個邊重新塗了塗料,讓你看不出來而已。

↑真正的GE90發動機葉片是這樣的↑

所以,有的機會就拆拆看吧,沒準發現比較好玩兒的東西呢?


SilentTurbine


波音737扔中國快40年了,仿製的919發動機還要去國外買,黑鷹賣給我們也35年了,也是卡在發動機,就連LM2500那種船用的燃氣輪機,也10幾年了沒仿製出來,最後052D用2燃2柴,更何況F135那種逆天發動機?渦扇發動機原理我們懂,問題在於工藝和材料,懂的自然會,不會的就是造不出,幾十釐米長厚度5毫米不到的核心機葉片上,中間需要鏤空,還要打十幾個孔散熱,1700度左右的高溫而且推力那麼大轉速那麼高都不能變形,散熱要非常高效,稍微堆積一點熱量葉片就融化了,要用地球上最強而且最輕的材質,鈦都頂不住,要錸和鈦做主材,結合好幾種稀土,材料搞定了還有工藝,幾乎就是一次成型的東西,0.1毫米的誤差都不行,鈦錸合金的硬度非常大幾乎無法加工,每個葉片都是高科技的工藝品,而一臺發動機需要幾百上千的葉片。。。


黑山老妖37625003


全球能生氣高性能發動機的就那麼幾家公司,美國的通用動力,普惠公司,英國的羅·羅公司,俄羅斯的土星等等廖廖無幾的幾家公司,航空發動機代表的是航空工業的最高科技,不是每個國家都能模仿的,可以說目前能夠完全模仿F135發動機的只有俄羅斯。


也許軍迷可能會忿忿不平,難道中國就不能模仿嗎?答案是不能,就是能逆向研究模仿,要造出來基本上是20年後的事了,中國目前通過購買俄羅斯戰鬥機逆向工程模仿俄羅斯發動機就是這樣,20年模仿出來跟原裝產品差距都很大,這兩年還在大量進口俄羅斯發動機呢?


現在就是有機會模仿F135發動機,不知道要到什麼時候能模仿出來,而且俄羅斯發動機和美國發動機設計理念不同,比如像F135發動機,壽命高達12000個小時左右,而俄羅斯生產的AL-41F也就6000小時左右,中國模仿的發電機壽命更低,所以說那種高科技就是給你模仿,你也吃不透它的技術。

比如說汽車發動機吧,中國早在50年代基本上就能模仿生產,但是到現在也沒有生產出性能媲美歐美的汽車發動機,基本上還是靠進口,要模仿航空發動機難得更大了,所以美國基本上不用擔心F135發動機洩密的事。

要說擔心,它最擔心的其實是俄羅斯,俄羅斯才有那個能力,但是能拿到F-35戰鬥機的國家,基本上都是美國的親密盟友,俄羅斯想竊密的話除非偷到一架F-35戰鬥機,那個可能性幾乎沒有,所以美國根本不用擔心洩密的事。


國輝影視劇


這有啥害怕的,美國又不是第一次賣飛機,發動機更不是賣了就洩密。在沒有F-35戰鬥機和F-135發動機之前,美國一直在賣F-15、F-16、F/A-18,都賣了幾十年了,相應的F110、F100、F404、F414這些發動機也是跟著這些戰鬥機大量出口,但是到現在也沒見誰造出來同樣的發動機。

航空發動機是一個國家工業實力的典型代表之一,是工業王冠上最亮的明珠。沒有強大的工業能力,技術積累,經驗以及對航空發動機原理的深刻了解,就是拆上很多發動機,也還是仿不出來。說句難聽話,拆了能否按原樣裝回去都不一定。即便把圖紙給你,你也不一定能造出來。

航空發動機不只是材料和工藝,涉及的技術領域很多,比如說涵道為什麼要這樣設計,風扇為什麼要設計成這麼幾級,沒有基礎科學的深入研究根本就搞不懂。看看別人的發動機,你只能知道人家是這樣設計,但是你無從瞭解人家為什麼這樣設計,這就是“知其然而不知其所以然”,而世界上絕大多數國家連知其然都達不到。

一些國家在製造發動機時也採用的是同樣材料,可是發動機壽命就是無法和美國、英國等西方國家相比。現在西方發動機的使用壽命可以達到1萬小時以上,可是其他國家的發動機使用壽命只能達到2000到4000小時。這裡面的原理、工藝、機具、模具等等竅門多了去,可是美國不會告訴你。

航空發動機說到底還是要自己弄明白,有時候想快反而更慢,想越過的環節還得從頭來補。美國做了這麼多年航發,對航發是咋回事是很清楚的,所以它根本不擔心航發技術洩密。(S)


聯合防務


最近美國的中型戰機F35在全世界熱賣,不少國家為了增強自己國家的防禦能力和攻擊能力都向美國下了F35的訂單。F35是美國第五代戰機的頂尖戰機之一,美國這樣到處的出售F35戰機,難道美國就不怕F35發動機技術暴露嗎?

其實並不是說買了一架F35就可以將其發動機技術研究出來的。畢竟發動機性能還是取決於發動機的材料和加工工藝。這兩個方面,並不是我們單純的可以從發動機的外觀給模仿製造出來的。

要掌握F35發動機技術,首先要知道F35發動機的材料有哪些,每種材料的配比是多少。即使知道了發動機的材料,和每種材料之間的比例,外行的人要想做出一模一樣的發動機出來也是不可能的。因為像這種高科技武器的發動機材料肯定不會是我們想象中的那麼簡單。可能知道這種材料,但是這種材料又需要別的化學工藝得來,而這些化學工藝並不是靠單純的試驗能夠試驗出來的。所以,即使是知道是什麼材料做成的,也難於做出跟F35一模一樣的發動機出來。

再者發動機的加工工藝通常都是比較精細,複雜的。發動機的一個小小的螺絲都可能是它獨有的加工工藝。而這些加工工藝對於工業不發達的國家壓根沒辦法摸索,工業發達的國家如德國可能對這些發動機的加工工藝也不能夠完全摸透。

因此只要F35的材料和加工工藝沒有外露出去,美國即使在世界上賣再多的F35都不一定會將它發動機的技術外洩出去。


利刃軍事


F35

F35B的發動機

其實現代的航發其科技水平尤其是模塊化製造集成化處理的能力非常高,並不是簡單的我買過來就可以反向複製的,有很多朋友說其材料是關鍵,這不可否認,畢竟航空發動機數以工業皇冠上的明珠,其涉及到了很多的材料學科,筆者不是學材料的,所知也有限,也就不從這個角度來探討了。

F-35

筆者要說的是,中國在很長時間內都在發動機這一領域是極大的短板,這是客觀存在的事實,那麼試想一下,以中國這樣的科研實力去反向研究仿製都如此困難,更何況即使買了F35的國家,其本身就不具備這樣的科研能力,又如何去仿製呢?即便一些技術能夠得以突破,但要知道的是,發動機涉及的學科繁雜,並不是單項技術的突破就可以帶動全部的技術突破的。不過還是要提到前面所說的材料科學,這是一門及其複雜的學科,材料的製備、火候的把控、工藝的要求很多很多要不斷反覆實驗的項目,並不是一撮而就的事情。


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