现在美国满世界卖F35,就不怕F135发动机的技术外泄吗?

心之貌人之形


美国满世界卖战斗机卖了几十年了,如果怕技术外泄早就不卖了。现代航空发动机虽然从工作原理上来说非常简单,但由于涉及材料学、工程学、空气动力学、控制学等多个门类的尖端技术,因此对于工业水平有着极高的要求,无论是自行设计制造还是仿制他国成熟型号都十分困难。

这一方面,典型的例子就是伊朗,伊朗在上世纪70年代获得了F-4、F-5、F-14等美制战斗机,时至今日这些战斗机仍然是伊朗空军的主力机型。在美伊交恶、伊朗失去从西方国家进口新型战机、甚至不能获得原有机型的配件后,伊朗通过巴列维时代的技术积累和引进学习别国技术、加之自身的一些技术探索,逐渐实现了一些航空元器件和零件的自给自足,并开始自行设计部分轻型飞机。从航空工业技术水平上来说,伊朗在美制战斗机的用户中算是比较出色的,即便如此,目前伊朗仍然无法仿制任何一款美制战斗机的发动机——甚至连F-5采用的J85涡喷发动机都不行,要知道J85只是个上世纪60年代技术水平、最大推力不到14千牛的小推力发动机。

F135作为目前战斗机发动机中的佼佼者,更绝非其他国家能够轻易仿制成功——事实上,别说F135,即便是上一代的F110,除美国外也只有日本能够生产,而且日本所能做的还只是在美国提供技术支持后自行生产技术含量较低的冷端、然后与美国生产的热端组合装配为新发动机,工业水平很高的日本尚且如此,更遑论美制战斗机其他技术水平落后的用户。所以,企图从F135上面获取先进航空发动机技术纯粹就是痴心妄想,美国自然有底气把F-35向全世界兜售。


军机图


这么说吧,就算美国把F-135发动机图纸公布出来,这世上也没几个国家能仿制出来。
图:F-135发动机

航空发动机被誉为工业皇冠上最闪亮的一颗明珠,可见其难度之高。目前能真正自产航空发动机的国家无非是那几个工业强国,如美、俄、英、日、中等。要是说到高性能航空发动机,估计这里面还得砍掉两家。

高性能航空发动机涉及的技术难题很多。比如原理,工艺,材料,模具等方面都有非常严格的要求。比如,很多国家想要尝试研制高性能航空发动机机,都因为材料技术不过关而以失败告终。就拿航空发动机的涡轮叶片来说,由于发动机启动会产生巨大的热量,因此对叶片的耐高温能力要求很高。如果涡轮叶片的耐高温性能不过关,根本无法承受这么高的温度,也就意味着发动机根本正常工作。另外,对工艺的要求也很高,高超的加工工艺对提高航空发动机的质量以及寿命具有重要的作用。我们国产航发就是因为材料和加工技术不过关,导致发动机寿命比美俄差一大截。
图:


F-135使用了世界上最先进的材料和工艺技术

而除了发动机本身制造困难之外,美国不怕泄露航空发动机技术的原因,就在于美国并不是谁都卖。美国出售F-35战斗机的对象主要是一些传统盟国,而这其中很多是参与F-35研制的国家。我们都知道,F-35跟F-22“猛禽”不同,F-22属于美国自研项目,而前者属于国际合作项目。F-35原本就是一款基于国际合作开发的多用途隐形战机,是西方国家着眼于未来战争需求,以各国出钱,美国负责研发模式,参考F-22先进技术而进行的一个战斗机研制项目。这些参与国,包括英法等欧洲国家,还有土耳其,以色列等中东西亚国家,以及日韩等东亚国家都是美国的传统盟友。无论是在北约还是其它美日、美韩同盟关系中,美国都是主导者,美国自然不会担心他们会泄露机密。
图:美制F-35隐形战机

另外,最重要的一点是,即使这些国家得到了F-35,接触到了F-135航空发动机等核心部件,但并不意味着这些国家就能接触到核心技术。即使F-35战机到了这些国家服役,甚至由其自己组装,如日本,但出现重大的技术问题,还是需要美国方面来解决。这是因为核心技术才是摇钱树,美国对核心技术一向护的很严。再者,在出售这些F-35时,美国就已经跟各国签订了不能向他国泄露有关技术的协议,否则将面临高额的罚金,甚者美国将因此而终止今后与其合作的可能性。没有哪个国家愿意冒着得罪美国的风险去泄露有关技术资料。

图:F-35B短距起飞/垂直降落型战机在航母上停靠


兵者诡道也


其实美国全世界的卖战斗机还真不怕发动机技术泄露,之前的回答大体说了一下,F-35是有一个叫做健康管理系统的软件模块会将每架F-35的运行状况直接上传到洛克希德马丁公司的服务器上,在对战机故障预警之余也对战机的不安全行为进行审计。

上个回答说了健康管理系统,那么在这个回答里面W君就重点说说发动机技术吧。

F-35所使用的发动机是普拉特惠特尼公司生产的F135发动机。对应到不同型号的F-35战机分别为100、400和600型。

在F-35B上这台发动机通过离合器接驳了一个升力涡轮风扇。整体的发动机核心没有变化。

从工厂现场施工照片中看即便是安装在非垂直起降的F-35型号上面的F135发动机也是保留了旁路歧管的,只不过用圆形的盖子进行了简单封闭。从这一点看F135发动机的通用性是相当强悍的。

发动机最主要的技术有两点第一是轻量化,第二就是燃烧效率。

先说轻量化,用于F-35A战斗机上的F135-PW-100发动机仅仅重1.71吨,就可以提供191.35千牛的推动力。推重比达到了11.46这是一个十分惊人的数据。相对于当年用在F-14、F-15、F-16上面的F-110发动机(最大推力142千牛、1.84吨、推重比7.9)来说就是一个质的飞跃了。飞机发动机的轻量化在于减小结构重量用更薄更轻的材料,但问题来了在高温高压下工作的发动机叶片和喷管能不能承受住发动机的上千度高温和巨大的压力就是一个挑战。而且在常温状态下的叶片和喷管加热到高温状态下热膨胀和离心力的造成的变形是一个没有发动机制造经验的企业所不能掌握的数据。众泰皮尺部不能在高温高速下进行测量的。

因此即便是将发动机拆成静态的零件也无法进行准确的复制。

第二点燃烧效率,刚刚提到了F135-PW发动机可以达到191千牛的推力,但是这台发动机并不费油,可以做到250克·千牛/秒的油耗,也就是说在最大推力的工作状况下每秒才会消耗47.75千克的燃料。以F-35A战斗机8.3吨的载油量来说,可以维持3分多钟的最大推力。对比F-14的F110发动机来说,在F-14开到最大加力推力的时候仅仅35秒就会耗光所有7.3吨的机内燃料。

发动机的油耗控制和发动机结构相关,但更多的在于软件控制,F135发动机配套的控油软件也是极其强悍的。但军用软件的破解难度不像我们破解一个软件加密的序列号那么简单,也是像重新编写一样困难的存在。

因此即便是拿到了F135发动机对于普通的国家来说如果复制还不如重新制作一款发动机来得实在。至于性能能不能达到F135那么彪悍就全靠禅意了。


军武数据库


首先,F-35战斗机本身就是由美国牵头,与澳大利亚以及一些北约盟友一起研制的。虽说美国占了大头儿,但是这些国家是出了血的,为的就是在量产之后能够优先以一定的优惠订购F-35战斗机。可见,鹰酱打造这款战机虽然不能称为“外贸型”吧,但是确实就是要出售给这些盟友的,这样做除了获得盟友的支持,还能大肆敲诈一笔。所以本来就是要卖的,人家也自然不会担心技术外泄。你看看鹰酱的F-22“猛禽”,想要的国家多着呢,但是人家卖吗?再铁的盟友也得不到呀!

F-35上使用的F135涡轮扇发动机是普惠公司基于F-22的F-119发动机发展而来的,其推重比超过10,加力推力超过18吨。F-35有A/B/C三种型号,分别使用F135-PW-100/600/400型发动机,其中,为了满足F-35B的短距起/垂直降落(STOVL),它使用的F135-PW-600型的发动机还集成了英国罗尔斯-罗伊斯公司的发动机技术。英国上世纪60年代搞出的垂直/短距起降的AV-8鹞式战斗机,发动机就是罗尔斯-罗伊斯公司研制的,现在美国仍然要付专利费给他们。

战斗机上的发动机是个复杂的东西,不是哪个国家随随便便就能搞出来。而且对于能买到F35战机的国家来说,即使他们有那个能力去剽窃F-35的发动机技术,他们也没有那么大的资金投入去研制。就算费了好大劲搞出来,那这恐怕就得和美国闹掰。所以放着现成的战机不用,费那么大劲去剽窃人家的发动机技术,这纯属是吃饱了撑的没事儿找事儿。

能买到美国F-35的国家,都是美国信任的盟友,要保证不会以任何途径落入中俄之手。近年来土耳其和俄罗斯眉来眼去,既要美国的F-35,又要俄罗斯的S-400防空导弹,这就导致现在美国考虑能不能把F-35给它,要知道土耳其当初在F-35的项目上投了6.9亿美元,后来又订购了100架F-35。所以对于一些美国不太放心的国家和地区,美国是要慎重考虑的,比如,我们的对岸。


兵说


最通俗的说法就是,飞机发动机不是铁皮罐头,不是你看到他的样子就知道他是怎么造出来的。

1,材料成分不知道白搭。

发动机里面的各个部件材料各不相同,有的地方用高温合金,有的地方用钛合金,有的地方则是用普通的钢,就算是同一类材料,具体的标号也是不一样的,而且不要看那么一点点的差别,但是真正用起来是失之毫厘差之千里。

那有人说了,拿出来分析一下、知道是什么成分不就好了吗?这个技术是有的,但是就好比一道菜告诉你是10%的糖、75%的蛋白质还有15%的脂肪你也做不出来一样味道的菜一样,光知道成分也是不够的,因为一种先进材料想要制造出来,生产过程是非常复杂的,中间的控制过程你不知道也是白搭。

所以即便你把发动机拆开来,每个零件都能拿在手里,但是不知道具体的材料成分、制造出来相应的材料,是没用的。

↑航空发动机中使用的钛合金整体叶盘结构↑

2,加工工艺不知道白搭。

加工工艺这个东西说起来就很复杂了,简单说吧,就是工业产品中的零件毕竟不是橡皮泥做的,不是说你想怎么捏就怎么捏,一堆材料你要有不同的加工方法让零件达到符合你要求的状态,这个就是加工工艺。

最简单的,滞造刀具的时候最后有一道工艺叫做淬火,这个就是比较典型的加工工艺,选用的淬火的液体不同、时间不同、手法不同,都是很有讲究的,稍微差一点儿造出来的东西就是差的很多的。

↑准备进行工艺处理的工业零件↑

这个东西也是你光有零件看不出来的,所以别人不怕你偷走。

3,装配工艺不知道白搭。

两个零件怎么装起来?很多人可能想的很简单,用螺丝一拧,用胶水一粘不就好了吗?

但实际上中的航空发动机肯定是不可能这样的。

↑轴承怎么套到轴上的?↑

最简单的,一个轴承套在一个轴上,怎么让轴承不乱动?有一种方法就是轴承实际上比轴小一圈儿,轴承就像一个橡皮筋一样箍在轴上,这样就不会乱动了。但是这样就有一个问题,怎么装上去?最直接的方法就是给轴承加热、给轴降温,然后热胀冷缩之后赶紧装上去,等两个温度恢复之后轴承就装紧了。

↑加热中的轴承↑

上面这个问题看似是解决了,但是其实还有一个更大的问题,那就是:轴承和轴之间多紧合适?要知道,如果稍微松一点儿两个零件之间就容易脱落;如果稍微紧一点儿,就容易箍太紧把轴承或者轴给搞坏。包括一堆螺栓,你先拧哪个,后拧哪个,最后的结果也是完全不一样的。

所以装配这个事情也是非常关键的,你如果稍微搞不好造出来的东西也是两码事。

4,最关键的是,你不知道人家为什么这么设计。

有一个成语叫做东施效颦,就是别人怎么做你就怎么做,但是你不知道别人为什么这么做,反而最后做不好。

航空发动机作为一种超级精密的设备,尤其如此。前面也说了,失之毫厘差之千里,如果你不知道别人为什么这么设计、为什么这么生产、为什么这么装配,那么你只要做一点点更改,结果都是灾难性的。

中国的航空发动机在仿制的道路上也出过这样的事情,就是你必须要完完全全按照原来的图纸生产、加工、装配,稍微差一点儿都不行,一度是改哪儿哪儿出问题。所以这就相当于被别人卡住了脖子,别人就给你这个型号的发动机,你一点儿进步都不会有。

也就是说,就算你能够拿到所有的材料参数、加工工艺、装配工艺,你依然不知道怎么设计发动机,最后只能够跟着别人屁股后头,看别人脸色行事。而你想要吃透里面的设计技术,其中的困难也完全不亚于重新研发一款发动机。

因此,网上总能够看到各种各样先进发动机的图纸,但是你放心,一般的国家,就算你有发动机的实物,美国依旧不会担心你有能力仿制、甚至于设计出更先进的发动机。

↑F35的发动机的结构图↑

5,当然,拆开看一下还是有好处的。

如果你真的有一台发动机,拆开看一下也是有好处的。不拆白不拆。

最典型的,就是GE90发动机的叶片:

↑GE90发动机和它的风扇叶片↑

我们可以看到,黑的地方是碳纤维,银色的地方是钛合金的包边,所以正常人看到之后都觉得叶片的三个边只有前面的那个边才是装了钛合金的包边的。但是实际上是美国人耍了一个心眼,因为这个叶片三个边都是包了钛合金的,只是有两个边重新涂了涂料,让你看不出来而已。

↑真正的GE90发动机叶片是这样的↑

所以,有的机会就拆拆看吧,没准发现比较好玩儿的东西呢?


SilentTurbine


波音737扔中国快40年了,仿制的919发动机还要去国外买,黑鹰卖给我们也35年了,也是卡在发动机,就连LM2500那种船用的燃气轮机,也10几年了没仿制出来,最后052D用2燃2柴,更何况F135那种逆天发动机?涡扇发动机原理我们懂,问题在于工艺和材料,懂的自然会,不会的就是造不出,几十厘米长厚度5毫米不到的核心机叶片上,中间需要镂空,还要打十几个孔散热,1700度左右的高温而且推力那么大转速那么高都不能变形,散热要非常高效,稍微堆积一点热量叶片就融化了,要用地球上最强而且最轻的材质,钛都顶不住,要铼和钛做主材,结合好几种稀土,材料搞定了还有工艺,几乎就是一次成型的东西,0.1毫米的误差都不行,钛铼合金的硬度非常大几乎无法加工,每个叶片都是高科技的工艺品,而一台发动机需要几百上千的叶片。。。


黑山老妖37625003


全球能生气高性能发动机的就那么几家公司,美国的通用动力,普惠公司,英国的罗·罗公司,俄罗斯的土星等等廖廖无几的几家公司,航空发动机代表的是航空工业的最高科技,不是每个国家都能模仿的,可以说目前能够完全模仿F135发动机的只有俄罗斯。


也许军迷可能会忿忿不平,难道中国就不能模仿吗?答案是不能,就是能逆向研究模仿,要造出来基本上是20年后的事了,中国目前通过购买俄罗斯战斗机逆向工程模仿俄罗斯发动机就是这样,20年模仿出来跟原装产品差距都很大,这两年还在大量进口俄罗斯发动机呢?


现在就是有机会模仿F135发动机,不知道要到什么时候能模仿出来,而且俄罗斯发动机和美国发动机设计理念不同,比如像F135发动机,寿命高达12000个小时左右,而俄罗斯生产的AL-41F也就6000小时左右,中国模仿的发电机寿命更低,所以说那种高科技就是给你模仿,你也吃不透它的技术。

比如说汽车发动机吧,中国早在50年代基本上就能模仿生产,但是到现在也没有生产出性能媲美欧美的汽车发动机,基本上还是靠进口,要模仿航空发动机难得更大了,所以美国基本上不用担心F135发动机泄密的事。

要说担心,它最担心的其实是俄罗斯,俄罗斯才有那个能力,但是能拿到F-35战斗机的国家,基本上都是美国的亲密盟友,俄罗斯想窃密的话除非偷到一架F-35战斗机,那个可能性几乎没有,所以美国根本不用担心泄密的事。


国辉影视剧


这有啥害怕的,美国又不是第一次卖飞机,发动机更不是卖了就泄密。在没有F-35战斗机和F-135发动机之前,美国一直在卖F-15、F-16、F/A-18,都卖了几十年了,相应的F110、F100、F404、F414这些发动机也是跟着这些战斗机大量出口,但是到现在也没见谁造出来同样的发动机。

航空发动机是一个国家工业实力的典型代表之一,是工业王冠上最亮的明珠。没有强大的工业能力,技术积累,经验以及对航空发动机原理的深刻了解,就是拆上很多发动机,也还是仿不出来。说句难听话,拆了能否按原样装回去都不一定。即便把图纸给你,你也不一定能造出来。

航空发动机不只是材料和工艺,涉及的技术领域很多,比如说涵道为什么要这样设计,风扇为什么要设计成这么几级,没有基础科学的深入研究根本就搞不懂。看看别人的发动机,你只能知道人家是这样设计,但是你无从了解人家为什么这样设计,这就是“知其然而不知其所以然”,而世界上绝大多数国家连知其然都达不到。

一些国家在制造发动机时也采用的是同样材料,可是发动机寿命就是无法和美国、英国等西方国家相比。现在西方发动机的使用寿命可以达到1万小时以上,可是其他国家的发动机使用寿命只能达到2000到4000小时。这里面的原理、工艺、机具、模具等等窍门多了去,可是美国不会告诉你。

航空发动机说到底还是要自己弄明白,有时候想快反而更慢,想越过的环节还得从头来补。美国做了这么多年航发,对航发是咋回事是很清楚的,所以它根本不担心航发技术泄密。(S)


联合防务


最近美国的中型战机F35在全世界热卖,不少国家为了增强自己国家的防御能力和攻击能力都向美国下了F35的订单。F35是美国第五代战机的顶尖战机之一,美国这样到处的出售F35战机,难道美国就不怕F35发动机技术暴露吗?

其实并不是说买了一架F35就可以将其发动机技术研究出来的。毕竟发动机性能还是取决于发动机的材料和加工工艺。这两个方面,并不是我们单纯的可以从发动机的外观给模仿制造出来的。

要掌握F35发动机技术,首先要知道F35发动机的材料有哪些,每种材料的配比是多少。即使知道了发动机的材料,和每种材料之间的比例,外行的人要想做出一模一样的发动机出来也是不可能的。因为像这种高科技武器的发动机材料肯定不会是我们想象中的那么简单。可能知道这种材料,但是这种材料又需要别的化学工艺得来,而这些化学工艺并不是靠单纯的试验能够试验出来的。所以,即使是知道是什么材料做成的,也难于做出跟F35一模一样的发动机出来。

再者发动机的加工工艺通常都是比较精细,复杂的。发动机的一个小小的螺丝都可能是它独有的加工工艺。而这些加工工艺对于工业不发达的国家压根没办法摸索,工业发达的国家如德国可能对这些发动机的加工工艺也不能够完全摸透。

因此只要F35的材料和加工工艺没有外露出去,美国即使在世界上卖再多的F35都不一定会将它发动机的技术外泄出去。


利刃军事


F35

F35B的发动机

其实现代的航发其科技水平尤其是模块化制造集成化处理的能力非常高,并不是简单的我买过来就可以反向复制的,有很多朋友说其材料是关键,这不可否认,毕竟航空发动机数以工业皇冠上的明珠,其涉及到了很多的材料学科,笔者不是学材料的,所知也有限,也就不从这个角度来探讨了。

F-35

笔者要说的是,中国在很长时间内都在发动机这一领域是极大的短板,这是客观存在的事实,那么试想一下,以中国这样的科研实力去反向研究仿制都如此困难,更何况即使买了F35的国家,其本身就不具备这样的科研能力,又如何去仿制呢?即便一些技术能够得以突破,但要知道的是,发动机涉及的学科繁杂,并不是单项技术的突破就可以带动全部的技术突破的。不过还是要提到前面所说的材料科学,这是一门及其复杂的学科,材料的制备、火候的把控、工艺的要求很多很多要不断反复实验的项目,并不是一撮而就的事情。


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