矢量发动机是不是很难造?为什么?

零维立方体


矢量控制技术是世界上航空发动机的重要控制技术,目前只有美俄中三国掌握,可想而知其研制的难度有多高,就连航空业老牌的欧洲都没有这样的技术。矢量控制技术是航空大国才能玩的起的技术,而中小国家根本无缘于此。



矢量控制技术难点都在哪里,让世界上几乎所有的国家都无法掌握,而目前仅美俄中三家能够拥有呢?淡然小司才疏学浅,把自己认为的几个技术和实际难点分析一下,看看哪里还有疏漏,欢迎大家来补充。


苏-35矢量控制飞行

一,矢量控制技术,这是核心系统,而我们所看到的矢量喷口只是外在的表现而已。矢量控制系统的核心在于控制,怎么能够设计出一个可以任意控制其360°旋转的控制软件,和控制力矩系统才是关键。而且这样的系统还要与整个战机的飞控系统相融合,做到无缝衔接。绝对不能出现相互干扰的状况,配合战机的气动控制面的一起改变战机力矩,做到战机的超机动动作,这样的技术就是难点中的难点。


二,控制系统机构,有了核心控制软件,还要有执行机构,也就是控制动作系统,通常都是采用电传液压控制,这样可以做到反应灵活,快速高效。而这套系统就不是一国家能够制造的的。就是战机的数字电传飞控系统目前也只有美俄中英法这几个国家。

三,材料,同样是决定了矢量控制系统的寿命问题,我们的一家民企在碳化硅材料上的突破,让我们的矢量喷口的耐高温上提高了150°,在抗腐蚀能力上也大大提高。而且重量还整体减轻了8公斤。矢量喷口处必须是耐高温材料,要不然很难承受超过1700多度的高温。在这方面俄罗斯的117S发动机的喷管寿命只有50小时。可见材料技术的重要性!



四,巨大的资金投入,矢量控制技术是需要前期投入巨大的资金做基础研究的,而这样的资金不是一般中小国家能够承受的起的。从多方面的实验,技术,验证,等等都需要耗费大量的资金,而这是需要国家不断的投入才可能维持下去的。


三种不同原理矢量控制技术图

五,人才队伍,研制一门新技术还要有绝对的科技人才,没有创新,在很多技术上是模仿不了的。我们看到我们的矢量喷口与美俄的都完全不同,这就是我们科技人才的创新之路。而仿制只能是知其然而不知其所以然,根本无法领会人家为什么要这么设计,为了弄明白,还要耗费很大的精力。不如自己想办法解决设计,反而还用时更少。

六,发动机,可以说第三代和第四代发动机也是关键,就像我们国家一样,矢量控制技术早就研制出来了,可是没有合适的发动机做应用。我们的WS-10B发动机直到2012年才算成熟可靠。而且最近我们的WS-15发动机也快要定型生产了。这都给矢量控制技术提供可用武之地,也就是好马配好鞍!

本文图片来源于网络!

所以,面对一个新的技术,需要突破的难点都很多。包括今天所说的矢量控制技术,也同样是需要突破更多的难题。而我们这里只是列举了一些主要的问题,当然还会有很多细节的问题。如果都是那么容易突破,欧洲国家也研究研制出来了。正是因为有了突破,我们才会逐步成为了航空业的强国。这一点与我们航空人的努力是分不开的,为他们点赞!


淡然小司


航空发动机制造难,矢量发动机制造更难,当今世界仅有美俄两国能造。相比美俄我国起步晚,设计、制造、工艺、材料技术薄弱,近几年国家投巨资立项研发航空发动机,终于在2018年11月中国空军69岁生日之际,我们见到了自己造的矢量发动机。搭载中国制造矢量发动机的歼10B战机,翱翔在珠海航展蓝天上。该机表现出惊人一流的机动性能,让广大观众看了目登口呆,世界航空史上最高难的飞行动作,全都表演得非常完美独特。矢量发动机制造虽难,但我国不缺设计能力。材料工艺是关键,要追赶美国航发寿命长的特点,就要依靠材料工艺的突破。如今我国独特的矢量发动机研制成功,向世人展示了高水平的飞行表演,证明了我国材料工艺技术的突破。这是依靠我国广大科研人员拼博得来的,我们要为他们的丰功伟绩点赞。


锣锅10


因为这是真的难!!

航空发动机是有史以来最复杂最精密的工业产品,被称做“工业王冠上的明珠”!战略地位极其重要,技术难度极高,是一种高度垄断,绝对保密的尖端技术。发动机整机制造由美国通用、美国普惠、英国罗罗三家公司垄断,能自行制造大推力军用涡扇发动机的只有中美俄(这也是大国地位的象征)!



这次珠海航展的焦点不是歼20,而是安装矢量发动机的歼10,这一技术目前也还是只有中美俄掌握!我国虽然已经可以制造,但和美国还是有较大差距。那些专业的术语不说了(我也不懂😄),我们颗粒度放大一些,从大的维度分析一下困难:



起步太晚,欠债太多

欧美工业化已经快300年了(如果从蒸汽机开始算),而我国是1953年才开始的工业化。起步晚,基础研究底子薄,技术储备不足。航空发动机这玩艺不光光是理论,还需要基础材料这块的研发,制造工艺的提升,加上无数次的试验。这是一个积累的过程,只能循序渐进,没有捷径可走!而且我们只能依靠自己,前进道路上的所有难关只能自己攻克。也必须是自己攻克,因为核心技术必须掌握在自己手中



受制经济,投入较少

航空发动机的研制是一个漫长的过程,是典型的资金密集型和技术密集型产业,需要不断的投入巨额资金,更依托于国家的总体科技经济实力,小国根本玩不起。中国经济真正腾飞也就是近30年的事,以前我国是真的没钱玩发动机。以F-15的F100发动机为例,1970年3月开始研制,研制费用按96年的币值计算大约为14亿美元!而我国96年的军费支出720亿人民币(相当于我们一年军费的1/7)!可喜的是,随着经济,工业,科技的发展,我们也看到了成果!

认识不足

因为我们底子薄,起步晚,经验不足,导致研发过程中经历过挫折,经历过反复,走了很多弯路。这些经验和教训让我们对发动机的技术复杂性和研制规律性有了充分的认识!而航空发动机是大国重器,战略地位极其重要,技术难度极高,航空强国对此形成了技术垄断

,你想研究只能从零开始,只能自立更生!

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中国人从来不缺智慧和勤奋,正视差距,埋头苦干,相信我们很快就能赶上并超越!最后,向那些默默耕耘的人们,致敬!


雾影wy


不只是矢量发动机难造,性能先进的航空发动机都难造。目前,全世界能够制造航空发动机的国家是屈指可数,不超过一手之数。日本是不是很发达?别说是矢量发动机,就是类似俄罗斯AL-31F发动机的三代军用大推力航空发动机,日本也造不出来。航空发动机被誉为“皇冠上的明珠”,这可不是瞎叫的。


目前,能够制造矢量发动机的国家只有美国、俄罗斯、中国。我国是第三个掌握矢量推进技术的国家,通过歼-10BTVC在珠海航展上的表演,证明我国矢量推进技术已经成熟。英国虽然也是航空发动机制造强国,并且具有矢量发动机的技术储备,但目前英国并没有这方面的研制计划、项目,在短期内肯定是无法造得出来。虽然可以说我国已掌握了矢量发动机技术,但我国的涡扇-10B矢量发动机仍在最后的空中验证阶段,尚未批量生产。

歼20的配套发动机涡扇-15也在研制之中,距离服役更需要一段时间。所以,不谦虚的说,目前掌握矢量发动机技术的只有美、俄、中。我国自上世纪80年代就开始研究二元矢量推进技术,到了90年代后又开始研究三元矢量推进技术,直到现在才可以说是掌握了三元矢量推进技术,这中间的难度可想而知。装备矢量发动机的战机具有过失速机动能力,也就是大迎角下的机动能力,编号1034的歼-10BTVC在珠海航展上表演的“落叶飘”、“眼镜蛇”,就是这种特殊能力的完美诠释。

航空发动机很难造,矢量发动机更难,只有少数几个国家才能玩得起,中小国家只有羡慕的份。矢量发动机的第一个难点就在于控制,外在表现就是角度可调的矢量喷口。如何做到控制矢量喷口360°旋转及控制力矩——矢量控制系统,这是关键。第二个难点就在于如何将矢量控制系统与战机的飞控系统融为一体。第三是矢量控制系统的执行机构——控制动作系统。第四就是矢量喷口的使用寿命问题。

制造矢量发动机的难点很多,首先就是要解决发动机的问题。如果连发动机都无法自主制造,要想研制矢量发动机,无疑是痴人说梦——发动机可以说是研制矢量发动机的门槛。虽然我国在矢量发动机的研制方面已经获得成功,但需要认清的是:我们在航空发动机领域距离美、俄仍有很大的差距,即便是欧洲那些传统航空发动机制造强国,我们仍有一定的差距。比如说:推力、使用寿命、可靠性等方面。



儒道之主


得,还是我简单地分析其原理,来点实实在在的干货吧!

只要仔细观察苏-35,117s涡扇发动机的矢量尾喷结构,就不难发现,其实它的工作原理也是从——上、下、左、右,四个方向演化而来的。只不过,在喷口处,又机械细分了左上、右上、左下、右下,再细分……

通过多条耐超高温的碳钢叉型控制臂,机械链接片状碳化硅涂层导流装置,最后再由微机电子控制,组成圆形可伸缩、可程序偏转的高压、超热泄气流喷口……从而反作用力实现,战机小半径回转/旋超机动飞行姿态。可在更短时间内,占据格斗有利位置,或者摆脱对方空对空/地对空导弹追踪范围,极大幅度提高战场生存能力,也就变相、间接地提升单位个体及整体的作战能力。

目前,世界上成熟掌握此项技术的也就美、俄、中(中国是另辟蹊径,仿制俄罗斯的)。但是要论熟练掌握及研发可持续性,你也只有美、俄了……大实话都有点不好听,但这就是创新能力创造的事实,不解释……

先进材料学的应用,成为这项技术是否成熟的主要标志。而标志的主要成败,就看其实际使用寿命了。在这方面,我们还有很长的路要走。


陆家梧桐栖小凤



石门666


这个标题不对,不是“研制”出。而是“仿制”出。但是已经解决了有的问题。接下来就是如何用。能不能大批量有,怎么有?能不能大批量用,如何用?这些都是摆在眼前的大山。放低姿态。务实际,走出去,看长远,埋头干。


雨泡沫888


我不想回答,我只想问一句:为什么只要中国造出来什么东西,或者什么技术有了突破或者领先,就会有人来质疑这个技术是不是很难,是不是很先进?中国掌握之前都干嘛了?


斯维恩


我就能造出来,主要是材料不过关,耐高温,3000度,寿命5000小时以上。


不忘初心7805132775718


因为没有数据,没法模仿,因为科学家都没见过,因为国家投入的钱不够各种推到重来的实践。因为进来的飞机都没打下来研究研究。因为它真的很难呗,因为,因为,喂饲料呗。


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