美国有没有生产高端机床,为什么他们的航空发动机那么先进?

老二


高端机床,美国倒是不缺,在国际高端机床市场上,美国之所以寂寂无名,落寞日久,主要原因,不走低端技术,他以为太浪费资源,把中低端技术转让给日本,成就了日本发那科,日本高档机床出口稳居世界第一,其次是德国,在大型和数控市场,与日本平分秋色。很高端的机床,美国不出口,技术遥遥领先,如其大名鼎鼎的马格公司,还有哈斯、格里森和哈挺等等,并不比福特汽车在中国有名,如今福特也要撤出中国市场,在其总统特朗普的眼里,福特也是高端的技术产品,你不卖挡不住人家要卖,无疑是自掘坟墓的行为,美国的机床正是这样失去国际市场的。

重基础轻实用

没有钱投资用于产品研发,金融危机以来吭吭哧哧,谁都不否认,美国科研实力雄厚。讲求创新,电子和计算机技术,长期天下独步,无力搞产品开发,总在喋喋不休地指责他人偷了自家技术。往往自己科研刚完成,还未投入实用,即被德日领了先,早早投放国际市场。德日两国以其不菲的销售业绩,积累了厚实的资金,反作用于科研和技术应用,每能领先美国半拍。但不等于美国多么落后,不能说明美国航发研制没有自己一流的机床。德日机床产业规模大,在机、电、液、气、光、刀具、测量、数控等机床产业上,稳稳控制了国际市场而已。

航发无与伦比

日本坐拥高档的机床,却造不出一流的航发,原因是航发不只是机床,包括材料和工艺,以及技术实验等,一靠技术,二靠经验,三靠时间积累,可以说缺一不可,航发不是谁想造便能造的。世界航发三巨头,真要仔细扒拉一下,只有两家造的好,普惠和通用,罗罗的技术起步,还是拜美国所赐。如今堪与美国比肩,罗罗一家而已。中俄在军用发动机进步快,俄要多谢家底厚实,还有自家努力;我们在研发机制,资金和人才上,长期受困于对研发规律认知不清,走了不少弯路,也是正常的,都走过弯路。不过,现在顺了过来,假以时日,倒是不愁不成。


魂舞大漠


什么?美国没有高端机床?不存在的,美国的高端机床也很厉害,不逊于德国和日本。美国著名的机床制造公司有哈挺,马格,格里森,赫克等。这些公司制造的机床广泛的被应用于航空航天,军工,汽车等领域。所以说,别看美国的机床没有德日的知名度高,但是加工精度丝毫不差。美国军用大型加工中心主要有“LODTM”和“LODTM-3”,诸如侦察卫星的镜头。此外,F119和F135发动机的叶片是用瑞士斯达拉格的透平叶片加工专机制造的,并不是使用的日本机床。这样就容易解释的通了,美国航空发动机之所以先进,肯定是“高端的加工设备+先进的设计理念+优异的材料技术+足够丰富的经验”。


首先来说,航空发动机性能的先进与否,是由很多因素决定的,并不是单单由加工设备决定的。航空发动机的性能主要分为整体寿命,大修时间,推重比,推力。航空发动机的寿命与轴承,主轴的耐用度有关。说到轴承和主轴,就与材料有关了,美国的材料研究十分领先。美国知名的轴承公司有铁姆肯,胡弗,诺玛等等。既然有实力强大的轴承公司,那么制造出符合航空发动机使用的轴承也不是什么难事。美国轴承公司广泛采用消耗电极真空熔炼而成的CEVM M50制作航空发动机主轴承的内环,滚子,外环。这种材料与过去空气熔炼而成的SAE52100相比,轴承的疲劳寿命提高了10~20倍。所以说,F119发动机改进版的寿命高达1.2万小时,也是正常的。



航空发动机的推重比也是衡量发动机性能优劣的重要参数,提升发动机推重比的无非就是减轻重量,提高推力。提高推力的方法无外乎提高涡前温度,增大涵道比等,但是军用涡扇发动机的涵道比不能太大。尤其是四代机,其对超音速巡航有很高的要求,所以发动机的涵道比应该小一些。接下来就剩下提高涡前温度了,而涡前温度的高低与高压涡轮叶片的耐高温极限有关。现阶段,四代发动机的高压涡轮叶片使用了第三代单晶耐高温合金材料,该材料可以承受1100度的高温,此外,在叶片上涂抹隔热涂层可以提升近150度的极限。还采用了气膜和多通道对流冷却技术,又可以提升近500度的耐高温极限。综合来看,四代发动机的高压涡轮叶片可以承受1700度左右的高温,这也是推力大的原因。而美国具有极其丰富的航空发动机研发经验,可以少走一些弯路。



很多人以为,日本的机床技术比较领先,这点不假。其实在二战以后,美国为了战略的需要,逐渐对日本松绑。这时,日本就获得了欧美的先进技术,这也就奠定了日本机床的基础技术。如果排个名次的话,日本打100分,美国可打98分。(图片来自网络)


江山何沉


这个说法肯定是错误的!世界上所有高端机床都控制在德美日手中,甚远连英法都没有。而且就德美日三国中比对美国还占了其中的大多数,比德日两国加起来还多。这个就是美国能够号称世界顶级制造强国的真正实力。

德美日崛起于第二次工业革命,在第二次工业革命里以电气冶炼等重工业为主要发展方向,而当时的英法则认为这些重工业污染环境不愿意跟着一起发展,反而把一些基础原材料送到这三国去代工,这使得德美日三国在重工业领域霸榜全球,这也是三个国家能够有顶级车床厂的主因。这种格局一直持续到第二次世界大战,英法两国在重工领域已经严重落后,比如法国在二战以前连坦克炮管都得从美国代工(直接造成法国装甲部队无法主动出击)。二战结束后,法国吸取了二战吃的亏,开始发展本国重工业,但是仍然距离德美日三国有很大距离。

目前就只有俄罗斯能够获得少于生产车床的能力,这是因为当时苏联攻占过德国的缘故,苏联把当时德国的所有工业技术跟科学家全部搬回了莫斯科,这也是后来苏联能够快速崛起的主因。

至于所谓的航空发动机,所谓是打铁还要自身硬,只有好的材料才能造好的发动机,美国在基础材料上遥遥领先全球,他们生产的发动机自然耐用。


优己


有好机床不代表能造好发动机,比如我国......

首先,确定一点美国也是拥有大批的高端的数控机床的和加工中心的,而2018年美国数控机床制造业在世界排名第五,美国也是世界著名机床行业的生产和制造国家,比如在2018年上半年,美国机床出口到德国排名前三,主要是车床、加工中心车床、零件及配件,占比分别为37.8%、14.3%和11.5%,合计63.6%。

随着2019年经济复苏,美国各地对机床需求量明显加大,特别是美国工业制造地区,中北偏东部地区表现最好,在美国经济衰退中遭受重大损失的南中部地区明显或称,同比增长60%。南中部的美国石油能源开采领域由于页岩油的开采,并且得益于周边制造工厂、金属加工、汽车和食品加工业,这个地区机床需求量增长显著。

美国著名的机床太多了,比如美国哈斯自动化公司,其是全球最大的数控机床制造商之一,主要生产基地坐落于美国加州奥克斯纳德,厂房占地超过100000平方米。哈斯数控机床年产量在达15多万台。美国机床行业现在不论技术还是规模,都是领先全球的。美国航空工业强大基础并不主要是机场行业,还有加工、工艺、人员、管理、团队研发、中期改进,大批配套设备等等,机床只是其中一环。中国高技术机床行业也不错,当然和美国机床行业无法相比,但技术应用都差不多。而中国好的军用、民用大推力发动机就是造不出来,或者造不好。显然这和机床好坏并没有太大的关系。


出鞘


不知道美国有没有高端机床,即使美国没有完全独立自主生产自己的高端机床,对美国先进航空发动机的制造也完全没有影响。大家都知道目前世界上高端机床最为先进的是日本和德国,欧洲其他国家的中小厂商也很先进,最为知名的就有德国西门子、日本发那科,三菱机电等,而高端机床是先进军事装备制造的必不可少的,我国在这方面最吃亏的就体现在核潜艇和航空发动机这一块上面,直接上图

中国的094战略核潜艇,万年不变的大龟壳,再看看西方的

感觉瞬间掉了几个档次,094看起来完全没有那么流畅,其中之一就是中国目前无法加工超大直径的高强度外壳,只能加盖一个龟壳了。

美国不用像中国一样,在每个领域都要做到第一或者先进,战略环境的苛刻要求让中国掌握每一个核心国防技术,因为只要是能让中国军队提升战斗力的技术西方都会对中国封锁。而美国则不用这样,在军事上,美国是大部分西方国家的防卫提供者,日韩、西欧的主力作战装备大部分由美国提供,军事同盟化,情报共享。

日本海空自卫队主战装备均有美国提供。

在经济上,没有哪一个发达国家能够扛得住美国的压力,所以说没有哪一个国家敢对美国进行高端机床禁运,德日更加不敢,一来是得不到美国最新的军事装备,二来是会失去美国这个巨大的市场,美国是最大武器出口国,相应的高端机床需求也很大,没有哪一家公司会无视这个蛋糕。


巴尔干尖刀


首先能肯定的回答:美国有高端机床,而且也是世界领先的水平。

其次再说航空发动机,航空发动机是一项复杂的系统工程,涉及很多领域和技术。机械加工只是其中一个方面。当然,高端机床能保证很高的加工精度,这对于精密的航空发动机来说至为重要。机床的重要性不仅体现在航空发动机制造领域,在其他领域也依然重要。举个例子,20世纪80年代曾发生过一起美苏潜艇相撞事故,原因是一向噪音很大的苏联潜艇竟然没有被美国潜艇声呐发现。事后,经过调查,原来是日本东芝公司以化整为零的计策,将大型数控铣床偷偷卖给了苏联,用以加工潜艇的螺旋桨。由于日本机床的加工精度很高,使得螺旋桨的噪音水平一下子降低了很多,因此才能在美国潜艇面前“隐身”。随后,美国政府对东芝公司进行了严厉的制裁,多年以后,东芝公司才缓过气来。由此可见,机床加工精度的重要作用。

再次,除了加工精度的要求外,航空发动机还牵扯到前期的预研,实验,材料科学,空气动力学等等学科。就拿喷气发动机的涡轮叶片来说,它在一定意义上讲,不是用金属材料车出来,铣出来的,而是晶体“长出来”的。在很多方面,航空发动机都代表着科技的最高水平。

最后再回到高端机床,美,日,德这三个国家代表着世界机床科技的最高水平。美国很多企业,其机床研发和生产能力都处于世界一流水平。如:

MAG 马格,世界领先的机床及自动化系统公司。

HAAS 哈斯,全球最大的数控机床制造商之一。

GLEASON 格里森,专注于齿轮加工机床。

HARDINGE 哈挺,制造高精度金属切削机床。

HURCO 赫克,拥有最先进的智能化控制系统。

以上只是列举几家,美国还有很多世界知名,科技含量高的机床制造商。

以上可见,美国航空发动机的先进是根植于美国在诸多领域的技术优势,而这些优势是长期基础科学研究和技术研发积累的结果。我们的工业化起步晚,我们总体科技实力和美国还有很大的差距,所以,任重道远,砥砺前行!


科技流队长


自动化机床是目前世界工业的核心,现代化工业产品没有能离得开工业机床带来的便利,工业机床是体现一个国家高尖端工业的代表,目前世界上最先进的工业机床是德国日本和美国三家,但是机床的知名度而言日本的和德国的知名度在世界上是最高的,远超美国的知名度,这也代表了日本和德国工业科技的强大。

美国的工业机床跟这两家比如何呢,美国作为世界第一强国,不只是经济上面的强大,军事上面的实力也无敌,军事实力不只是规模而是在尖端先进程度上面也有着绝对的碾压,军事力量靠的是国内的工业实力,美国作为一个玩手段的行家,不可能不知道科技命脉掌握在自己手中的重要性,所以机床方面的技术不可能依赖日本德国。



所以很多人认为美国的机床水平不怎么样,比不过日德,其实这就是想错了,美国军工科技世界第一,并不是靠别人的设备获得的,而是靠自己的科技实力获得的,特别是核心方面的东西美国一直都知道自己掌握的重要性,工业机床在科技领域的重要性美国会不知道吗,会不自己掌握在自己手中吗?


美国在航空航天军工方面的技术独步天下,这些都是要最先进最尖端的工业实力做基础才可以,美国怎么会依赖别人的东西呢,美国政府在对这些方面的技术领先掌握非常的注重,机床是美国军工方面的核心,最先进的发动机就离不开最尖端机床的贡献,你们会觉得美国在这上面依赖日本德国,导致自己受制于人吗,美国有那么傻吗,毕竟他经常用这种方式对付别人,它自己怎么会犯这种错误。

说了那么多,我们来认识一下美国最先进的机床生产公司以及品牌,这些在世界上知名度其实并不高,因为美国都先进技术出口的限制是非常大的,特别在核心技术方面更是抓得很紧,所以在世界上很少能看到美国的先进机床在出售,因为美国是限制出售先进科技和技术的,想保证自己的技术领先优势。



美国著名的机床公司,马格MAG是世界领先的机床和自动化设备公司,实力异常的雄厚,为美国军工生产厂商提供最先进的机床设备以及其他生产设备,在世界上也有对外进行自己的商业发展和服务,但是核心的东西美国是限制出售的,虽然在世界上有美国的许多品牌机床,但是都是民用版。


美国还有一家世界很知名的数控机床公司,名字叫做哈斯,这家公司在世界上的知名度其实很高,其实美国还有好几家非常有实力的机床公司,这些都不输日德,只是我们国内了解比较少,毕竟美国对我们进行了许多限制,所以想买到这个公司的最先进机床几乎不可能,但是美国的先进制造业就是这些公司支撑起来的,不然美国拿什么来坐上世界第一,军事经济都是要绝对的科技实力做基础,没有科技实力的保障就不可能坐稳。

日本和德国的机床之所以知名度高,其实只是美国限制他们用在军工上面,在民用上面美国并没有限制,所以德国和日本在世界上的机床知名度高就在这里,军事受到限制,只能用在民用上面,大众百姓接触多的就是民用的,所以都知道这两个国家的设备先进,由于接触美国的少,不知道的也正常,也证明了日本德国机床的实力,但是美国的科技水平也可以看得出美国的机床实力。


无法超越的足迹


当然是有的,甚至于只需要随便一搜,就能够找到许多美国的先进高端机床,如格里森、马格、哈挺等等,都是美国军工企业的座上宾。但是,这些企业在国际上并不出名,在国际高端机床市场上的份额非常之小,这才会导致人们对于美国高端机床的认识处在一个非常低级的程度,毕竟高端机床并非像是iPhone或者GPS那样人们经常能够接触到的美国技术产品。

而美国的航发为何如此先进,其实很简单,无他,唯时间耳。航发其实与芯片设计、材料研究有共通之处,都是要一点点试错,积累出大量的甚至是天文数字一般的经验之后才能够取得进步的。从使用何种材料,到线路如何安排,再到气孔应有几个,这些问题的答案都是只能够通过实验才能够得出的。美国作为航发先行国家,在这方面所投入的时间远超其他国家,因此才能够做到世界最先进的程度。

另外,高端机床对于航发是有着极大的正加成的,甚至于可以说正是因为有着极为出色的机床,美国人所设计的航发才能够从图纸转化为实物。这其中毫无疑问是有着必然联系的,是技术促进技术进步的最好范例。


区域拒止


我想高端机床的前提有强大基础材料科研,美国的新材料研发是独步全球的。没有优质的材料是造不出高端顶级的机床的。国际航空竞争最主要是航空材料研发的竞争。

中国造不出非常非常高精机床,主要是基础学科——材料研发没有上去,并不是真的技术不行,只要我们重视基础学科科研,我们的高端机床也一定会迎头赶上,我们的航天发动机也会赶上甚至超越美国。

美国也有高端机床,只是没有德国日本产业大,真正高精机床也是领先日本德国的。


老字号品牌


美国才是世界上最高端机床的研发、制造的王者,只不过不买给我们包括二手的,所以我们才比较熟悉日本和德国,就像当年福特汽车的淘汰生产线都不卖我们,德国人卖了桑塔娜,国人就普遍喜欢上了德国车。我方一直强调降低贸易顺差的最好办法是对我们开放高科技产品市场,就是希望美方开放高精尖的装备出口。


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