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機械社區

標題: 談談心臟病 [打印本頁]

作者: 猛龍C 時間: 2014-4-3 00:26
標題: 談談心臟病
近些年來，中國在軍用飛機、艦船、車輛坦克的研制方面取得了世界矚目的進展。但在稱贊之后，總是要拖上一句：要是發動機的問題也解決了就好了。要挑刺也一樣，發動機是最現成的目標。發動機問題已經成為中國軍事裝備發展的心臟病，航空發動機尤其突出，對于民用飛機也一樣。

有說法認為，航空發動機是工業技術的王冠，是最高端大氣上檔次的技術領域，這并不夸張。航空發動機的工作條件嚴苛，可靠性要求出奇地高，同時要求輕小，易于維修。這些要求是互相矛盾的，但又是必須滿足的。說起來，戰斗機發動機和民航客機發動機有所不同。戰斗機發動機更加追求絕對性能和輕小，在拓展工作參數方面更加極端；民航發動機則更加強調可靠性、經濟性和耐用性，在核心發動機技術方面反而不那么激進。先進工業國家常常在制造業整體萎縮的情況下，依然試圖保護航空發動機工業，英國就是典型的例子。曾經的第一造船大國如今需要用中國三一的起重機建造下一代航母；勞斯萊斯、賓利、阿斯頓·馬丁、捷豹、路虎等頂級汽車品牌統統改姓；如果不是因為當年BAe已經涉足太深，自費堅持，英國如今在空客里也沒有一席之地。但羅爾斯·羅伊斯（其實和勞斯萊斯是同一個詞，不同譯名是習慣問題）發動機至今依然是世界三大之一。

羅爾斯·羅伊斯并不是英國最老牌的航空發動機制造廠家，但二戰時代的“默林”V12發動機可算是那個時代最優秀的航空發動機之一，美國P-51“野馬”戰斗機也是在換裝“默林”后才成為一代名機的。二戰期間，英國和德國同時研發噴氣發動機，德國搶先投入使用，但英國是盟國中唯一在戰爭結束前把噴氣式戰斗機投入使用的國家，羅爾斯·羅伊斯發動機功不可沒。戰后，羅爾斯·羅伊斯“尼恩”不僅使米格-15成為朝鮮天空的翹楚，還通過格魯曼F9F“黑豹”使美國海軍走入噴氣時代。實際上，美國第一架噴氣式飛機貝爾P-59的發動機也是英國技術，那是通用電氣基于英國惠特爾W1制造的。但是羅爾斯·羅伊斯正在走入困境，尤其是戰斗機發動機。不是因為羅爾斯·羅伊斯已經喪失了技術優勢，而是因為喪失了發展的底氣。

需求是成功之母。60年代之后，除了“隼”式教練機改裝的偽戰斗機外，英國再也沒有獨立研發過一種戰斗機，所有英國參與的新型戰斗機（或者更加廣義的戰術飛機）都是多國合作的結果。“美洲豹”是英法合作的，“狂風”是英德意合作的，“臺風”是英德意西合作的。應該說，這些飛機的設計還是英國主導的，之所以合作研制而不是單干，主要原因不在于技術力量上的互補，更在于看中合作伙伴的需求作為基本市場的作用，更重要的是合作伙伴的出資。戰斗機這樣的大項目在本質上依賴“東道國”的軍方訂單，如果本國需求不足，就只有拉上合作伙伴一起建立基本需求，出口頂多只能起到補貼作用，離能夠形成良性資金循環還差距很遠。

但是老歐洲經濟發展緩慢，社會福利開支反而增長迅速，加上安全環境改善，導致軍事需求低迷。在可預見的將來，即使拉上合作伙伴，英國也無力啟動下一代戰斗機的研發。在2020年前后“臺風”戰斗機停產后，英國就將沒有有人戰斗機的研發和生產。這是歷史上的第一次。

在這樣的大背景下，羅爾斯·羅伊斯的處境十分微妙。在“狂風”和“臺風”時代，羅爾斯·羅伊斯的戰斗機發動機研發已經步入慢車道。RB199和EJ200在技術水平上都達到同時代的先進水平，但畢竟是中推力的。量變引起質變，不涉足大推力發動機的研制，就與美國的普拉特·惠特尼或通用電氣不能處于同一技術高度。現在連下一代中推力戰斗機發動機都沒有了，羅爾斯·羅伊斯自然很是擔憂。歐洲正在進行無人作戰飛機的前期研究，但在可預見的將來，這些都是高亞音速的，對發動機的要求不超過現有技術能力，而且離量產化還遙遙無期。羅爾斯·羅伊斯試圖通過和通用電氣的技術合作，聯合研發F-35的第二備選發動機F136。在F-15、F-16年代，普拉特·惠特尼F100發動機是劃時代的突破，但也飽經發展中的陣痛。美國空軍指使通用動力平行研發F110，最終導致“發動機大戰”，不僅促使兩家降低成本、提高質量和性能、改善售后服務，還維持了堅實的戰斗機發動機工業基礎。在F-35時代，再來一次“發動機大戰”可以達到同樣的目的。問題是美國的國力不如80年代了，F-35的成本控制壓力也實在太大。平行研制F136的好處要很多年后才能體會到，而且在很大程度是并非可以保證實現的預期好處，但巨額開銷卻是眼下就要付出。在當前嚴峻的預算壓力下，這是不可承受之重。白宮和美國國防部一次又一次地“槍斃”了F136的研發，甚至在國會強力壓力下依然堅持決定，F136最后被迫下馬。但美國空軍正在推動下一代戰斗機發動機的研發，從渦扇的雙流道增加到三流道，同時解決了很多發動機熱工、進氣道整合和機載系統散熱的問題。羅爾斯·羅伊斯本來是列入名單的，但在最后關頭被排除，而由本來對三流道并不熱心的普拉特·惠特尼填入。美國對于肥水不留外人田還是很清楚的。這最后堵死了羅爾斯·羅伊斯繼續躋身戰斗機發動機世界第一梯隊的希望。

羅爾斯·羅伊斯當然可能用公司資金自己維持研發，但這種研發不僅超過了公司的財力，也缺乏現實的回報，單靠公司實力實際上不可能維持有意義的前沿技術研發。英國政府甚至其他歐洲盟國也可能鼎力相助，但在缺乏明確的戰斗機研發前景的情況下，這樣的政府資助也名不正言不順，很難在嚴峻預算環境下生存。羅爾斯·羅伊斯會就此退出戰斗機發動機世界第一梯隊嗎？現在斷言還為時過早，但這已經成為一個現實的可能性了。

羅爾斯·羅伊斯的民航發動機依然是世界三大之一，有可能依賴民航發動機領域依然長期保持世界三大之一嗎？這是有可能的，但變數很多。在歷史上，民航發動機的核心發動機經常來自于戰斗機發動機，戰斗機發動機技術停滯了，民航發動機要繼續可持續地大幅度進步，這有相當的難度。民航發動機有與戰斗機發動機不同的地方，比如說，超高涵道比渦扇的超大尺寸先進風扇與戰斗機發動機的低涵道比渦扇的風扇有截然不同的要求和技術特點，但渦輪前溫度越高越好，壓氣機壓縮比越高越好，這是一樣的。普拉特·惠特尼或者通用電氣的超高渦輪前溫度技術在戰斗機發動機研發中得到軍方補貼，羅爾斯·羅伊斯就只能自己消化了。羅爾斯·羅伊斯引以為傲的三轉子技術性能先進，但結構復雜，成本和可靠性都受影響。普拉特·惠特尼改弦易張，采用齒輪減速風扇，實現了相當于三轉子的熱工效率，但結構大為簡化，而齒輪減速風扇技術與F-35B驅動升力風扇的傳動、減速機構有相通之處。不僅如此，普拉特·惠特尼或者通用電氣的相關研發在可靠性與經濟性要求相對不苛刻的軍用訂單中已經開始回收投資，并得到寶貴的漸進改進經驗，而羅爾斯·羅伊斯就要忍受漫長得多的無效益研發和驗證階段，對長期競爭力的影響不言而喻。

如果說需求是成功之母的話，綜合國力就是成功之父。需求和綜合國力有關系，但兩者又不等同。比如說，印度有很強的需求，但綜合國力不足以支持高投入可持續的研發，所以很多先進武器系統的研制紛紛陷入困難。另一方面，日本的綜合國力要強得多，但由于國策關系，軍事裝備需求不足，所以軍工研發長期保持在低水平，花拳繡腳的名堂不少，但實戰性能使人眼睛一亮的不多。在歷史上，美國是需求和綜合國力兼優的典型例子，先進軍事裝備的研制和生產一直保持高水平。蘇聯的需求旺盛，但綜合國力是靠扭曲經濟結構和犧牲民生來勉強維持的，到維持不下去的時候，就轟然倒塌了。法國和英國的情況差不多，軍事技術先進地位的慢性退化在可預見的將來不可避免。德國的情況和日本有相似之處，但由于國策關系，德國并不熱衷于在軍事技術方面大有作為，只是在部分領域選擇性地投入。有意思的是，德國的坦克裝甲車輛技術世界領先，現在涉足近程空空導彈，也可圈可點。德國的這些軍工產品不僅有德國需求作為基本市場，還有北約和其他盟國。換句話說，德國的情況實際上是高需求和高綜合國力，但只是局限在部分領域。

對中國而言，需求很高，這是不言而喻的。中國的安全環境十分復雜，國防現代化的欠賬更多，高需求是很自然的。外國以軍費增長率來質疑中國國防過高投入是沒有道理的。中國沒有條件通過外購實現國防現代化，只有自力更生，進一步推高了整個供應鏈的需求。另一方面，中國經濟繼續高速增長，綜合國力隨之增長。中國GDP增長率比前些年有所下降，但依然遠遠高于任何發達國家或者規模相似的經濟體，即使發展中國家幾十年保持中國這樣增長率的也絕無僅有。中國經濟已經達到世界第二，超過美國而成為世界第一也已經不是一個可能性的問題，而是一個時間問題。中國國防預算已經超過英國、法國和德國的總和，在可預見的將來可能超過英法德日的總和。另一方面，軍工技術是一個研發-制造-使用-升級-下一代研發的循環，每一個環節都需要足夠的國防預算才能撐起來，而不是“保護科研基礎”就可以解決的。因此，中國的國防投入力度的規模和可持續性對中國的軍工技術發展將有決定性的影響。誠然，科技進步不是光靠砸錢就能砸出來的，但砸錢無疑可以極大地加快發展的速度，并有條件承擔走彎路的代價。

在歷史上，英國、德國的噴氣發動機遠遠領先于美國，兩國在二戰結束前都把第一代噴氣式戰斗機投入使用。美國沒有做到，而且在戰后初期，美國噴氣發動機的研發高度依賴來自德國和英國的技術。但美國依靠強大的綜合國力和旺盛的軍事需求，大步快跑，在10年里就一躍而達到世界噴氣發動機的最高水平，這個地位從此沒有改變過。中國的起點比美國低很多，世界航空發動機技術前沿無疑對今天的中國依然是一個等待攀登的高峰，但科學技術不是巫術，也不靠天才（尤其在追趕世界先進水平的時候），靠的是勤奮和實干，而沒有足夠的投入和實踐機會是談不上實干的，想勤奮都沒有對象。但不是巫術，尤其是已知可以實現的技術，沒有通過長期穩定、有效的投資和努力而不能掌握的。當然，趕上是一個問題，超過就是另一個問題了，但這個時候，長期穩定、有效的投資和努力加上已經成型的科研、測試、生產、使用機制再度發力，成為技術突破的催化劑。

需求是成功之母，國力是成功之父，但好父母不等于好孩子。尊重先進，認清差距，但不被差距嚇倒；好好學習，天天向上，勇于創造輝煌；這才是好孩子。心臟病不是絕癥，不僅可以治好，而且可以成為強健體魄的起點。對于中國航空發動機，這才是最重要的。

http://zhouf601117.blog.163.com/blog/static/12655106620143210375711/ 晨楓

作者: 品豐-程 時間: 2014-4-3 00:39
這個文章轉的不錯，比假大空的文章好多了，支持！

作者: Chris_Piers 時間: 2014-4-3 08:18
要是現在有渦扇15，殲15將持平F18EF，殲16持平K15E,秒殺SU30MKI,殲20力壓F22啊

作者: 我很呆 時間: 2014-4-3 09:42
但美國依靠強大的綜合國力和旺盛的軍事需求，大步快跑，在10年里就一躍而達到世界噴氣發動機的最高水平，這個地位從此沒有改變過。

具體說說。

作者: 天水藍 時間: 2014-4-3 13:47
你要說沒給他們錢做事那不確切吧。有投入沒產出。過去的20年間，部隊大院周圍捧紅多少大飯館子，數不清。

作者: 我是小皮 時間: 2014-4-3 14:49
前幾年遇到一所院校的老師，研究飛機發動機的，當時（2010年）他手上一個項目，2000萬。他是主要負責人，另外還是北航、南航的老師協作。
稍微讓我瞄了下項目資料，確實高深，整版整版的公式。不過他只讓我看了幾秒，說是保密。
不知道這個項目現在結題沒有，結果如何。

作者: laodongbeiren 時間: 2014-4-3 19:14
晨楓經常在《航空知識》刊文。

作者: 迷茫的維修 時間: 2014-4-3 21:41
中國引進的兩款發動機，太行和秦嶺
全套引進啊
也不咋樣
最主要是，大家不愿意干啊
專不進去
靜不下心

作者: 無路車 時間: 2014-4-3 21:57
要想造好的飛機發動機必須要舍得花銀子，消除內耗齊心協力才能造出好發動機。

作者: 秦時明月漢時風 時間: 2014-4-3 23:30
謝謝，催人奮進。

作者: liuxing0610 時間: 2014-4-11 22:10
中國目前的這種環境估計很難出成果

作者: 林霸赫 時間: 2014-4-12 06:56
‘外行領導內行’ 在‘發動機行業’過不去了，仿形不行了。

作者: xtw77wh 時間: 2015-11-18 23:12
開點眼界, 感謝分享.

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