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回复:抢救兔吧精品 细侃航空发动机

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首先是关于一些人讨论的苏-27侧卫家族与F-15鹰家族的问题,很多人都认为这两种飞机的水平应该是伯仲之间。但是楼主窃以为,在冷战结束,特别是进入21世纪后,F-15在后续机型的发展上还是明显比侧卫家族技高一筹的,虽然我们从表面上看苏-27在这二十年间推出了层不出穷的多种改进型,但是这些种类繁多型号的背后,但是在这些型号中,不乏苏-30MKI这样的钓鱼工程,甚至还有原先只担负飞机生产任务的KnAAPo自行改进的型号。苏-30MKI这个精心筹划钓鱼工程的坑爹程度已无需楼主赘言,即便是帮助我国空军迈入精确化打击门槛的苏-30MKK,其配套使用的对地打击手段相比较于F-15E几乎相差了一代。而近些年被俄方大力推荐的新苏-35,其主要能吸引中国注意的卖点,也无非是雪豹-E雷达和117S发动机,而且楼主至今还在存疑究竟中俄两国有没有进行关于苏-35的军购合同,因为现在几乎所有关于这方面的信息源头都来自于俄方,不排除有俄罗斯自己造势的可能。而反观F-15家族,F-15K和F-15SG两个出口型号实现了成功换发,F-15SE则更是实现了苏-27系列无法企及的局部雷达信号控制。而且在美国历次的红旗军演中,F-15依旧是风采不减当年,甚至还有一次在与印度苏-30MKI的较量中完胜的经历。所以楼主认为,现在的鹰家族已经把侧卫家族拉开了一定的距离。


IP属地:四川20楼2015-08-02 19:44
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    第二点楼主想说的是,我发这样一个帖子,主要目的是想向大家科普经常被我们所关注的军用涡扇发动机的常识,尤其想希望大家明白的是航空发动机是一个异常复杂且高精尖的工程,若想建立一个门类齐全而水准较高的航空动力工业体系,不说是巴西印度这样的初级工业国,即便对于英法德这样的老牌工业强国也绝非易事。而我国建立航发工业体系仅仅60年而已,期间又经历了众多波折,所以现如今是个有点军事常识的人都爱拿中国武器的“心脏病”说事,殊不知这样的看法是极其的缺乏眼光和短视。我们不该妄自尊大,但更不应该妄自菲薄,现在我们的“太行”日趋成熟,“岷山”、”天山”等型号已经初见端倪,形势还是比较喜人的。那既然如此,连那已经浪费广大人民数以亿计的中国足球还能盼来众多希望和宽容,那为什么我们就不能对我们的发动机产业更多的理解和信任呢?


    IP属地:四川21楼2015-08-02 19:45
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      楼主有些吐槽我也搬过来


      IP属地:四川22楼2015-08-02 19:46
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        刚才忘说了一点,楼主已经费了很多口舌阐明客观事实,但为什么还有人拿什么“中国就算有了F119碎片也能立即山寨成功”、“歼-10击落F-22”等神论来哗众取宠!无知这种东西和某类动作片一样,是要宅在家里自己暗爽的,拿到公众场合来炫耀可就不大好了吧


        IP属地:四川23楼2015-08-02 19:46
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          嗯,还有一点,有吧友反映楼主有一些航空史上重要的发动机型号,比如“尼恩”,J-79之类的,这个这么说吧,楼主的论述重点放在了涡扇发动机上,所以很多材料没有收集全,如果以后有时间,楼主很乐意整理一些与历史有关的材料,另外有吧友反映是否可以介绍一下船用燃气轮机的相关材料,这个真的可以有,只是估计会放在最后一段。


          IP属地:四川24楼2015-08-02 19:46
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            就这样一来二去,非但问题没有得到解决,反而愈演愈烈,美国空军的F-15机队开始出现大规模的停飞,也产生了大量新生产F-15无可用发动机的尴尬局面。最终,忍无可忍的美国空军将此事告到了美国国会,希望利用国会的力量逼迫普惠公司就范,但是普惠公司哪里是好惹的主?在国会里一些与普惠公司有密切友情往来的议员(不要想歪,我大冥煮兹油国家怎么会有权钱交易的肮脏事情呢)也针对空军的指责,连连以倾向性明显的问题刁难发问,而且普惠公司也亲自披挂上阵,派出专业的技术人员,仗着专业知识渊博和美国空军打起了嘴仗,一时间国会里乌烟瘴气,毫无解决问题的气氛。
            这样的糟糕局面让美国空军意识到,这样与普惠公司这样消耗下去无异于问题的解决,还会更加助长普惠公司垄断地位和心理的增长,于是美国空军开始意识到在航空动力领域一个良性竞争的环境的必要性,开始在国会积极推动“战斗机候补动力”的竞标项目,并得到了同样备受F401发动机(F100发动机舰载版型号)困扰的美国海军的支持与加入,就这样,一向水火不容的美国海军和空军破天荒地在同一项军事装备项目上联起手来。

            而与此同时,美国的另一家航空动力的企业——通用电气公司通过“战斗机候补动力”项目看到了商机。通用电气本来为美国空军的下一代战略轰炸机B-1A提供编号为F101的大推力涡扇发动机,但是由于B-1A的下马,F101失去了装机对象,再加上原本就没有考虑过在战斗机上进行安装,F101也在先前的F-15、F-16战斗机的发动机子项目中落败于普惠的F100,但是通用公司高层并没有放弃F101,因为一旦F101无果而终,通用可能将永远退出战斗机用大推力涡扇发动机的制造领域,因此通用公司高层顶住了内部的压力,自筹了6.21亿美元继续完善F101项目,期间美国空军也给予了该项目少量的资助,但就是这样少量的资助却给予了通用极大的信心。1976年,通用公司的F101X验证机试车成功,该验证机的大多数技术指标与F100相似,已经是一台完全标准的第三代大推力涡扇发动机。被F100搞得焦头烂额的美国空军眼见到F101X的成功,立刻与通用公司签订了一份8000万美元的有限研制合同,用于生产三台发动机原型机,编号为F101DFE。1980年,首架装配F101DFE的F-16A战斗机试飞成功,并表现出了良好的工作状况。


            IP属地:四川26楼2015-08-02 19:47
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              而这时眼见到F101DFE进展神速,普惠公司反倒开始坐立不安起来,一改先前的恶劣态度,开始向美国空军频频示好,表示如果美国空军取消“战斗机候补动力”项目,普惠公司将以优惠的价格向美国空军提供发动机及其配件服务,并保证将解决所有美国空军提出的发动机问题,完全否认了自己之前的所有托词。而美国空军却对此很不感冒,因为如果美国空军此时真的取消竞争,不仅会将F101DFE这样一个前景光明的项目葬送,还会使普惠公司重新回到先前那种推诿扯皮的无赖状态。
              而此时通用的F101DFE也不负重望,在接下来的众多测试中都表现出了及其优良的技术指标,明显优于问题百出的F100,美国空军先是以一份1.822亿美元的合同资助通用公司完成了按照美军1969年颁布的发动机完整性大纲所要求发动机测试科目的F101DFE,更是在1983年给予了这台发动机正式的编号:F110-GE-100。一个发动机行业的经典之作由此诞生。随后,F110-GE-100不仅在美国空军的F-16上表现良好,也在美国出口在盟国的F-16型号上赢得了各国的交口称赞,目前最新型号的F110-GE-229还安装在了美国出口到新加坡、韩国的F-15战斗机上。

              直到这个时候,前几年一直靠小打小闹小补丁对F100糊弄了事的普惠公司也终于认识到了问题的严重,也完全没有了原来行业垄断坐吃大户的悠闲自在,下决心一定要解决困扰F100多年的可靠性问题,而且不惜以一定的性能指标为代价。具体措施包括:重新设计寿命延长的核心机、换装单晶材料制造涡轮叶片、第一种用于战斗机发动机的全权限数字发动机控制系统(FADEC)、改进的加力燃烧室和燃油泵等,大幅度提高了发动机的可靠性和寿命,经过大量试验,新生产的F100-PW-220发动机在1986年投入使用,虽然推重比有一定下降,但是依靠着保持不变的全加力推力和高可靠性,F100发动机也终于走向了成熟,成为了表现优良的著名发动机,直到现在,美国空军的所有F-15战斗机都在使用F100发动机作为动力来源。


              IP属地:四川27楼2015-08-02 19:48
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                3.英国罗尔斯罗伊斯公司

                相比这个标志大家都不陌生吧,劳斯莱斯,全球顶级的豪华汽车品牌。所以在此我介绍给大家一个鉴定伪军迷的办法:见到上面这个标志说是劳斯莱斯的,一般是伪军迷,说是罗尔斯罗伊斯的则有可能是有一定水平的真军迷。
                能造高性能的航空发动机,那么打发几个手艺高超的工人师傅去打造个高大上的汽车自然不在话下,因为在早期工业化生产未实现流水化、自动化、智能化的时候,航空发动机的很多零件就是由熟练的技术工人用车床甚至手工打造而成。在这一点上,罗尔斯罗伊斯可的确称得上是喷气式发动机界的元老。(楼主先更罗罗再更的发动机大战)


                IP属地:四川29楼2015-08-02 19:49
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                  当然这样的故事还没有结束,罗尔斯罗伊斯养狼计划2.0版本在二十年后果然如期上映,这次的主角换成了这位:

                  “斯贝”,这台英国人替代美国原产的J-79涡喷发动机安装在F-4鬼怪战斗机上的涡扇发动机不仅让英国人使用的“鬼怪”在飞行品质上较美国原产型号有了明显的提高。而它更大的一项意义在于它在二十年后继它的兄弟为中国航发工业打下奠基后,真正帮助中国的航空动力工业拥有了最后一块完成航空动力由仿造到独立自主跨越的拼图(具体的细节后面介绍我国发动机的时候介绍)。曾经在世界航空界流传有这样一个桥段:美国的飞机设计师在某次国际航展上埋怨法国的飞机设计师向中国人推销先进的飞机(曾经中国有过引进幻影2000的打算),而法国的飞行设计师则反唇相讥到是美国的飞机设计师帮助中国人学会了如何设计飞机(八爷高大上计划之格鲁门版本)。而在航空动力这个领域上,不得不说中我国的两次大跨越都是和英国人有关(当然我才不会告诉你还有一次大跨越又是和美国人有关)。
                  说到这多说几句,“斯贝”发动机的一个反面教材是安装在英制“鹰”式教练机上的“阿杜尔”涡扇发动机,说它是反面教材不是因为其在性能上有瑕疵,反而从设计角度上看“阿杜尔”这台罗尔斯罗伊斯的随心之作即使是在今天也是有很多设计细节值得后来者借鉴学习。说他是反面教材的真正原因是:
                  印度人在70年代引进了阿杜尔发动机的成品和生产许可证,由此感觉飘飘然的印度在1986年正式启动了名为“卡佛里”的国产发动机研制计划,在借鉴“阿杜尔”国产化工作的基础上计划投资8970万美元,于1997年交付使用。可是结果呢?嗯,比起悲剧的阿琼和LCA都还差一点,2012年末,由于未能满足印度空军的要求,印度方面将放弃研发国产卡佛里发动机的努力,26年心血全部泡汤。

                  上图就是比阿琼和LCA还悲剧的“卡佛里”
                  其实到了这里故事还没完,在2006年印度曾和法国合作,用M88-2发动机(阵风战斗机发动机)的核心机为基础,开展卡佛里Ⅱ的研制工作。但是卡佛里Ⅱ发动机指标高得惊人,既要超音速巡航,又要矢量推力,还是全数字化控制,计划于2025年装机使用。
                  楼主觉得上面一个自然段说得好像是个神话故事,不过下面一个故事好像是真的:
                  有一天EJ200出门散步,看见中国人在唐人街上正在给斯贝举行树立牌坊的仪式,舞龙舞狮吹锣打鼓好不热闹,回到了罗尔斯罗伊斯的家里之后,EJ200又恰好路过放置着“阿杜尔”的仓库:
                  “嗯,咳咳,看看人家斯贝真是找了个好人家,姑爷踏实肯干敢吃苦,现在也是一大款了,那你怎么就找了这么个油盐不进的榆木疙瘩?”


                  IP属地:四川31楼2015-08-02 19:50
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                    嗯,导演说中国人戏份有点多,罗尔斯罗伊斯的股东今天好像气色有点不对。但是楼主表示被冤枉了,因为下一个主角刚才其实已经登场了。

                    EJ200发动机,由罗尔斯罗伊斯公司总体负责,德国发动机涡轮联合公司、意大利菲亚特公司和西班牙涡轮发动机工业公司,以各占33%、21%和13%的股份于1986年12月成立的欧洲喷气涡轮公司(Eurojet Turbo GmbH)联合研制,1988年首台EJ200设计验证机在德国慕尼黑运转成功,1991年10月EJ200原型机首次试车成功。计划将制造20多台原型机用于地面和飞行试验。生产型号主要适装对象是新一代EF2000“台风”战斗机。
                    EJ200发动机采用了损伤容限和高效率的宽弦叶片、三维有粘的叶轮机、整体叶盘结构的风扇和压气机、单晶气冷涡轮叶片、粉末冶金涡轮盘、监控能力的FADEC等等一系列罗尔斯罗伊斯研究而成的新型技术,最大加力推力9000千克,推重比达到了第四代发动机技术水准的10级别,是一款适装性强、技术完善、可靠性高的中等推力发动机,堪称目前罗尔斯罗伊斯已投入生产的军用涡扇发动机中的翘楚。

                    而且得益于EJ200的优异性能,采用远距耦合的EF2000战斗机表现出了可比肩某些采用矢量发动机战斗机的超强机动性。在2012年的范保罗航展中,EF2000战斗机的设计方EADS公司宣称经过该公司模拟空战验证,四架拥有预警机支援支持的EF2000可以轻松抵挡同等甚至1.5倍数量的F-35战斗机,其底气的根源一个是EF2000标配、采用冲压发动机的“流星”空空导弹,另一个则是EF2000优良的机动能力。所以鉴于EJ200目前表现出的出众技术特征,罗尔斯罗伊斯公司已经暂时搁置了EJ200发动机改进型号的研制工作。


                    当然罗尔斯罗伊斯在军用涡扇发动机领域的雄心可不只如此,在堪称世界上最大传销圈钱诈骗案例的F-35战斗机项目中,罗尔斯罗伊斯公司和曾在F-22战斗机选型中落败的通用电气公司合作,利用通用电气的YF-120型号联合打造了F136发动机。本来按照第一次发动机大战的套路,此次罗罗和通用的强强联合已是志在必得,就算不会彻底击败F135也至少能从F-35计划中上千架的销售量中分得一杯羹,罗罗公司也借此希望完成其早几十年就孕育的打入美国军用航空动力市场的梦想(最早起始于斯贝发动机配备F-4,但未果),可惜,此间已经是囊中稍显羞涩的美国最终放弃了该计划(一个具有如此良好前景的项目就这么无果而终了,这一定是体制问题,我不禁陷入了沉思)。


                    IP属地:四川32楼2015-08-02 19:51
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                      loody hell!楼主昨天发完没注意看,今天才发现有一段被度娘给吞了!现在重发出来。
                      从我们上面的介绍可以看出,罗尔斯罗伊斯公司的确可以称得上是世界航空动力行业中科研实力最强、产品覆盖最广、技术储备最雄厚的行业巨头,除了上述提到的一些军用航空发动机,罗尔斯罗伊斯公司的代表作还包括“奥林巴斯”系列船用燃气轮机、“遄达”系列民用涡扇发动机、安装在“狂风”战斗机上的RB199涡扇发动机等等,而且在英国皇家海军最新服役的45型导弹驱逐舰上燃-电综合推进装置(目前除美国的DDG-100以外的第二家)也出自罗尔斯罗伊斯之手。

                      采用罗尔斯罗伊斯公司研发综合电动推进装置的45型导弹驱逐舰

                      遄达900发动机,是遄达家族中最大的成员之一
                      但是也相信很多吧友已经能看出来,自从世界军用航空动力的最高技术水准在F100、AL-31问世而迈入第三代大推力涡扇发动机时代后,罗尔斯罗伊斯就一直没有在大推力涡扇发动机领域有所斩获,RB199、EJ200等发动机都是名副其实的中等推力发动机,在美国已经迈入第四代大推力涡扇时代,中俄两国紧跟其后的今天,罗尔斯罗伊斯在这个领域依旧是没有动静,一个在航空动力领域有如此雄厚积淀的巨头型公司居然也会交白卷,这十分令人“费解”。


                      IP属地:四川33楼2015-08-02 19:51
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                        其实如果顺着这个话题继续探究,就不得不将其延伸到政治层面。楼主其实在前面已经说到,高科技航空发动机的很多深层次问题,其实说到底都包含着很多政治因素。因为航空动力行业因为其极高的科技含量和技术密集度,在某种程度上与载人航天、航空母舰工程一样,都是国家意志在工业领域的直接体现,甚至可以管中窥豹地透析一个国家的整体发展战略。美国在第二次蓝星拍砖大战之后,在海外众多的利益分布加上苏联的日益紧逼,科技水平的发展和积累一直引领着世界的潮流,即便是在冷战结束后,恐怖主义的蔓延加上中国等新兴国家的崛起,美国也不敢再高科技领域有明显的放松,在技术积累储备、基础科学研究上甚至有继续加大投入的趋势。而俄罗斯在苏联解体后,虽然表面上仍然有着苏联大气浑厚的影子,但是随着经济水平的滞后,俄罗斯在很多领域已经出现了后继乏力的情况,就从“戈尔什科夫”号航空母舰的改装工程多次延期和成本飙升的情况上,就足以小见俄罗斯内功退化的现实(也由此可见三哥的小白鼠当得确实不错,给个奥斯卡小金人应该不成问题),俄罗斯近二十年来所有新研发的武器系统,如苏-35战斗机、S-400防空导弹、“北风之神”核潜艇等几乎都是苏联时代遗留项目,更加说明俄罗斯目前后继乏力的窘况。欧洲的情况则正好于俄罗斯相反,欧洲的基础科学研究在冷战后也依旧保持着很高的发展水平,但是随着安全环境的极大缓解,欧洲诸多国家已经不再将重心放在国防领域上,很多尖端的高科技成果都没有转化为实际的应用成品,比如在英国委托BAE公司设计“机敏”级核潜艇时才发现自己军用船舶设计部门的人才流失情况已经不足以支持“机敏”级的研发,最后是通过求助于美国通用动力船舶研发部门才勉强完成了设计。罗尔斯罗伊斯公司其实也面临着相似状况,“台风”的巨大成功不光让欧洲整体的战斗机市场在未来二十年内没有大规模更新换代的需求,就连EJ200的技术升级型号都遥遥无期,但是军用高科技领域有的时候就是如此无情,在出现产品或技术断代之后几乎无可弥补。前面我们讲到美国通用电气在第一次发动机大战时曾经孤注一掷般推进F101原型机的研发,就是因为通用动力的高层意识到了一旦出现产品断代将对公司今后发展造成难以挽回的损失。对于这种后果,罗尔斯罗伊斯心知肚明,所以在F136项目上罗尔斯罗伊斯也倾注了很多心血,既填补自身在大推力军用涡扇发动机领域的空白,也借此一举打入美国的军用涡扇发动机市场,但是很可惜,F136项目最终无果而终,罗尔斯罗伊斯的希望也暂时化为了泡影。

                        “机敏”级核潜艇,入役以来闹过触礁、相撞的等小脾气的BAE英国皇家海军潜艇部队当家花旦

                        F136在通用公司的试车台上进行试验,可以看到是在进行发动机尾喷口旋转90°的试验
                        但是毕竟罗尔斯罗伊斯公司家大业大,雄厚的技术积累和成熟的科研体系让罗尔斯罗伊斯仍旧有着向大推力涡扇领域进军的资本,虽然这个过程可能会比预想的要艰难一些,但是放眼全球,谁又敢对这巨头掉以轻心呢?


                        IP属地:四川34楼2015-08-02 19:52
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                          嗯,刚才忘了说大家最关心的我国情况了,那就多说点吧。其实我国的情况在美俄欧中间是情况最差的,技术积累少、底子薄,但是在我国最大的优势在于政治和经济环境稳定,又有着对高科技产品的巨大需求,所以即便是目前仍处于落后的情况下,但是未来发展前途光明,L叔不就曾经说过:“你们家孩子刚出生的时候打不过泰森跑不过博尔特,那你就把他掐死吗?只要我们自己稳得住阵脚,前方自然是无限风光在险峰。近几年来类似歼-20、052D、运-20等等一系列高水平的新武器装备不断地挑逗着我们惊喜的神经和某些人脆弱的神经,这显然不是军工领域某几个天才式领军人物拍脑瓜式的惊艳之作,而是从上世纪九十年代以来我国对高科技领域的高度重视和长期以来坚持投入的结果,楼主还记得在2010年某篇关于我国首次路基中段反导试验成功的评论文章中曾有这样一句话:“或许当多年以后美国人在前进的道路上回头是,他应该只能看到中国人孤独的身影还在奋力追赶。


                          IP属地:四川35楼2015-08-02 19:52
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                            很多吧友对我国航发的情况很期待啊,楼主思忖再三还是决定按部就班的介绍美国第二次发动机大战和法俄两国情况后再说吧,什么?你说楼主没节操?


                            IP属地:四川36楼2015-08-02 19:52
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                              番外二:美国第二次发动机大战(2)
                              上次说到美国历史上的第一次发动机大战以一种皆大欢喜的结局收场,让参与其中的普惠、通用以及美国空军都各得其所,所以在三十年多年后的今天,这样一种近乎完美的行业竞争机制依旧是十分具有吸引力的,所以在F-35这个堪称世界头号传销诈骗案件中,自然就不会少了两家巨头的争奇斗艳,而且更令人瞩目的是,两位巨头之一的通用电气此次更是得到了实际上唯一能够与此二位相提并论的另外一家巨头——罗尔斯罗伊斯的鼎力支持,更让这次竞争吸引了众多关注,于是乎:
                              好戏开场了


                              IP属地:四川37楼2015-08-02 19:54
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