感叹!从F35战机上的螺丝 看中美工业实力差距

日期:2020-09-27
来源:机械微学

关于“中美之间差距到底有多大”这个问题已经讨论了很久。

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中国近年来确实在各个领域都取得了很高的成就,但不可否认的是,确实还存在一些短板。

比如航空发动机,尽管近年来中国已经制造出了很多性能先进的国产发动机,但是这些发动机还不能算是世界顶尖发动机,与美国等国家还存在一定的差距。

航空发动机是一种高度复杂和精密的热力机械,作为飞机的心脏,不仅是飞机飞行的动力,也是促进航空事业发展的重要推动力,人类航空史上的每一次重要变革都与航空发动机的技术进步密不可分。

飞机发动机现在有“活塞”、“涡桨”、“涡轴”和“涡扇”四种,每一种都需要相当高深的加工技术。

有一些材料需要耐火,但也是简单的“强度忍耐”,并不像航空发动机叶片那样除了强度还要有韧性、温差、老化等多方面的要求。

只有完美无缺的加工技术,才能保证航空发动机可靠的品质,才有可能在国际残酷的竞争环境中存活。

现代飞行器吨位大,还要考虑油耗、使用寿命、维护、加工成本、总寿命成本等等,“既想让便宜马儿跑得快,又不想让马儿多吃草”,在如此多的约束下生产一个能满足大批相互矛盾需求的发动机,可想而知有多难。

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我们来看一个例子。

下图中是一个“AL31发动机涡轮叶片”的内部结构示意模型。

我们可以看到结构十分复杂,叶片就是靠这些孔洞通风以便能在高温和巨大离心力下保持强度。

这些叶片都是单晶材料,生产难而且加工也不容易,需要用整块材料铣出,再经历浇筑、打孔等等步骤形成复杂的冷却结构。

其中每一个小步骤还有很多细节上的讲究,需要很长时间经验筛选才能优化出最佳生产标准,而这些方法没人会传授,只能自己摸索。

叶片上细密的冷却孔。这还只是涡轮发动机上最基本的叶片,在诸如发动机控制器这些复杂到逆天的设备面前都不值一提。

涡轮叶片的结构,这么小的一个部件内部就如此复杂!

除了加工生产,前期还要从零始按照需求设计优化,数万个零件需要进行数据换算,最后还要保证拼在一起能正常工作。

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美国是世界上最发达的国家,无论经济实力还是军事力量都领先全球,尤其是美国作为世界第一军事强国,其军工业发展也十分领先,美军装备的战斗机以及发动机水平都远超世界其他国家,很多技术占据垄断地位。

中国还有很长的路要走,虽然中国现在已经研制出了歼-20等战机,但是依然有多短板需要克服。

专家表示,美国F-35战机上使用的一种螺丝钉采用的工艺难度极高,中国用了40年都没有造出来。

中美工业差距有多大?

很多人因此感叹,这样一颗螺丝钉我们竟然都造不出来,可见工业方面的差距还是十分明显的。

据了解,美国F-35采用了一种稳定性极高的PH-13-8Mo沉淀硬化不锈钢,这种材料的抗腐蚀性以及耐磨性都非常高,而直到现在,世界上也仅有美国能够制造出这种材料。