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我國航空軸承正在努力追趕,殲20將裝備國產發(fā)動機
2020-10-27 15:21:26 分類:陌貝視角
摘要:航空軸承是航空發(fā)動機的核心部件之一,具有高溫、高速、載荷大、受力復雜、工作環(huán)境苛刻等特點。從理論上說,目前提高航空發(fā)動機推力和燃油效率的最直接方法依然是提高渦輪進口溫度和轉子轉速,而提高轉速對航空軸承的極限轉速性能、耐溫能力、潤滑性能和承載能力均提出了更加嚴峻的要求。

航空軸承是航空發(fā)動機的核心部件之一,具有高溫、高速、載荷大、受力復雜、工作環(huán)境苛刻等特點。從理論上說,目前提高航空發(fā)動機推力和燃油效率的最直接方法依然是提高渦輪進口溫度和轉子轉速,而提高轉速對航空軸承的極限轉速性能、耐溫能力、潤滑性能和承載能力均提出了更加嚴峻的要求。

航空發(fā)動機

但是由于種種歷史原因,我國航空軸承技術起步較晚,并且直到上個世紀末也沒有把軸承齒輪鋼當成重點去研究發(fā)展,與世界軸承強國相比差距十分明顯。據公開資料披露,國外先進航空軸承產品的壽命一般為計算壽命的8倍以上(最高可達30倍以上),可靠性為98%以上,而我國航空軸承的壽命一般為計算壽命的35倍,可靠性為96%左右。


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對于發(fā)達國家來說,高端軸承從哪來,根本就不是什么問題。強大的美國,其特種部隊還要從德國引進輕武器,海軍要從英國引進MT30燃氣輪機。英國和德國,還要從奧地利進口火炮精鍛機。在西方世界里,國家之間的分工合作是很正常的。每個發(fā)達國家都有一些優(yōu)秀的企業(yè),各自擁有靠譜"絕活",各國之前因為同屬北約或歐盟,所以不約而同地形成一種微妙的平衡。很少有人打破局面,去搶別人的飯碗。

而在中國這就都成了大問題。作為中國空軍曾經的絕對主力,殲8II戰(zhàn)機在1984612日首飛成功,在198810月,殲8Ⅱ戰(zhàn)機獲得設計定型,開始裝備中國空軍和海軍。


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8II戰(zhàn)機裝備的是2臺渦噴-13A雙轉子發(fā)動機,單臺推力達6600千克,這使得殲8Ⅱ在具備更好的中低空機動性能同時,武器掛載能力也達到了2.2噸,武器外掛架也增加到了7個,初步具備了全天候攔射能力,裝備了雷達制導的中程攔射導彈。此外,對地攻擊能力也有所增強。

航空發(fā)動機

但殲8II戰(zhàn)機渦噴-13A雙轉子發(fā)動機由于主軸承壽命較短,發(fā)動機第一次翻修壽命連200小時都不能保證,這還是我國航空軸承科研人員作出了巨大努力的結果。而西方國家當時服役的F15,F16等第三代戰(zhàn)斗機用渦扇發(fā)動機主軸承壽命已基本實現(xiàn)與發(fā)動機同壽,使用壽命可達數千小時。

性能的巨大差異造成了國內民用高端航空軸承領域基本以進口軸承為主,如瑞典SKF、德國舍弗勒等國外廠家。但其軍用軸承產品仍然對我國實施嚴格的技術封鎖和禁運。

進入21世紀后,我國的綜合國力得到了飛速發(fā)展,到2018年我國軸承鋼產量已達到382萬噸,連續(xù)8年排名世界第一,但是,我國仍然不是軸承鋼生產強國 ,只能算一個軸承鋼生產大國。

目前我國航空發(fā)動機主軸承的制造用鋼主要選用西方國家第一代航空軸承鋼產品:M50鋼。而該牌號的鋼材美國早在20世紀80年代前就已普遍使用,目前廣泛使用的是其重大改進型號:第二代航空軸承鋼產品M50NiL。


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早期殲-20原型機使用的是俄制AL-31F-M1發(fā)動機,之后逐漸采用國產渦扇-10“太行”發(fā)動機,渦扇-10是中國自主研制的第三代大推力小涵道比渦扇發(fā)動機,與俄羅斯AL-31系列發(fā)動機、美國F110系列發(fā)動機基本處于同一水平。正在研制中的渦扇-15“峨眉”發(fā)動機的最大推力為18噸,美國F-35戰(zhàn)機使用的F-135加力渦扇發(fā)動機為例,近期試驗中推力超過了22噸,說明中美航空發(fā)動機領域差距已不算太大。這一切都要歸功于我國一系列發(fā)動機基礎技術的相繼突破,發(fā)動機技術的高低完全取決于“你最短的那塊板子的高度”,正是因為類似于航空軸承鋼材料技術的突破,新型發(fā)動機才能取得關鍵突破。

隨著“兩機”重大專項的實施,我國的航空軸承行業(yè)有望搭乘航空發(fā)動機事業(yè)發(fā)展的快車,大幅度提高航空軸承領域相關重大裝備的先進性和自主性,保障渦扇15,渦扇19等先進航空發(fā)動機重點型號的研制需要,從而實現(xiàn)“裝備強軍的中國夢”。

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