我國航空軸承正在努力追趕,殲20將裝備國產(chǎn)發(fā)動機
航空軸承是航空發(fā)動機的核心部件之一占,具有高溫高質量、高速、載荷大激發創作、受力復雜前景、工作環(huán)境苛刻等特點。從理論上說增幅最大,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共享應用,而提高轉速對航空軸承的極限轉速性能、耐溫能力標準、潤滑性能和承載能力均提出了更加嚴峻的要求示範推廣。
但是由于種種歷史原因,我國航空軸承技術起步較晚即將展開,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)展大幅增加,與世界軸承強國相比差距十分明顯。據(jù)公開資料披露培養,國外先進航空軸承產(chǎn)品的壽命一般為計算壽命的8倍以上(最高可達30倍以上)交流研討,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3至5倍形式,可靠性為96%左右建設應用。
對于發(fā)達國家來說,高端軸承從哪來日漸深入,根本就不是什么問題動力。強大的美國,其特種部隊還要從德國引進輕武器互動式宣講,海軍要從英國引進MT30燃氣輪機效高性。英國和德國,還要從奧地利進口火炮精鍛機自動化。在西方世界里提升,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)意向,各自擁有靠譜"絕活"意料之外,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形式。很少有人打破局面置之不顧,去搶別人的飯碗不斷完善。
而在中國這就都成了大問題。作為中國空軍曾經(jīng)的絕對主力方便,殲8II戰(zhàn)機在1984年6月12日首飛成功基礎上,在1988年10月,殲8Ⅱ戰(zhàn)機獲得設計定型應用領域,開始裝備中國空軍和海軍保持競爭優勢。
殲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6600千克實現,這使得殲8Ⅱ在具備更好的中低空機動性能同時不容忽視,武器掛在能力也達到了2.2噸,武器外掛架也增加到了7個服務體系,初步具備了全天候攔射能力說服力,裝備了雷達制導的中程攔射導彈。此外分析,對地攻擊能力也有所增強表示。
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小時都不能保證非常激烈,這還是我國航空軸承科研人員作出了巨大努力的結果競爭力所在。而西方國家當時服役的F15,F(xiàn)16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)動機同壽領域,使用壽命可達數(shù)千小時溝通機製。
性能的巨大差異造成了國內(nèi)民用高端航空軸承領域基本以進口軸承為主,如瑞典SKF註入新的動力、德國舍弗勒等國外廠家領先水平。但其軍用軸承產(chǎn)品仍然對我國實施嚴格的技術封鎖和禁運。
進入21世紀后雙重提升,我國的綜合國力得到了飛速發(fā)展戰略布局,到2018年我國軸承鋼產(chǎn)量已達到382萬噸,連續(xù)8年排名世界第一表現明顯更佳,但是更為一致,我國仍然不是軸承鋼生產(chǎn)強國 ,只能算一個軸承鋼生產(chǎn)大國技術的開發。
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(chǎn)品:M50鋼研究與應用。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(chǎn)品M50NiL更高效。
M50NiL添加了鎳的發生,降低了碳,是一種表面滲碳鋼,除斷裂韌性有所提高外新的動力,與其它高溫淬透軸承材料相比,顯微組織和疲勞強度也都很好發展契機。其原因之一是M50iL中沒有大顆粒碳化物廣泛關註,因此,這種鋼對碳化物引起的疲勞裂紋不敏感發力。 與M50鋼相比優勢領先,其關鍵指標耐熱溫度達350℃,使用溫度提高了200℃共創美好。
進入新世紀后推動並實現,國內(nèi)有關科研院所與企業(yè)開始進行第二代航空軸承鋼產(chǎn)品的應用研究,并取得一定成果覆蓋範圍。山東華云機電科技有限公司與北京航空材料研究院趙振業(yè)院士共同合作研發(fā)優化程度,通過采用該公司豪克能技術加工最新研發(fā)的國產(chǎn)航空發(fā)動機軸承,經(jīng)技術檢測證明其疲勞壽命達到了德國FAG航空軸承的22倍奮勇向前。
另外不斷豐富,哈爾濱工業(yè)大學、哈爾濱軸承制造有限公司共同開展了Si3N4氮化硅陶瓷混合軸承的研究及產(chǎn)業(yè)化應用工作組建。某潛射/艦射反艦導彈提出了增加射程和速度的設計要求各有優勢,其彈用渦輪機轉子必須達到120000轉/分鐘以上的額定轉速。在采用哈工大研制的航空混合陶瓷軸承進行發(fā)動機運行試驗時重要的意義,軸承一次性通過5小時連續(xù)運行壽命考核持續,在試驗過程中,軸承除了有輕微煙霧產(chǎn)生外再獲,均無異常情況產品和服務。試驗后軸承旋轉靈活,無異常激發創作。這些技術可以說明我國已基本突破了第二代航空軸承產(chǎn)品的應用難關的方法。
2016年,我國全面啟動實施航空發(fā)動機和燃氣輪機“兩機”重大專項進行探討。航空發(fā)動機專項方面落到實處,將重點聚焦渦扇、渦噴發(fā)動機領域最新,同時兼顧有一定市場需求的渦軸技術創新、渦槳和活塞發(fā)動機領域,主要研發(fā)大涵道比大型渦扇發(fā)動機重要作用、中小型渦扇/渦噴射發(fā)動機持續向好、中大功率渦軸發(fā)動機等重點產(chǎn)品。
2018年7月7日,中國工程院院士劉大響在一次公開講座中首次表示我國第四代軍用小涵道比航空發(fā)動機項目進展順利(殲20配套發(fā)動機渦扇15)進展情況,將在未來3至五年內(nèi)設計定型的積極性。
殲-20,代號:威龍至關重要,是中航工業(yè)成都飛機工業(yè)集團公司研制的一款具備高隱身性不久前、高態(tài)勢感知、高機動性等能力的隱形第五代制空戰(zhàn)斗機提升行動。2019年10月13日能力建設,殲-20戰(zhàn)機列陣人民空軍‘王牌部隊。
早期殲-20原型機使用的是俄制AL-31F-M1發(fā)動機研究進展,之后逐漸采用國產(chǎn)渦扇-10“太行”發(fā)動機無障礙,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)動機快速融入、美國F110系列發(fā)動機基本處于同一水平認為。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)動機為例意料之外,近期試驗中推力超過了22噸文化價值,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置之不顧,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”不斷完善,正式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方便。
隨著“兩機”重大專項的實施基礎上,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傳遞,保障渦扇15融合,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”相關性。