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我国航空发动机与世界最先进技术(美国)的差距:
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我国航空发动机与世界最先进技术(美国)的差距:
八十年代末 九十年代末 2004年　& &&&2015年
约20年　　 约25年　　10~15年　　5~10年
下面我就航空发动机这一&工业之花&来简单的说说我国战斗机的技术水平
(一)八十年代:这时我们国家刚刚结束十年浩劫,武备废弛,技术水平与西方先进水平差距不断拉大. 但这时是我国跟西方关系最好之时,西方许多最先进技术都可向我国出售.无奈我国国力实在太弱,又要 以经济建设为主,只能买少量最需要的技术.这其中就有CFM-56民用发动机(其核心机与F404相同).在其 核心机基础上,我国开始拉WS-10的开发进程,与之配套的10号工程也正式上马.与此同时,我国吸取从前 WS-6的经验,重视预研.于76年开始拉高性能发动机的预备研究,在次基础上于八十年代中期开始拉中等 推力涡扇发动机研究,也就是所谓的&中推&项目.按照预研一代,研制一代,生产一代的标准,八十年代末 我国开始拉推重比十一级的预研项目,也就是所谓的&高推预研&.此时国外第三代战斗机已经普遍装备 部队,我国的战斗机水平与国外相比差一代以上.
&关于我国现代航空发动机的性能水平，1989年原航空工业部高推预研办公室与北京航空航天大学管 理学院曾进行过定量分析，在修正了美国兰德公司Birkler的TOA模型并发展了中国航空发动机的TOA模 型后，用它对我国已获得的和将发展的航空发动机性能水平进行了分析和预测，分析认为，当时我国 可获得的航空发动机性能水平与美国的差距约为20年，到2000年这个差距约为25年。&----摘自刘大响 在黎阳航空发动机公司为公司各厂专业技术人员做专题报告 (注)
(二)九十年代:随着我国改革开放的深化,我国基础工业发展较大.但因为种种原因,造成我国对航空发 动机的投入不够,与美国的差距不但没有缩小,反而拉大.不过在这一时期我国进行的深厚的技术储备工 作,为在21世纪航空发动机的跨越式发展打下拉坚实的基础.94年中推项目取得重大成果,推重比八一级 核心机研制成功.此时与J-10配套的WS-10进度滞后,研究陷入困境,造成J-10首飞时只能用俄制AL-31FN. 606所则以我国自己的核心机研制新发动机,这就是WS-10A,在97年转入原型机研制.92年我国开始购买SU -27战斗机,这使我国空军有拉真正的第三代战斗机.但是这毕竟是外国的,我国未来空军怎能收制于人. 所开始着手部署换发动机的研究任务，1998年完成两个进气道更改方案的设计工作，2000年 五月完成了飞机改装设计发图。这就是我国的11号工程,改装的发动机是WS-10或WS-10A.1998年度的 《空气动力学学报》发表了关于几型机气动布局的分析的论文，在这篇论文里指出“某a型飞机正常布 局，机头进气；某b型飞机鸭式布局，腹部进气；某c型飞机正常布局，两侧进气，带翼尖弹；某d型飞 机鸭式布局，腹部进气，双发双尾垂”。D型机说明我国第四代战斗机进入型号预研阶段,为其准备的推 重比十一级发动机也进入型号预研阶段.
&综合评估我国航空发动机具体技术水平，较国外相差约一代半，如不急起直追，这种差距还会进一 步拉大。&刘大响说.--《航空知识》 2000年第5期
(三)十五期间():随着经济实力的进一步增强和周边形势的飞快变化,我国加大拉对军队的 投入.航空发动机领域在前人的基础上实现了跨越式发展,正如杨伟所说&我们用5年的时间走完了15年发 展的路.&WS-10A发展最为迅速,在97年进入原型机研制后,2001年上11号首飞,到2003年年产量近百.标志着 我国终于走完拉完整的第三代发动机研制道路. 2000年,工程代号CJ2000的推重比十一级在624所完成核 心机设计,进入验证机研制.2003年,另一型推重比十一级(据传达12左右)在606所完成核心机发图,进入 高台试车阶段.J-10 J-11 2003年产量大增,这从2003年我国进口54台AL-31FN和WS-10A的近百台产量就 可以看出.
&第二项工作，从事高性能发动机的研究，我从76年开始担任这个项目的负责人，在这个研究的基础 上，国家投入几个亿，我们研究了中等推力涡旋发动机的可行性，这是我国第一个研制的。这个基础上 我们同时开展了下一代第四代战斗机用发动机的关键技术研究，这个项目目前进展良好。& --刘大响回答搜狐网友提问
(四)年展望:如果继续以目前的经济发展速度发展下去,而周边环境没有打的变化的前提下. 624所的高推可能在08年进入定型试飞阶段,而606所的高推可能于12年左右进入定型试飞.李文正所长说 ：一架先进飞机的诞生涉及到众多技术领域的突破，不可能所有技术都在同一时期突破，也不可能等所 有技术都有所突破后再研制新一代歼击机。所以，根据我国航空工业的基础和实际水平，我们赶超世界 先进水平，在关键技术上要跨越式地发展，在更新一代上要遵循循序渐进的设计思想。首先，我们要在 新型歼击机的基础上不断改进改型，哪项技术有突破就先上哪项技术，通过不断的改进改型，循序渐进 地完成我国航空研制水平从量变到质变的飞跃，实现我国歼击机研制技术向更新一代的跨越。所以D型 机可能在05~06年首飞,其配备的发动机可能是WS-10的发展型.李文政所长在一次讲座中提到：某型机中 央军委下了死命令，必须在05-06年上天。可以推断D是10完成任务后，借鉴大量10的成熟技术，新开发 的全新战机；根据相关文献，我国军用的战斗机电子有源相控阵雷达的雷达单元于1997年由14所完成， 在2007年左右可进入实用阶段，以此推论在08年以前装备是有可能的.它是作为2015年我国真正的第四 代重歼过渡型或低段搭配型.
总结:航空发动机做为空军心脏我们终于掌握拉,未来的中国空军不再受制于人.八十年代是我国认清 形势,改变观念,做好准备的时期.九十年代是我国大练内功,技术积累的阶段.十五期间是我国厚积薄发 奋起直追的年代.我相信,在2025年,我国可以站在战斗机发展的最前沿.同时,我们也要看到差距.美国, 俄罗斯的系统工程非常值得我们学习.而在侦察,轰炸,对地攻击,电子战,预警,联合指挥等方面和美国差 距仍然很大.
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&P&发动机工业要沉住气,不要气馁.国家会持续支持的.&/P&[em01][em01][em01]
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涡扇方面偶国才刚刚起步。
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D型机值得期待啊!
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&P&CFM-56采用的是F-101的核心机&/P&&P&推比10的核心机美国/英国在70年代末，80年代初就搞出来了！自己看看现在的差距是多少！&/P&
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循序渐进是不二法门。
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&P&照这么说涡扇10已经研制成功,并且大批量的生产了??并且还装备了我们的歼十和歼11??真的这么好吗??而且从文中看好像是说连D型机都不是我们的终极目标机,还只是我国下一代重型战斗机的过渡型号??会不会夸张了些??&/P&
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早知此花不易开，何必折此未折枝．
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2004年，ws10大推在苦苦寻求定型，八十年代初美国同类产品已经完全成熟，中国的大推还完全在别人核心机基础上搞出来的，从设计到材料到工艺没有什么独立创新的东西，说差距只有10-15年，是不是把发动机产业当成小孩子过家家的玩具了，拼出来就是个玩意？
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&B&以下是引用&I&hug701&/I&在 20:18:00的发言：&/B&
2004年，ws10大推在苦苦寻求定型，八十年代初美国同类产品已经完全成熟，中国的大推还完全在别人核心机基础上搞出来的，从设计到材料到工艺没有什么独立创新的东西，说差距只有10-15年，是不是把发动机产业当成小孩子过家家的玩具了，拼出来就是个玩意？
&P&知道什么叫创新吗？别人基础上的改进就是创新。不要以为这很容易，每个搞技术的都知道！&/P&
&P&不要以为现在在人家基础上发展就是仿制，现在的精密设备早就不是拿尺量量就可以掌握的！！&/P&[em12]
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全球能造航空发动机国家仅5个，中国如何实现“并跑”？
　　全心托举航空动力“中国心”
　　茫茫大漠，沙场点兵，不久前在朱日和联合训练基地举行的盛大阅兵上，中国航空发动机集团研制生产和服务保障的涡扇、涡喷、涡轴、涡桨等七大系列发动机和两型辅助动力装置、两型传动系统近600台套装备参与检阅。
　　这些航空装备的“心脏”集体亮相，振奋人心。目前七大系列航空发动机、辅助动力装置和传动系统已经广泛配装于我国各类军用飞机、直升机上。更多的人关心，什么时候我国自主研发的大飞机能够用上自主研发的“中国心”？我国航空发动机研制有哪些突破、还面临哪些困难？带着这些问题，记者进行了采访。
　　研制进展怎么样
　　航空发动机对整个航空工业起到决定性作用，是保证国家安全、彰显强国地位的航空武器装备的“心脏”，也是民用航空发展的重要推动力，更因涉及的产业链长、覆盖面广，对基础工业和科学技术发展有巨大带动作用和产业辐射效应。
　　与前些年航空发动机研制“埋头默默干”不同，目前航空发动机及燃气轮机“两机”专项已被列入“十三五”规划纲要中我国计划实施的100个重大工程及项目，并且排在首位。研制中国自己的航空发动机已势在必行。去年8月28日，由国务院、北京市人民政府、中国航空工业集团公司、中国商用飞机有限责任公司共同出资组建的中国航空发动机集团应势而生，把创新发展航空发动机上升为国家意志。
　　一年来，航空发动机研制有何进展？记者了解到，2017年上半年，我国航空发动机新机交付率有大幅提高，与去年上半年同期比较，提升了8个百分点。某重点型号产品在产量增加34%的情况下，同比产品交付率提高10个百分点。
　　制造效率有所提高之外，航空发动机产品的可靠性和质量也稳步提升。中国航发生产部生产与供应链办公室主任李平介绍：“目前产品外场完好率在90%以上。”
　　目前，中国航发的科研任务量排得满满：有若干个发动机、辅助动力装置以及燃气轮机的科研任务。
　　干航空发动机，我国啥时候能与世界先进水平“并跑”甚至“领跑”？据了解，全世界能造航空发动机的国家就是联合国安理会5个常任理事国，中国虽然位列其中，但整体制造水平相对落后。“力争20年左右实现‘并跑’。”中国航发党组书记、董事长曹建国解释说，万事开头难，发动机也是如此，必须干完一两个、两三个型号，走完整个研发流程，才能形成设计、制造、试验及人才队伍等完整体系，后面再研发新型号就有了基础，“第一代自主研发出来的产品可能不先进，但是我们接着干第二代、第三代，或可跻身先进，随着代际递增，研发周期将大大缩短，技术水平会大大提升，达到国际先进水平不是不可能的。”
　　目前研制难在哪
　　据统计，全新研制一型跨代航空发动机，需要二十几年的时间，比全新研制同一代飞机时间要长一倍，可以说是当今世界上最复杂、多学科集成的工程机械系统，被誉为“现代工业皇冠顶上的明珠”。摘取明珠，极其艰难。
　　首先，航空发动机要满足众多十分苛刻而又相互矛盾的要求：既要在高温、高压、高转速和高载荷的严酷条件下工作，又要满足推力大、重量轻、可靠性高、安全性好、寿命长、油耗低、噪声小、研制和维护成本低等要求。比如目前民用航空发动机的机上平均寿命要达到2万多小时，如果每天飞6个小时，可以使用10年。
　　其次，航空发动机的运转空间狭小，运行环境恶劣，对设计、制造和试验提出更高要求。一台用于超音速战机的涡扇发动机直径一般仅1米左右、长度4米左右。这么小的一个圆筒状物体，却要塞进总共十多级的风扇、压气机、涡轮以及燃烧室、加力燃烧室等部件。更严峻的是，发动机燃烧室及涡轮处等温度非常高，已达到摄氏度，加力燃烧室内的温度更是高达摄氏度，而目前高温合金材料的最高耐受温度仅为1100摄氏度。这就不得不在发动机中采用复杂的冷却系统，设置迷宫一样的冷却通道。
　　极大的技术难度也带来了巨额的投入资金需求。一台大中型先进发动机研制经费为20亿—30亿美元，更先进的高达50亿美元。
　　重重困难中，最大短板在哪里？
　　“最大的短板是设计。”中国航发科技委主任、中国工程院院士尹泽勇坦言，我们常说航空发动机研制周期长，资金投入大，是因为航空发动机不仅是设计制造出来的，也是试验和试飞出来的。但是只有加强设计，才能减少“试验—修改设计—再制造—再试验”的反复摸索过程，设计能力落后是制约我国航空发动机发展的主要因素，拉长了研发周期。
　　缺标准、缺积累，也是一大短板。“造航空发动机，除了要有工匠精神，必须有一套标准化的设计准则。”尹泽勇说，大师能造出来的部件普通员工造不出来，技术可靠性就弱。集团质量科技部管理创新处处长王英杰介绍，世界上先进的发动机制造商最核心的机密就是数百套的设计制造准则，他们凭借多年研发制造经验，积累出了一套标准体系，“在这方面，我们还有不小差距。”
　　补上短板，航发人很有信心。在他们看来，制胜法宝是“举国体制”，是“小核心、大协作”的发展机制。“中国航发是中央管理的国有特大型企业，也是我国唯一的航空发动机研制企业，它的诞生本身就说明要以举国之力搞航空发动机。”中国航发党组副书记、副总经理罗荣怀说，国家为航发产业发展提供了强大的体制机制和资金保障，“相关企业倾力支持，有的央企为我们生产特殊钢材，需要很多品种，需求量却很小，赔钱也支持我们”“产学研合作紧密，我们企业已跟高校、中科院等建立共性基础研究平台，开展技术研究和前沿技术探索”……
　　未来如何爬坡过坎
　　信息化手段抓设计，“十三五”末基本建立航空发动机研发体系
　　今后中国航空发动机该怎么干？
　　“当前首先抓的应该还是设计，否则难以赶超世界先进水平。”尹泽勇说。
　　抓好设计，不仅要建立标准、固化流程，还要用好信息化手段。尹泽勇举例，设计环节要用计算机实现三维设计图纸；仿真环节要使用三维信息平台模拟，将设计方案在计算机中进行模拟安装，看各个系统之间有没有干扰，装配顺序对不对；制造环节，要将发动机的三维信息传导至工厂，车间工人使用三维模型直接制造加工。
　　从顶层设计来看，“十三五”末我国将基本建立起航空发动机研发体系。王英杰介绍，中国航发正在构建一整套运营管理系统，包括产品研发、生产制造、供应商管理、服务保障四方面，其中产品研发体系处于核心位置，未来要通过体系建设积累自主的研发制造准则。
　　“这个系统目前‘骨头’搭起来了，还需丰满‘血肉’。”王英杰说。比如产品研发阶段要对整个发动机全生命周期发展提供技术定义；生产制造环节要实现精益制造和智能制造等先进管理方法应用；供应商管理既要遵守市场经济规则，也要加强集团层面的宏观管控；服务保障环节，必须既满足武器装备使用需求，又实现服务增值。
　　同时，中国航发将加强起步较晚的民用发动机的自主研制，争取让C919等民用飞机早日用上“中国心”。
　　自2017年起，中国航发在全集团实施“铸心”工程。心，既代表发动机是航空动力之心，也代表航发人的协力同心，前者的硬实力离不开后者的软实力。中国航发党群工作部党建工作处处长龙枢表示，新机交付率的提升、制造周期的缩短离不开集智聚力的“铸心”工程，今后更将牢记使命，全心托举航空动力“中国心”。（本报记者 赵展慧）
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日 00:02&汽车工艺师&佚名
　　（可变汽缸管理系统） 本田VCM可变汽缸管理系统技术，在V6 i-VTEC发动机上使用的VCM系统是首次应用在非混合动力的雅阁车型上，新一代的VCM系统能够在三缸、四缸和全六缸工作模式间切换，而以前只能在三缸与四缸工作模式间切换。（欢迎关注《汽车工艺师》 auto1950 ） VCM系统能够让新雅阁在起步、加速或爬坡等任何需要大功率输出的情况下保证全部六个汽缸投入工作。而在中速巡航和低发动机负荷工况下，仅运转一个汽缸组，即三个汽缸，后排汽缸组停止工作。在中等加速、高速巡航和缓坡行驶时，发动机将会用4个汽缸来运转，即前排汽缸组的左侧和中间汽缸正常工作，后排汽缸组的右侧和中间汽缸正常工作。 全新的3.5升V6发动机，采用了本田最先进的VCM可变气缸管理技术。 auto1950 汽车工艺师，非常值得关注的微信公众号。VCM系统能够在3缸、4缸和全6缸工作模式间自动切换，在车辆起步、加速或爬坡等任何需要大功率输出的情况下，全部6个气缸投入工作；在中速巡航和低发动机负荷工况下，系统仅运转一个气缸组，即3个气缸；在中等加速、高速巡航和缓坡行驶时，发动机将会用4个气缸来运转，从而大大降低了燃油消耗。这款3.5L V6不但是迄今为止动力最强劲的本田发动机，其油耗还比上代雅阁3.0车型降低了7％。
　　反置式发动机
　　福克斯的 duratec－he反置式铝合金发动机，采用全铝合金材质铸造，反置式设计，最大功率可达104kw，最大扭矩可达180n·m（2.0l发动机）[1]，配 合vis（variable intake system）可变惯性进气装置、塑钢等长进气歧管，展现出加速敏捷、运转平顺、高效能进气效果与低噪音低油耗的优势动力水平。
　　水平对置发动机
　　发动机活塞平均分布在曲轴两侧，在水平方向上左右运动。使发动机的整体高度降低、长度缩短、整车的重心降低，车辆行驶更加平稳,发动机安装在整车的中心线上，两侧活塞产生的力矩相互抵消，大大降低车辆在行驶中的振动，便发动机转速得到很大提升，减少噪音。
　　(稀薄燃烧技术) i-DSI就是双火花塞点火，它可以提高燃烧效率。通过提高发动机内混合气的空燃比，让混合气在空燃比大于理论空燃比数值的状态下燃烧。比较少见的缸外稀薄燃烧技术，虽然没有缸内直喷先进，但是相对于直喷发动机而言成本低廉。
　　(汽油直喷发动机) 三菱的GDI发动机通过稀薄燃烧技术，让燃料消耗减少20%-35%，让二氧化碳排放减少20%，而输出功率则比普通的同排量发动机10%。缸内直喷技术是稀薄燃烧技术的一个分支。与普通发动机最大的不同之处就在于它的直接喷射系统。其实缸内直喷并不是什么新鲜技术，在很多年以前，许多柴油发动机就采用了这种技术设计，而将它运用在汽油发动机上，才属于几年的事情。缸内直喷技术有两大好处： 1、发动机能在火花塞点火之前把汽油直接喷射到高压的燃烧室，同时在ECU的精确控制下，使混合气体分层燃烧。这种技术可以让靠近火花塞处的混合气相对较浓，远离火花塞的混合气相对较稀，从而更有效的实现“稀薄”点火和分层燃烧。 2、由于汽油是直接被喷射到汽缸内的，与传动的缸外喷射相比，混合气体不需要经过节气阀，因此能减小节气阀对混合气体产生的气阻。
　　（缸外喷射发动机) 其燃料是被喷射到进气管当中的。为了让汽油被喷射到进气管以后有足够的时间跟空气混合，喷油器需要与气门隔着一段距离，待汽油与空气在这段空间充分混合以后，再被引入到汽缸当中燃烧。对于这种传统的设计，如果将汽油直接喷射到汽缸内，势必会造成空气与汽油没有足够的时间混合，这种没有混合的气体，显然是不能满足发动机点火需求的。缸内直喷发动机首先要解决的就是这个问题。
　　(直喷发动机) IDE仍然采用了空气和燃油稀薄混合，但同时加大了EGR阀废气循环量。EGR是Exhaust Gas Recirculation的缩写，翻译成中文就是废气再循环的意思。这项技术可以减小燃油消耗量，并且有效的降低燃烧温度——这一点，就是它有效解决GDI发动机排放问题的根源。
　　众所周知，空气主要是由氮气、氧气、二氧化碳以及一些其他惰性气体组成的。其中占比例最大的氮气是一种非常稳定的气体，通常情况下很难被氧气直接氧化。但是如果处在高温高压的情况下，平时十分稳定的氮气则很容易与氧气发生反应，从而生成十分有害的氮氧化物。普通的发动机，包括上面提到的GDI发动机，在其正常工作时，气缸内的工作环境正好是处于高温高压状态，这样一来，空气和燃油混合的混合气体燃烧以后很容易生成氮氧化物。这对于缸内直喷的发动机来说，问题尤为突出。
　　由于缸内直喷发动机的压缩比通常会设计得比较高，缸内压力比普通发动机更大，从而更容易产生氮氧化物。我们都知道柴油发动机排放的氮氧化物通常会比汽油发动机高出许多，主要也就是因为柴油发动机的压缩比高的缘故。在无法降低压力的情况下（因为高压缩比是提高发动机效率的必要手段），要减小氮氧化物的排放只能是通过降低气缸内的燃烧温度。
　　IDE发动机的EGR废气再循环系统，就是通过把一部分排出气缸的废气再次引入到进气管内跟新鲜的空气和燃油混合燃烧，来降低燃烧室的温度的。我们知道，燃烧完的废气是不能再燃烧的，这些废气被引入到气缸内以后，会占据一部分气缸内的有效体积，这个效果相当于降低了发动机的排量，这样自然能有效降低燃烧温度，同时排放的废气自然就降低了。
　　(吸入式可变正时凸轮发动机) i-VCT，也叫可变进气凸轮正时系统，可使用发动机在2000rpm至5000rpm的转速区间输出90%以上的扭矩，保证了发动机性能连续性。VVT—i,可变配气正时系统，偏重低转速时的特性，但实际上丰田的VVT—i在低于2000rpm时扭力并不丰厚，低转速高挡行车更有扭力不足的感觉。这是因为VVT—i的运作并不能覆盖低转速的范围，只能靠挡位的配合。而丰田的排挡太注重行驶的平顺，也就导致了整合车的行驶并没有任何激情可言。但起步加速阶段的冲力不错，这也是特意调校用来满足城市驾驶的特点。 全新第三代福特蒙迪欧所搭载的DURATEC-HE2.3直列四缸16气门双顶置凸轮轴铝合金发动机，就是采用i-VCT可变进气凸轮正时等先进技术，排放达到欧IV标准。较之同级别产品，在低速时更为省油，在高速时动力输出更为充沛。
　　（智能直喷发动机） 凯迪拉克SIDI发动机汇集了缸内智能直喷、D-VVT电子可变双气门正时以及最新的ECM发动机管理模块。 SIDI双模直喷发动机的结构进行了大幅度调整，相比原先喷入进气歧管的方式，SIDI发动机将多点喷射供油系统替换成可变气门缸内直喷系统，这是将喷油嘴植入汽缸内，通过高压将燃油雾化喷入汽缸内，并混合空气进行点燃，从而实现缸内稀薄燃烧，由此提升了发动机效率。同时还具备优秀的燃油经济性和更低的尾气排放。另外，缸内直喷技术由于允许更高的压缩比(SIDI的压缩比高达11.1：1)，能够大大减少缸内爆震情况，减少发动机的震动。以上的这些优势都能使发动机的寿命相比普通电喷发动机长了许多。 综合以上特点，SIDI双模直喷发动机与同排量的多点喷射供油发动机相比最大功率可以提升15%左右，最大扭矩能够提升8%左右，同时还能有3%以上的省油效率。
　　ETCS-i+ACIS
　　（智能正时可变气门控制及智能电子节气门控制系统） 雷克萨斯SC430搭载4.3升32气门的V8发动机，配备了智能正时可变气门控制系统（VVT－i）及智能电子节气门控制系统（ETCS－i），动力源源不断。其最受世人倾羡的，是车身敞篷的专门设计。
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