一分钟18000转,寿命超5万小时,中国航空发动机的轴承太可怕了!

小拉谈古论今 2024-11-15 14:57:56

航空航天等高精尖领域曾经一直是我国的短板,经常出现被欧美发达国家卡脖子的情况,需要高价购买,才能达到世界平均水平。

面对这些困境,我们从没想过放弃。现在回头看,被誉为工业皇冠上明珠的产品,已经被我们一个个摘下,有些甚至完成超越,欧美国家躺赚的时代已经结束,在飞机领域的体现尤为明显。

之前困扰我们的航空发动机轴承,现在已经达到了世界领先水平。

航空发动机轴承有什么用?

提起航空公司,世界知名的只有波音公司和空客,全部位于欧美地区,两家常年处于竞争状态,也是属于“朋友”关系。只要市面上出现能够威胁到他们的航空公司,就会断掉航空发动机供应,没有自主建造的办法,就只能购买波音和空客的发动机。

世界上最先进的发动机,都掌握在波音和空客的手里,属于绝密技术,不可能让别的国家知道。而且,发动机的制作工艺相当复杂,只是一个轴承就能压死一众国家。想要安装到飞机上使用的轴承,至少要拥有2万小时的寿命,这一点放眼全球也没有几个国家能够做到。

之前,我们对航空发动机的研究已经比较成熟,只是在轴承方面技术一直无法攻克,需要通过购买海外国家的产品。

而且,以美国为首的国家并不会轻易给我们,只能寻求俄罗斯的帮助,无论是质量还是寿命,都要比欧美主流国家的水平差一些,但至少要比我们自己的好很多。

可能很多人都不了解,轴承到底是什么,直白一点来说就是连接我们身体的关节。像胳膊肘处和膝盖等地方,能够进行连接并且可以帮助人体实现转动、弯曲都可以视为轴承,只是航空发动机的轴承,需要更严格的材质和更高标准。

作为发动机的心脏,轴承自然需要有更严格的要求和标准。每次飞行的时候,都会飞速旋转,出现高温、高压的极端情况,普通材质可能连几分钟都无法支撑。

而且,轴承对航空安全也至关重要,飞机每次飞行都需要轴承保持平稳运行,才能避免发动机出现重大故障。一旦轴承遇到问题,那将会给发动机带来致命伤害,导致发动机直接停止运行也不是不可能。

轴承并不是人们想的那么简单,只需要一个滚轮就可以,它需要拥有极高的精密度,民用标准至少5微米以内,军用标准水平更高。

其实,单看这个精度,普通人觉得很夸张,在数控师傅眼里根本不是难题,即便是很普通的数控机床,也可以达到这个标准,真正困难的地方还是材质。飞机发动机最大转速,一分钟能达到18000转,需要长时间保持这个转速,不出现明显的损耗才算成功。

通过这些就能了解到,航空发动机的轴承相当于人体的心脏,一旦出现问题就会直接瘫痪。

这么重要的部位,一直是我国攻克的难点,也经常被外国卡脖子,无法让我们拥有真正高性能的国产飞机。这一切,都在我国科学家不断努力下被打破,欧美国家卡脖子的问题也不复存在。

我国轴承发展有多困难?

航空发动机的研发,民用并不是关键,能否安装在先进的战斗机上,这才是根本。性能卓越的战斗机,是保家卫国的重器,无法给他们搭载先进的发动机,其它性能再好也是空谈。

民用已经被欧美国家封锁的情况下,军用更是无法得到他们的支持,导致我们的战斗机很长时间里,都需要不断的维修。

这个问题在上世纪80年代后,开始变得越来越明显。我国在这个时期,生产水平开始不断提升,无论是战斗机还是其它装备,建造速度有了快速提升,也研发出了战斗机中的“钉子户”歼8战斗机。

它时至今日依然在服役。这款战斗机当年面临的最大问题,就是轴承使用寿命太短,不能支持长时间的作战任务。

那个年代,欧美主流的战斗机是F15等第三代战斗机,他们所采用的轴承都能维持上千个小时的安全运转,到了维护的时候,发动机也基本到了需要保养的极限,不需要有额外的花销,持续作战能力也可以得到保障。

而且,那个年代我们很多技术都存在着认知错误,即便是产钢大国,可以还是无法制造出质量出色的钢,只能依靠欧美国家的M50钢,随便卡脖子都会导致我们出现制造困难的情况。这些窘境一直到千禧年之后才逐渐有了好转,并在近几年实现了快速突破。

一直到2017年,我们在铼单晶桨叶技术上,实现了重大突破,能够让轴承的转速达到18000转,精度也可以做到0.1微米以下,符合军用发动机的标准。此后,我国的歼20真正实现了国产化,再也不用依赖国外的技术,虽然跟世界先进国家还有一些差距,但也让人看到了曙光。

其实,我们在轴承这方面的突破和赶超,并不是多么久远的事情。截止到2022年,世界上能够生产寿命达到2万小时左右轴承的国家,一只手都能数得过来。

比较知名的还是日本NSK和美国的铁姆肯,都能比较轻松的突破2万小时寿命大关。老牌军事强国俄罗斯,也有相关的技术,只是寿命很少可以超过2万小时,还不属于国际先进水平。

当时,即便俄罗斯的水平更差,我们也没有更好的选择,只能选择跟俄罗斯进行合作,使用它们的发动机核心部件,来装配在歼20的身上。本以为这样的情况,可能长时间都无法破局。

没想到2022年即将结束的时候,中国工程院团队突然传出来一个好消息,一直都在研发的第三代发动机实现了重大突破,主轴承增加了抗疲劳技术,使用寿命成倍提升,甚至能直接超过5万小时。

这个消息的出现,直接让世界轴承局势出现了反转,即便是欧美国家掌握先进技术,轴承寿命也不过2万小时,很难再有进一步的突破。我们直接把速度提到了5万小时以上,不仅是大幅度领先,更是打破了各种技术壁垒,再也不需要担心会出现卡脖子的问题。

轴承技术突破有哪些好处?

这个消息的出现,会给我国航空事业带来连锁反应。我们的最高端战斗机,以后可以放心大胆的去建造,各个零部件都能及时、快速供应,依托我国强大的运输水平和整合能力,建造出质量、性能更强的战斗机已经不是问题。

民用方面,我国自主研发的C919大飞机,未来也不用担心轴承的寿命问题,发动机可以规定年限内完成任务,不用经历大修的发动机,安全性也会有更好的保障。

这项技术的攻克,不只是反映在航空领域,我们的航海水平也会得到提升。毕竟,无论是航空还是航海,都需要高速转动的发动机作为支撑,技术人员可以举一反三,把我们各个领域需要高转速轴承的地方,都实现技术革新和性能提升。

放眼未来,我们的征途是星辰大海这个目标,也会有更具象化的体现。高寿命轴承的出现,还能让我们的航天领域有更多探索的可能。像是在月球执行探测任务的嫦娥号,还有在火星执行探测任务的天问号,能够实现更长时间的探测任务,对某一个区域的开采也会更稳定。

未来我们一定可以在月球探测到更多事物。说完这些军用的重大领域,我们再回到民用这个关乎到每个人的区域,更能发现大有可为。

现在各个国家一直在不断研究的智能机器人、专业医疗辅助设备、高端车间制造机器人等,都需要有耐用的轴承作为支撑,才能有更好的发展。因此,航空轴承技术上的突破,不只是航空方面的福利,更是让我国科技更上一层楼的关键所在。

结语

随着这些技术被我们逐一攻克,世界局势也可能会出现180°转变。世界应该庆幸,我们是爱好和平并努力发展的大国,只希望自己的国家能变得越来越好。

相信随着高寿命轴承的出现,未来我们会看到更多科幻的产品出现,进一步让我们生活中的方方面面都变得更加方便,最关键的还是能够造福国人,稳定国防。

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评论列表
  • 2024-11-19 21:29

    我国航空发动机轴承,突破五万小时太好了,谢谢我国科学家。