中科院点名突破轴承钢,或和垂直起降航发有关,歼17差临门一脚
轴承不管是在军用还是民用装备上,都是不可获取的基础零件。不过轴承极有可能可能和F35B这一类垂直起降战机的航发有重大关系,如果国内想搞垂直起降战机,那么就绕不开这个部件。 6park.com 6park.com 而在今年的9月20日,中科院宣布要在2021年到2030年之间,将美国的卡脖子清单变成科研任务清单,其中明确提到的有航空轮胎、光刻机和轴承钢。这也让让小小轴承的再一次得到了全社会关注。当然,将轴承钢和光刻机并列其实并不是巧合,只能更加说明其重要性。 6park.com 6park.com 因为美国的F35B垂直起降的关键技术之一,就是三轴承旋转喷管。这个喷管也垂直起降航发的技术关键,可以在2.5秒内完成95°偏转动作,还能在悬停时左右偏转12.5°横向控制,搞定了个航发偏转喷管技术,其实就搞定了垂直起降战机的核心。 6park.com 6park.com 而这个三轴承旋转喷管技术之所以难,在于三段喷管需要矢量运动,因此中间是通过三个环形轴承连接的,这其中就需要突破轴承的密封和冷却问题,也就是需要高耐热、高耐磨度以及高弹性极限的新型轴承钢。而这种轴承钢本身材料也不普通,应是稀土轴承钢,其复杂的材料配比和加工工艺无法得知,只有自己慢慢试验,逐步靠拢。 6park.com 6park.com 目前F35B所使用的普惠F135-PW-600发动机中,环形轴承的散热问题依靠的就是优秀的轴承钢材料,和穿透轴承的冷却空气衬套方式,简单说就是将冷空气注入其中散热。而且尾喷旋转机构还使用燃油为介质驱动,用燃油液压技术保证燃油流过后不回流油箱,保证轴承温度不会进一步提高。 6park.com 6park.com 另外F35B的尾部喷管还采用了兼顾散热和隐身的设计,15片喷管鱼鳞片采用多面形陶瓷材料,分别组成内外两层。外片遮住内片的缝隙,形成大家看到的重叠的尾喷管锯齿状后缘,而中间的缝隙可以保证冷空气正常流通带来降温效果。
至于这3组轴承之间的密封问题,实际上比温度问题更棘手,如果做不到一定标准,那么航发就会丢失动力,这样即便达到了矢量旋转喷口,那动力指标也不可能满足飞机要求。不过这一方面就是靠轴承钢材料的硬实力,以及制造工艺水平,这都是实打实的技术,加工设备操作水平一样都不能缺。 6park.com 6park.com 而如果像国产歼17(暂定名)这样的垂直起降战机,那么最关键的就是航发,航发中最关键的是轴承钢。当然也可能通过别的方式来实现中型战机垂直起降,但是至少从雅克141到F35B,这个技术美国人都不敢做太大修改,基本原理还是这么回事。因此突破轴承钢技术,或许可以在未来间接提升国产垂直起降航发的生产,毕竟外界猜测国内在1996年获取过P-79B-300的部分资料,但是在包括轴承钢在内的材料工艺步骤方面还是很难实现,因此即便有资料也无法制造大角度偏转喷口的航发。 6park.com 6park.com 况且目前有六代机、歼20改进型还有下一代隐身舰载机需要研发,因此垂直起降战机的优先级并不是很高,再加上以上技术原因也就处于非急需状态了。这也是为什么外界猜测076两栖攻击舰定位于弹射大型固定翼无人机,而非垂直起降有人机的原因。而从中科院2021-2030年攻克轴承钢的说法来看,在过8年左右的时间,如果轴承钢等技术可以让航发取得突破,那么歼17或许就只差临门一脚了,可以说非常有希望。 6park.com 6park.com 而此时差不多已经到了077型两栖攻击舰,这也很有可能成为国内第一种拥有垂直起降战机的舰艇。总体来说,攻克轴承钢是一个非常积极的信号,因为在军用战机、航天科技和水面装备上都需要这种先进材料,对于民用技术的进步也有很大推动动用。道阻且长,就让我们拭目以待10年之后歼17是否会从077两栖攻击舰上起飞吧。
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