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認清差距:F35戰機上的螺絲 中共或40年都造不出

不管喜歡還是不喜歡美國,有一個事實我們一定要有清醒的認識,那就科技與工業的差距。

關於中美之間差距到底有多大這個問題已經討論了很久,有一個事實我們一定要有清醒的認識,不管喜歡還是不喜歡美國,那就是科技與工業的差距。

中國確實還存在一些短板,比如航空發動機,一直以來都是中國軍工發展中的一個痛點,儘管近年來中國已經製造出了很多性能先進的國產發動機,但是這些發動機還不能算是世界頂尖發動機,與美國等國家還存在一定的差距。

航空發動機是一種高度複雜和精密的熱力機械,作為飛機的心臟,不僅是飛機飛行的動力,也是促進航空事業發展的重要推動力,人類航空史上的每一次重要變革都與航空發動機的技術進步密不可分。

F-35上的螺絲有多難造,中國40年都造不出?我們都知道,美國是世界上最發達的國家,無論經濟實力還是軍事力量都領先全球,尤其是美國作為世界第一軍事強國,其軍工業發展也十分領先,美軍裝備的戰鬥機以及發動機水平都遠超世界其他國家,很多技術佔據壟斷地位。

過去的很多年,很多人都不相信中美之間的真實差距。

通過近段時間以來的對抗,有些人終於明白一個道理,美帝有時候確實不是紙老虎,更多時候,它確實無人能撼動。

另一方面,中國各項裝備的研究起步都比較晚,在戰機的建造方面,中國還有很長的路要走,雖然中國現在已經研製出了殲20等戰機,但是依然有多短板需要克服。專家表示,美國F-35戰機上使用的一種螺絲釘採用的工藝難度極高,中國用了40年都沒有造出來。

中美工業差距有多大?

很多人因此感嘆,這樣一顆螺絲釘我們竟然都造不出來,可見工業方面的差距還是十分明顯的。

據了解,美國F-35採用了一種穩定性極高的PH-13-8Mo沉澱硬化不鏽鋼,這種材料的抗腐蝕性以及耐磨性都非常高,而直到現在,世界上也僅有美國能夠製造出這種材料。材料的差距也直接導致了發動機性能的巨大差距,雖然中國現在正在這一領域奮起直追,國產的航發使用壽命可以達到3000小時,但是,其中的差距依然不可否認。

戰機先不先進,看看「屁股」就知道了。超機動性、隱身、超視距打擊和超聲速巡航等是當前先進戰機的幾個主要標準,而超機動性、超聲速和隱身三者都與尾噴管息息相關。

戰機改變尾噴管方向,實現懸停。

F-35B是如何做到垂直起降的?尾噴管與超聲速的緣分,我們得從氣體的這個特性說起:

亞聲速(速度低於當地聲速)氣體在截面不斷變小的管道中會加速。

超聲速(速度高於當地聲速)氣體在截面不斷變小的管道中會減速,在截面增大的管道中反而會加速。

高溫高壓的燃氣在尾噴管里不斷膨脹加速,最終以高速排出,使發動機獲得推力。對於噴氣式戰鬥機(現代先進戰機一般裝配小涵道比渦扇發動機),尾噴管排出的燃氣速度越快,航空發動機獲得的推力就越大。

早期的噴氣式戰機多是亞聲速或低超聲速的,因此可以採用純收斂型噴管,但是不適用於高超聲速飛行。於是,收斂-擴張型噴管出現了。先收斂讓亞聲速氣體膨脹加速,到了聲速以後再擴張讓超聲速氣體繼續膨脹加速。

噴管的形式、喉道面積和出口面積必須和發動機流量、壓比相匹配。發動機在工作時提供給尾噴管的空氣流量和壓強並不是固定值,往往跟隨工作狀態不斷發生變化,因此有必要對噴管的喉道面積和出口面積不斷進行調節,可調噴管也應運而生。

還有尾噴管與超機動性。

聊得火熱的論壇貼吧里,「矢量噴管」幾乎成了先進戰機的代名詞。

軸對稱矢量噴管、轉向矢量噴管、二元矢量噴管、氣動矢量噴管等等都是軍迷們的熱門話題。事實上,矢量噴管不僅能為飛機提供向前飛行的推力,而且還可補充或取代氣動舵面對飛機進行控制,甚至幫助飛機實現短距起飛和垂直起降等,大大增強了飛機的機動性。

軸對稱矢量噴管

軸對稱矢量噴管結構輕質高效,具有良好的氣動性能,使飛機不需要做較大的改裝即可實現矢量推進。

轉向矢量噴管

三軸承旋轉矢量噴管

轉向矢量噴管可以向下偏轉至與地面垂直,使噴氣流垂直向下噴射,幫助飛機實現垂直起降等。

二元矢量噴管

F15矩形二元矢量噴管

F22矩形二元矢量噴管

二元矢量噴管具有矩形構型,在紅外隱身方面具有明顯優勢,同時更有利於實現與飛機後機身高度一體化的設計。

氣動矢量噴管依靠二次流注入使噴管主流發生偏轉從而形成推力矢量,主要針對未來高推重比發動機排氣系統,具有重量輕、零件數量少等特點。

日本「心神」戰鬥機的推力矢量尾噴管很特別,採用了較為簡單和初級的三片折流板設計。

這三片折流板呈120度佈置,在飛控系統控制下,協同偏轉,就能夠任意角度改變發動機噴流方向,實現矢量推力。

折流板作動機構特寫,由於僅是單自由度偏轉,結構比較簡單,活動部件也較少。不過缺點也很明顯,偏轉時對推力損耗較大。由於是三片組合作用,不同偏轉角度的矢量推力大小和方向也不均勻。

折流板部件特寫,機體內伸出液壓作動筒,驅動折流片在一定角度內活動。可以看出金屬部件的表面處理工藝還是很不錯的,從外側經過的線纜也被金屬焊接包覆固定。

從側面看,「心神」的折流板還部分運用了隱身修形,採用鋸齒設計。折流片內側據稱為耐高溫鈦合金材料,上面分佈了幾處傳感器,用來測量噴流壓強速度等參數,供後續研究使用。

再說尾噴管與隱身性。

發動機隱身技術是戰機隱身的重要一環,其內容涵蓋減小發動機可觀察部件的探測反射特徵、降噪和紅外抑制技術,而尾噴管的改造能很大程度上改善發動機的隱身性能。

改變尾噴管的氣流穩定性是發動機降噪的主要途徑之一。鋸齒形尾噴口、微噴射流等技術均能達到不錯的效果。

這是俄羅斯T-50戰機換裝的新型發動機「產品-30」渦扇發動機,採用的是同軸三維推力矢量尾噴管,鋸齒狀的末端擴斂片具備一定的隱身能力。

「產品-30」渦扇發動機的尾噴口特寫,結構非常複雜。

發動機尾噴口的燃氣流是飛機紅外輻射的主要來源之一。伊拉克戰爭期間,幾乎所有的伊拉克戰機都是被紅外製導導彈擊落的。遮掩尾噴管、尾噴管周圍塗隔熱塗層或加紅外擋板、全長加力筒體隔熱屏、改變尾噴口方向等,都是實現紅外抑制、增強發動機隱身性能的有效方式。

F-35尾噴口內的雷達屏蔽器遮擋了絕大部分複雜機構,最新的F-35戰鬥機隱身尾噴管。

值得一提的是,2020年《財富》世界500強排行榜正式發佈,中國歷史性的第一次入圍企業數量超過了美國,中國大陸(含香港)為124家,美國為121家。

不少人看到這一結果表示很興奮,但事實上,對比之後就能發現中美的實際差距。

一是入圍企業數量。這次榜單中把總部設在香港的友邦保險算成了中國公司,其實是美國公司。

還有江森自控,美敦力和埃森哲等三家企業註冊在愛爾蘭,他們實際上也是美國公司。如果將這些公司都算上,美國公司數量會超過中國大陸。

二是營業收入。2020年世界500強企業的總營業收入達到33.294萬億美元,創下歷史新高。

其中美國入圍500強企業(按榜單公佈121家計算)營收之和為9.8063萬億美元,佔全球500強企業總和的29.45%,中國為8.2949萬億美元,佔24.91%。中國比美國少約1.51萬億美元。

三是企業利潤。2020年全球500強公司的利潤之和為20613.17億美元,美國公司利潤總額為8447.71億美元,佔比高達40.98%。中國公司為4437.18億美元,佔21.43%。中美之間差距為4010.53億美元。

四是利潤率。美國全球五百強公司的平均利潤率是8.61%,中國是5.33%,中國相當於美國的61.9%。其中美國有75家企業利潤率超過5%,中國僅有31家,差距十分明顯。

五是利潤率超過5%的製造業企業數量。美國有27家製造業公司利潤率超過了5%,中國只有屈指可數的7家企業,分別是格力、美的、華為、中國航天科技集團、中國電子科技集團、安徽海螺集團和中國航天科工集團。

六是製造業企業的利潤。中美總共有74家製造業企業入選了世界500強。其中美國36家企業利潤總額為2249.1億美元,而中國38家企業利潤總額只有494.8億美元,美國約為中國的4.55倍,佔據了壓倒性優勢。僅蘋果公司一家企業利潤就高達552.6億美元,這比上榜的38家中國企業的利潤總和還要多。

傳遞上述信息絕非長他人志氣滅自己威風。即使展開對抗,只有了解對手,清楚雙方的實力,才能做出正確的決定。

否則,開始,你就輸了。

責任編輯: 李韻   來源:阿波羅網李韻綜合報道 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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