中國發動機可算要崛起了。
說多了都是淚啊,發動機被稱為“皇冠上的明珠”,不管是火箭、飛機,還是汽車和輪船,沒有這玩意都得歇菜。
可是,以往中國發動機基本都被國外壟斷了。
沒有發動機,中國科技站都站不起來。
我們C919大飛機研發成功了,就有人說你發動機都是別人的,好意思說國產麼?我們汽車想衝刺高階品牌,就有人說你發動機都沒有,就想割韭菜了嗎?我們航天實現了突破,他們就說你載人登月火箭研發成功了嗎?等等等等,類似的事情非常多。
發動機就像卡住了中國科技的咽喉一樣,讓你氣都提不起來。
但是現在,時代變了,我們可以大聲的說:這些工業皇冠上的明珠,即將被我們薅禿了。
無論是航天航空,還是汽車船舶,我們的發動機都正在飛速打破壟斷,有些領域已經成為世界第一,甚至部分發動機終結了歐美路線。
中國發動機崛起已經成為註定的事實。
今天就讓我們來盤點一下,這些年國產發動機取得的成就。
先說下航天領域的火箭發動機。
這類發動機普通人接觸的比較少,但是它的作用卻非常大。
一個可以用在航天領域,專門搭載航天飛行器,比如衛星、空間站、火星登陸器等等。還有一個可以用在國防領域,可以來搭載導彈,比如東風21、東風17等等。
也就是說,火箭發動機代表著一個國家的國防力量和科技最頂尖的水平。
非常慶幸的是,中國在這方面的積累非常強,不管是傳統火箭發動機,還是新一代火箭發動機,中國都可以排在世界前列,甚至有些已經遙遙領先美國。
就拿超燃衝壓發動機來說:
2020年6月,我國超燃衝壓發動機研究團隊在地面的實驗中,創下了連續600秒的執行時間紀錄。
很多人可能不瞭解這個概念。
我們拿美國作為對比。
美國號稱技術最先進的空軍實驗室,在進行的超燃衝壓發動機地面實驗時,長達9個月的積累也才運行了1800秒,平均每天6秒左右。
兩者差距巨大。
因此中國宣佈實驗成果時,立刻就在歐美引起了震動,高傲的歐美媒體,罕見的沒有貶低我們,而是酸溜溜地說:“中國突破了美國研究的瓶頸”。
為啥他們這麼在意超燃衝壓發動機?
主要是因為這玩意用處太大了。
目前大部分的高超音速彈道導彈,用的都是傳統火箭發動機,主要靠燃料和氧化劑燃燒,排出大量的氣體來反推升天。
但是超燃衝壓發動機卻是一種另闢蹊徑的思路,它可以吸入大量超音速空氣來提供燃燒所需的氧氣。
這意味著它不用再額外攜帶氧化劑,極大地減輕了導彈的重量。
千萬不要小看這點重量。
以液氧煤油火箭發動機為例,1kg的煤油完全燃燒,需要15kg的氧氣,單純靠空氣中的氧氣是不夠的,火箭需要攜帶大量的液氧,佔用的重量甚至超過了燃料本身。
如果採用超燃衝壓發動機,同樣重量的導彈就能多攜帶幾倍的燃料,射程也可以輕鬆增加個幾倍。
想想看,原來只能發射到日本的導彈,現在可以發射到美國本土了,你想想這威懾力有多大?
而且超燃衝壓發動機的好處還不止於此。
因為攜帶的燃料更多,採用超燃衝壓發動機的導彈還能夠像戰鬥機一樣在大氣上層靈活機動,不需要採用固定的彈道,更加難以探測和攔截。
當它和高超音速彈道導彈相結合時,整個世界都將忌憚它的存在,堪稱真正的國之重器。
所以,超燃衝壓發動機也成為了各大強國研究的重點之一,美國的X-51A機密專案,俄羅斯的“鋯石”高超音速導彈專案,都旨在探索超燃衝壓發動機技術。
我們可以很驕傲的宣佈,這項先進的技術我們遙遙領先。
或許再過幾年十幾年,我們航天發動機就可以真正彎道超車。
更加可喜的是:除了新型火箭發動機,我們在傳統火箭發動機上也已經追趕上了歐美。
比如:載人登月發動機。
2022年11月,我國研製的最大推力液氧煤油發動機,首次試車取得了圓滿成功。
這款發動機擁有全球同類型火箭中最大的發動機推力室,要知道,推力室越大,發動機產出的推動力就越強,這款發動機的設計推力可以達到了500噸級,比現役火箭高了四倍之多。
而且發動機還具備3到4次點火起動的能力,可以多次重複使用,極大地降低了使用成本,即使把它放到世界上對比,也只有俄羅斯有這個實力,美國曾經也做過類似的,但是現在沒有了。
這款火箭最大的作用就是可以載人登月。
2023年,中國載人登月火箭發動機就是在這個火箭的基礎上連續試車成功的,基本上可以預測在五年內,中國載人火箭差不多就可以研製成功。
有了它,未來航天可能就由中國來領導了。
還有商業火箭發動機。
同樣是在2022年,中國80噸級液氧甲烷發動機也試車成功,這個發動機的推力燃燒效率和推進效率都很高,而且可以和獵鷹9一樣組合變成一個更大推力的發動機。
它可以作為商業航天使用。
以前商業航天市場都掌握美國企業手裡,未來中國商業航天將正式開啟全球角逐模式。
總結一句中國航天發動機上就是:時間在我,未來可期。
說完航天,我們再來說說航空發動機。
航發一直都是中國航空業的一塊心病,航空發動機主要用在戰鬥機和商業飛機上,被稱為飛機的“心臟”。
以往我們航發有多落後?
年紀大點的應該都有印象,中國以前是沒有制空權的,別人的飛機可以隨意進出我們的領空,可以威脅炸掉我們的水庫,甚至可以炒作給我們內地投原子彈。
而我們呢?只能用飛機撞人家,對著他們的飛機空喊口號,甚至幻想著拿殲8和F-22對峙。
因為航發的落後,我們被很多恨國黨大肆嘲笑,我們也一直在研發渦扇系列的發動機。
但現在,中國不僅研製出了殲20,而且換上了“中國心”。
2022年,官方報道我們的戰機已經換上了國產發動機,後來大量媒體轉發了這個訊息,並並且確認了中國殲-10C、殲-20等戰機都換上了國產發動機。
因為保密的緣故,沒有詳細透露渦扇10、渦扇15、渦扇20等發動機的效能,但是隻要知道殲20都在用,那一定不會太差。
要知道,在軍事專家評論裡,基本都公認了殲20可以和美國F35戰鬥機媲美,甚至在有些專案上還有優勢。
僅此一點,就可以說明中國領空無法保護的歷史已經改寫了。
然後再看看商業航發,民用的大型航空發動機應該是中國落後的最多的一個。
目前中國C919的發動機用的還是歐美企業的,當初懂王還威脅過美國企業,讓他們不要向中國出口C919發動機。
那為啥他們連晶片都禁了,發動機這塊卻不敢隨便封鎖?
其實原因很簡單,因為這兩年國產自研的CJ-1000A民用航空發動機也取得了巨大的突破。
2020年6月,CJ-1000A完成鳥擊測試,隨後就開始了試製階段,2022年,中國就推進了CJ-1000A委員會,說明這款發動機已經具備試飛的條件。
2023年3月,有網友已經拍到運20搭載著我們國產的長江1000A發動機在進行試飛了,如果這是真的,那麼意味著長江1000A已經進入到最後的上機實驗階段,距離真正面世不算遙遠了。
本來中國民用航發想要追上西方,還需要很長的一段時間,畢竟你在突破,人家也在進步,結果沒想到運氣來了,潑天的富貴就自己砸到你頭上了。
這幾年,西方民用航發不斷爆雷,全球四家大型發動機巨頭,有三家的產品都出現了問題。
比如:美國通用生產的新GENX發動機,在飛機上做實驗室時,發動機剛工作18小時,就發生了離譜的事故,傳動軸斷軸引發了火災。
此後在2012年,2017年,GENX發動機又發生了又發生了多次類似的事故。
最嚴重的一次是法航一家飛機,飛著飛著發動機直接少了一半的部件,嚇得機組直接緊急迫降才保住性命。
在這之後,通用GENX發動機就跌落了神壇。
然後是英國羅羅公司遄達1000系列發動機也爆雷了,2018年,遄達1000發動機,被發現存在發動機葉片耐久性問題。
搭載它的波音787飛機沒飛幾年,發動機葉片就出現了嚴重的磨損。
這一問題嚇得中國國際航空、紐西蘭航空、維珍航空等多家航司直接停飛了波音787飛機長達幾個月的時間。
最終羅羅賠了一大筆錢才結束。
這兩者還算好的,美國普惠PW1100g發動機更坑。
從它面世以來,就頻繁發生故障。
印度靛藍航空旗下的32架飛機就搭載了這個發動機,結果從2016年開始,就一直出現發動機故障,然後被迫更換髮動機。
結果這一換就停不下來了,不到的兩年時間,就足足更換了69臺發動機,創下了平均每週換一次發動機的世界紀錄,引起了全球震動。
2023年7月,普惠被迫承認自家的發動機存在製造缺陷,將在未來三年內召回600到700臺已經安裝的發動機進行檢查維修,預計賠償費將高達35億美元。
普惠自此也跌落神壇。
現在,全球只剩下一家為C919供貨的CFM國際的leap系列發動機還算靠譜。
我們自研長江1000A也是作為它的備胎,如果哪天這傢伙不行了,我們也可以快速換上中國心。
歐美航發技術停滯不前,甚至倒退,而中國航發卻在飛速突破,這就是為啥美國企業不敢斷供的原因。
一旦他們封鎖,就意味著中國航發突破的速度會更快。
用一句話總結航空發動機就是:士別三日,刮目相看。
說完航發,再說說中國汽車發動機吧。
發動機作為汽車的核心動力,直接決定了整輛車的效能,也是整輛車造價最貴的部分之一。
以前行內有句話叫做:“買發動機送車”。
沒有發動機,中國汽車品牌有多卑微?
就拿日本車來說,他們以前經常搞區別對待,在中國市場賣得比美國還貴,配置卻比美國還低,中國消費者抗議,人家壓根不理,你愛買不買。
德國車也差不多,在中國賣的就是比較貴。
但在2020年後,時代就變了,日本車不再輕易搞區別對待了,德國也在中國賣的更便宜了。
為啥呀?
因為中國汽車發動機站起來了。
2020年,比亞迪推出了驍雲發動機,熱效率達到了史無前例的43.04%,超越了豐田混動技術的41%的熱效率,並且創下了新的世界紀錄。
破紀錄其實並不重要,重要的是它打破了日系車省油的神話。
熱效率越高的發動機越省油,比亞迪驍雲發動機的橫空出世,意味著日系車就沒辦法輕易割韭菜了。
更關鍵的是這還只是中國車企突破的開始。
2021年,吉利推出了智擎Hi·X混動發動機,熱效率達到43.32%,2023年2月,東風公司推出了“馬赫”1.5T混動發動機,最高有效熱效率達45.18%,再次重新整理世界紀錄,已經逼近汽油發動機理論上最高的熱效率極限了。
中國發動機直接改變了世界汽油發動機的格局。
在此之前,日系車引領的汽車發動機路線是以油為主,而中國車企卻用事實證明,新能源發動機可以輕易超過傳統發動機。
2023年11月,寶馬徹底停止在德國生產內燃機,一個時代宣告終結了。
豐田燃油車為啥頻頻降價,大眾汽車為啥在中國賣的便宜?不僅僅是因為電動車原因,還有中國各個核心零部件的突破。
除了汽車發動機,汽車還有一類發動機中國也走到了世界前列,那就是柴油發動機。
柴油發動機一般用在卡車、挖掘機、中小型的船舶上,聽著好像不起眼,但是它的作用其實比汽油發動機還要重要。
2020年,中國有74%的物流是由卡車完成的,卡車完全稱得上是現代社會的“紅細胞”,負責將各種養料,運輸到社會的每一個角落。
挖掘機和小型船舶也是如此,沒有它,我們的工業和交通都得癱瘓。
所以,柴油發動機每一點的進步,帶來的都是難以想象的巨大收益。
就以柴油機的熱效率為例,現在柴油機的行業平均熱效率水平是46%,只要能夠將燃油熱效率提高到50%,那燃油的消耗和二氧化碳的排放就能降低8%。
每年僅國內市場,粗略估算就能節約3332萬噸燃油,減少1億495萬噸的二氧化碳排放。人類為此努力了上百年,結果也做不到。
而這樣的成就,中國企業真的做出來了。
2020年9月,山東濰柴集團釋出了全球首款熱效率突破50%的商業化柴油機,達到了50.23%,這是人類有史以來的第一次。這個成就不亞於:人類100米短跑第一次跑進10秒,堪稱奇蹟。
這可不是我說的,而是央視新聞直接給的成就。
國產柴油發動機就走上了世界巔峰。
不僅如此,2022年,濰柴再次重新整理了自己的紀錄,把數值提高到51.09%;不到一年後,又再次把紀錄提高到52.28%,遙遙領先國際同行。
可以毫不誇張地說,在柴油機領域,中國就是當之無愧的世界第一。
也正因此,與汽油發動機不同的是,國產柴油機牢牢佔據了國內市場的主流,卡車柴油機的國產化率超過了75%。
用一句話來總結就是:十年寒窗奮鬥,終於一朝名揚天下。
當然驕傲的說完了,我們再說說自己落後的地方。
很多人可能不知道,中國造船業已經世界第一了,但是船舶發動機卻高度依賴進口,在造船業中,有三大明珠:航母、LNG船以及大型郵輪,除了航母,另外兩個中國發動機雖然能造,但是大部分卻用的是國外的。
千萬別誤解啊,中國在這方面不是沒有突破,相反有很多重要的技術實現了國產化,比如電控系統上。
2023年,哈工大成功研發出國產柴油機電控系統,這項技術被稱為船舶發動機的“大腦”,沒有它,船舶發動機也得癱瘓。
實現了這項技術,那麼船舶發動機上,我們就突破了一半。
除此之外,中國也研發出了世界上最大的雙燃料發動機X92DF,低速雙燃料發動機CX40DF、首款國產甲醇船用發動機等等。
但這些都是區域性突破,中國在整體和核心零部件上還有一些技術難以實現自主突破,最大的原因就是人家發展上百年了,積累了大量的專利和技術壁壘。
我們要突破起來非常難,只能在區域性慢慢突破,或者在新技術彎道超車。
但依照中國產業發展的規律,一旦某個產業形成了規模效應,那麼掌握全產業鏈的核心技術就不遠了。
中國造船能力已經崛起,下一步就是發動機的技術突破了。
因此我依然對中國船舶發動機充滿了期待。
縱觀發動機歷史,它由歐美髮明,我們落後了幾十上百年,但隨著中國發動機技術的不斷崛起,發動機的未來終將是屬於中國的。
好了,我是熊貓,本期就到這裡,我們下期見!