中国为什么制造不出飞机发动机？为什么飞机发动机那么难造呢？

大家好，如果您还对中国为什么制造不出飞机发动机不太了解，没有关系，今天就由本站为大家分享中国为什么制造不出飞机发动机的知识，包括为什么飞机发动机那么难造呢的问题都会给大家分析到，还望可以解决大家的问题，下面我们就开始吧！

本文目录

1. 为什么中国航天事业相对较为发达，汽车发动机技术却发展较慢
2. 中国为什么不制造航天飞机
3. 问个 *** 问题，飞机发动机原理都知道，为什么还有国家造不出来
4. 为什么飞机发动机那么难造呢
5. 航空发动机的工作原理是什么为什么中国在这方面还是短板呢

为什么中国航天事业相对较为发达，汽车发动机技术却发展较慢

中国的航天事业经过六十多年的发展，目前已经跨入世界航天强国的行列，可以自豪的讲我们的航天技术和综合实力已紧随美国、俄罗斯，挤身世界前三名的行列。如果要深究我国航天事业取得长足发展的原因，这首先要归功于毛主席、周总理和老一辈革命家的高瞻远瞩和英明决策，在我国解放初期一穷二白、百废待兴的局面下果断决策，全国人民就是勒紧裤腰带，也要搞“二弹一星”，发展航天事业。党中央、国务院、中央军委历来非常重视航天事业，在领导力量、组织机构、经费保障、科研人员、保障资源等方面长期给予最有力的支持和保障。

我国航天事业获得长足发展的另一个关键因素是上个世纪五十年代，钱学森、朱光亚、邓稼先以及一大批海外留学的赤子们，放弃了国外优越的科研条件和优厚的物质生活待遇，毅然回国，把他们所学知识报效祖国。是他们所学的知识带动和引领了国内的航天科研领域，为我国的航天事业教学、科研领域培养了一大批人才，奠定了最初的基础。再有，我们的航天事业发展也遵循了毛主席、党中央确定的走独立自主、自力更生、艰苦奋斗道路的原则，在苏联背信弃义的情况下，突破了国外对我们的技术封锁，走出了我们中国特色航天研发道路。

直到今天，我们的航天事业获得了飞速发展，我们的北斗导航卫星以及各类卫星已经广泛服务于国民经济建设；神舟飞船已经可以往来于地球与天宫号空间站，开展人类探索宇宙空间的秘密；月球探测和火星探测将进行更为广阔的深空探测；国庆阅兵时受阅的各类各型导弹成为保卫祖国领土、领海和领空的利剑。我们航天事业的长足发展得益于党和国家长期的高度重视；得益于全国人民的大力支持；得益于广大航天科技工作者们的拼搏奉献；在某种意义上也得益于美国和西方国家对我们的技术封锁和制裁，逼使我们走独立自主、自力更生的道路。

相对于我国航天事业的发展，我们的汽车发动机技术发展较为缓慢，这也在情理之中，航天事业发展所依赖的条件与所处背景，汽车行业的发展都不具备，汽车行业所处地位和重大意义与航天事业也不可同日而语，关键是美国和西方大国在航天等国防高科技领域始终对我们实行封锁和禁运，但对汽车等民用技术却对我们敞开大门，这些年来我们引进了许多条欧美日韩汽车整车生产线，这就势必影响了我们对汽车发动机及汽车技术独立研发的积极性和紧迫感。这些也可能就是我国汽车发动机技术的发展不如我国航天事业发展的主要原因吧。

中国为什么不制造航天飞机

先说结论：目前技术根本不可能造出来，达到同样水平估计也得至少20年后，但是并没必要去做。

我们先来好好讨论下，航天飞机是个失败的项目么？再在其中穿插讨论技术。

反对派：当然是失败的项目。

理由如下：

1.烧了天量的钱，5架航天飞机(1981哥伦比亚号，1983挑战者号，1984年发现号，1985年亚特兰蒂斯号，1992年奋进号)花了超过2000亿美元，这些费用够维持4个核动力航母战斗群几十年了；主要原因在于所谓的可回收大大超出了计划，原计划单次6000万美元的费用飙升了10倍。

2.航天飞机过于复杂，容易出事，哥伦比亚号(2003)和挑战者号(1986)两次失事，成为人类史上宇航员伤亡更大的航天事故，每次都死亡7名宇航员。航天飞机共计正式发射135次。

3.功能实在有限，只能在近地轨道使用，无法执行大型的项目，比如登月；由于自身重量过大(78吨)，真正的有效载荷只能做到20-25吨。

我认为：当然不是失败的项目。

理由如下：

1.航天飞机集成了美国航天各个技术顶点

单从推进系统而言，目前我国最强大的火箭是2016年刚刚试射成功的长征五号，以及人类历史上最强大的土星五号火箭，作为对比。

航天飞机助推器：全世界最强，遥遥领先苏联。固体助推做到了单个推力1250吨，土星五号并没有助推器，但主发动机的推力也不过是700吨级别。长征五号的助推器是液氧煤油YF-100发动机，推力是这个固体助推10分之一；且自1981年首次发射起固体助推器可重复回收(大部分零件)，2011年亚特兰蒂斯号做完航天飞机第135次飞行任务退役时，固体助推器上依然有1981年首次发射时的零件；

航天飞机主发动机：液氧液氢RS-25发动机，土星五号J-2的1,7倍，中国更好、长征五号上YF-77的3.5倍；这个主发动机是可回收的，设计回收次数150次，这个回收次数简直太无情；

轨道转移发动机：类似各大火箭的上面级，但也达到了5吨推力。能做到15个小时工作时间，1000次启动。我国更先进的远征二号，公开数据显示2次启动能力，1.3吨推力。

航天飞机比土星五号水平都高了一大截，我国目前计划的长征九号火箭，要按照土星五号级别做，都计划到2030年首飞了，跟航天飞机相比就相距更远了，美国是1965年就首飞了土星五号，1981年就首飞了航天飞机。

每一架航天飞机都有超过250万个零件，370公里长的线缆，27000块防热瓦，是人类有史以来造过的最复杂机器，没有之一了。

我国光是推进能力的差距，就实在太巨大。

2.航天飞机的技术反馈奠定了美国几十年的航天技术制霸

航天飞机虽然2011年遗憾下马，但它的技术积累却一直在被使用。

航天飞机这种固体助推+液氢液氧主推的推力系统，直接被美国下一代土星五号火箭-太空发射系统(Spacelaunchsystem)拿来使用，后者已经测试完毕，2018年首飞。

航天飞机固体助推器回收早在1981年。助推器就是火箭一级的效果，后来的Space-X做火箭回收，跟航天飞机的各项技术积累是密不可分的。

去年轨道科学公司又测试了一款固体助推器，破纪录了，也是在航天飞机固体助推基础上改的。

而轨道器(类似飞机那部分)的回收设计也是150次，这部分简直是黑科技。

航天飞机气动很复杂，尤其是返回大气时类似飞机的外形带来很大挑战。航天飞机先后用过十几种隔热材料/瓦，它们为后来猎户座飞船等的设计积累了大量数据和经验。

这几个方面，都是很复杂的技术，我国目前除了隔热材料几乎都是预研阶段。

3.航天飞机是一个缺一不可的大系统

它不仅是一个超强的火箭，很多系统的综合缺一不可，苏联在很多分系统上准备充分，也是倾尽全国之力，然而在一个环节失败就最后失败了，苏联解体后就更不用说了。(唯一的暴风雪号在暴风雪中被仓库砸毁了。。。，悲剧)

苏联也为了自家的航天飞机设计了世界上推力更大的能源火箭，推力甚至超过了土星五号，然而完全没用上；

航天飞机转运需要大飞机背着，美国用的是波音747改进，苏联也为航天飞机设计了世界上载重最强的安225运输机，然而也没用上；

下面是航天飞机发射基地，卡纳尔维拉尔角，发射架一条线蔚为壮观

航天飞机转运的履带运输车，自重2400吨，世界更大的履带运输车

在这些重要的系统中，我国的载重运输车和发射场应该差距不多。但单单一个能扛得起来航天飞机这种重量的大型运输机，估计也要等很多年了。

所以航天飞机是当年美国把各个领域的顶级技术集中到一起做出的一个产品，退役并不代表这些资金的投入没有价值。航天飞机虽然被雪藏了，它创造的顶级技术却一直存在。

航天飞机项目先后持续近40年，NASA里五大中心（约翰逊、马歇尔、戈达德、肯尼迪和斯坦尼斯）全程主要负责，带来了大量经费和科研产出；它的制造商，洛克希德·马丁，波音，轨道科学都是世界顶级的防务/航空/航天公司，在航天飞机项目上赚的盆满钵满。尤其是洛马的成长，在航天飞机项目周期内大量并购整合美国防务公司，现在是全世界更大的防务/军火公司。航天飞机项目消耗了美国半导体、集成电路、计算机、微电子等行业早期三分之一甚至一半的产品，直接促进了美国这些行业的崛起，全球领先。美国的大学和科研机构参与的毛毛多，这就不细说了。还有政治和文化价值。

它的退役也不全是资金的问题，有如下很多因素：

a.其他火箭的竞争。航天飞机运力20吨很鸡肋，很多NASA培养的其他公司也有不错的火箭产品，比如泰坦、三角洲、宇宙神等，导致航天飞机很多发射任务被抢；

b.航天需求发生变化，尤其是国际空间站的存在，使得近地载人航天任务变得不再神秘。NASA在把近地任务部分下放给商业航天公司，自己重新把眼光放在新一代火箭航天器和深空探测任务上。航天飞机用处减少。

c.商业航天崛起，可替代方案逐渐成熟。现在商业航天顶起了美国半边天，同样的任务，Space-X、轨道科学公司的价格只是航天飞机的十分之一，航天飞机就彻底没意义了。

所以，我国当然没有必要重新做一架航天飞机，性价比太低，且貌似技术上20-30年内还真很难做出来。

但并不代表航天飞机的技术就不值得做了，它是当时做的太牛了，大家没想到会这么贵！

更何况现在国际形势那么好，冷战的军备和科技竞赛消失不见，政治和军事压力不大。

我国的航天投入只是NASA预算的零头，只够专心做载人航天，那就更难达到航天飞机的水平了。人家比你优秀，哎，还比你有钱。

但也没办法，欠的账太多了，只能先解决一个个从0到1的问题。

所以更应该向中国航天人致敬！

问个 *** 问题，飞机发动机原理都知道，为什么还有国家造不出来

最重要的材料科学没有上升。

人类社会的进步是材料的进步引起的。

航空材料上更是。

国内是给你国外的图纸，你都做不出来。

原因非常多，最重要的就是环境和体制。

现在做科研的人才是通过考试选拔，真正有智慧的不一定是考试天才。只要有一个，两个真的人才就会引起整个社会的变革，比如现在突然研发出超级电池。社会将变成什么样。

科研体制就和足球一样，资源掌握某些人手上，这些人很多时候在创新上已经乏力，论资排辈排挤侵占比比皆是。等新人变成老人也会被同化。

为什么飞机发动机那么难造呢

为什么飞机发动机那么难造？其实原因就两个：工作温度和转速太高，具体分述如下：

现在的航空发动机走的两条比较接近的路线：一是大涵道比、相对低温（1100至1200℃）、高转速（30000RPM以上）的路线，这种设计思想主要用于民航客机、各种运输和轰炸机等低航速、大吨位飞机；二是小涵道比、相对高温（1300至1700℃）、相对低转速（15000至20000RPM）的路线，这种设计思想主要用于各种战斗机，如J10、J20、SU35、F35、F22等高航速、高机动性、相对小吨位的飞机。

从物理学、材料力学和流体力学等的角度说，这种高温、高转速的组合会给航空发动机带来两大制造难题：材料的高温性能和高温动平衡。

一、高温带来的制造难题：

1.?首先是材料的耐高温性能

对于1100至1200℃的高温还比较容易解决材料问题，一般镍基合金如GH128合金，再加上一些比较普通的技术措施就可以满足使用要求。

对于1300至1400℃高温就比较难解决材料问题了，如果用镍基合金就必须采取比较特别的技术措施才能满足使用要求，如“陶瓷外衣”、叶片内部微孔风冷等。

对于1700℃以上高温的材料问题，那就是难中之难了，镍基合金肯定不能用，而地球上能直接耐此高温的金属材料几乎没有。钨的熔点更高，但钨脆而易氧化燃烧，所以不能用；铼的熔点比钨低，但它的塑性、延展性都较好，而且不易氧化，是唯一能用航空发动机超高温叶片的金属材料，但是铼直接耐温也只能在1100℃左右，还必须采取其他措施才能用于1700℃以上高温航空发动机的做功叶片。

2.?耐高温的技术措施

首先是如何提高材料自身的耐高温性，学过金属学的网友应该知道，金属更先熔化或软化的部位是晶界，因为晶界上堆积了较多的杂质低熔共晶体，所以要提高材料自身的耐高温性能就必须去掉晶界。铼正好有这种可能，铼晶粒可以长到很大，大到一个叶片就一个晶粒，俗称“单晶铼”，单晶铼的直接耐温性能可以到1200℃以上。但是单晶铼是及其难加工的，现在只有美国人能加工出了这种单晶铼。

其次是如何给高温航空发动机叶片隔热，大家知道，陶瓷可以耐温到2000℃以上，但是陶瓷很脆，而且线膨胀系数与金属材料相差一两个数量级，所以想在高温叶片外侧敷设一层陶瓷是十分困难的。这就是俗称的“陶瓷外衣”。

其三是如何给高温航空发动机叶片降温，当叶片穿上“陶瓷外衣”后，其降温只能从叶片内部想办法，这个办法就是在叶片内部打微型风冷孔，而加工这种微孔的可行的 *** 有两种：高能激光打孔或超高压水打孔，而要打深度至少50mm以上的金属微孔，现在的激光能量密度还达不到，所以最有可能的就是超高压水打孔。这个压力要达到1000MP以上，也就是100公里水柱以上，水在这个压力下是及其难密封的，如果微泄漏，人从傍边经过没感觉就会致人死亡。

3.?耐高温材料来源、冶炼难度，地球上已探明的铼的储量也就四、五千吨，而且品位很低，跟铀差不多，所以铼有多贵我们暂且不谈，就说冶炼，据报道说要炼几千吨甚至几万吨的矿渣才能获得一公斤的铼，而且冶炼技术也是有难度的。所以现在也只有美国冶炼出了铼，并应用在航空发动机上，我国也只是探明有几百吨的铼储量，还没有开采、冶炼。

二、高温动平衡的制造难题：

有机械专业背景的网友应该知道，除冲压发动机之外的所有发动机都必须解决动平衡的问题，而航空发动机尤为突出。

1.首先航空发动机高温叶轮，无论是采用涡轮叶轮还是采用汽轮机叶轮，其工作原理都是轴流式，即叶轮的旋转方向与气流的作用力方向垂直，而且航空发动机的叶轮还要在15000RPM以上的转速下工作。这就是现在的航空发动机容易发生振动、失稳的根源，所以必须确保叶轮有良好的动平衡性能，否则发动机就会抖动甚至“跳舞”。

2.其次航空发动机高温叶轮是在1100至1700℃以上的高温下工作，而金属材料随着温度的升高会有热膨胀现行，这就要求航空发动机高温叶轮的每一个叶片的热膨胀量要保持基本一致，才能确保在常温下调试好的动平衡在高温下还能保持运转平稳，不振动不失稳。难度就在于如何保证叶轮的高温动平衡，即使采用严格又严格的加工制造、装配误差控制技术，由于叶片材料的内部晶粒结构不同，所以仍然会在高温状态下振动、失稳。所以美国人采用单晶铼的第二目的就是确保叶轮的高温动平衡到达更佳状态。

三、总结和展望未来

上面罗列了八个方面的制造难度，这八个方面的制造难度都是世界级，所以现在的航空发动机才被誉为“皇冠上的明珠”。这方面不得不佩服美国人的“一根筋”，能够将受力状态不佳、温度和转速又如此之高的发动机，打造成像F135这样的精品，实属不易。

航空发动机到现在这个状态，不得不让我们反思，制造难度为什么这么大？我们为什么要这个“皇冠上的明珠”？

有句话叫“物极必反”，F135无论是金属材料还是制造技术都基本到极限了，要想大幅提升航空发动机性能和大幅降低航空发动机的制造难度，必须回过头来走另一条设计思路：向低温、相对低转速（约10000RPM左右）方向发展。这样既可以用普通的镍基合金加铝合金或钛合金制造航空发动机，且制造难度将大大降低，也就是比普通发动机大那么一点就可制造出来。

航空发动机的工作原理是什么为什么中国在这方面还是短板呢

航空发动机有很多种，有一些新概念发动机是世界一流的，下面每一种大概简单介绍一下。

涡轮喷气发动机，实际上最早的喷气式战斗机都是涡轮喷气发动机，这种发动机很早就应用于战争当中，主要工作原理是空气通过压气机进入燃烧室，燃油雾化之后跟空气混合到一起，然后点燃它爆燃产生的空气喷出喷口，这种发动机由于技术年代早结构比较简单，所以技术要求很低现在的多数导弹也用这种动力。涡轮喷气发动机的优势就是结构非常简单，而且直径做的很小（没有外涵道）一般导弹都用它，材料要求也不高毕竟二战时期的德国都搞出来了，缺点就是低速时燃烧效率低，而且非常耗油导致小短腿。

涡轮风扇发动机，这种发动机是涡轮喷气发动机的升级，主要是增加了风扇、压气机级数、外涵道使得油耗大大减少，它的内涵道可以看作增加了压气机的涡轮喷气发动机，外涵道主要流过的是空气还能对发动机叶片进行冷却，它们之间的比例叫做涵道比，涵道比越大推力越大越省油。因为内涵道通过多级压气机对空气压缩所以进入燃烧室的是压缩过后的空气，然后由于进入的空气更多氧含量更丰富更有助于发动机燃烧，而且由于存在外涵道所以内涵道产生的动力会在外涵道吸走大量空气，所以很小的内涵道就能带动很大的外涵道，外涵道越大那么吸入或者叫压缩的空气越多，这样喷出去的更多的是空气而不是爆燃过后的空气，这就是涡轮风扇发动机省油的秘密。

但是要强调的是，由于有外涵道的存在，所以涡轮风扇发动机直径很大，所以小型化很困难。由于多出风扇和压气机级数，超音速下的效率不如涡轮喷气发动机。压气机级数更多发动机材料要求更高，因为承受的空气压力越大，多了几级压气机自然结构重量也大体积也大，优点就是非常省油而且推力非常大特别是亚音速的时候。

涡轴发动机，这种发动机通常用于直升机，这种发动机也是由涡轮风扇发动机改变而来，更大的变动是把涡轮的轴系通过机械装置连接到了螺旋桨，工作原理是跟涡轮风扇差不多的原理。

涡桨发动机，这种发动机常用于大型飞机例如运输机、轰炸机、无人机、初级教练机，这种发动机也是涡轮风扇改出来的，也就是通过涡轮轴系把功率输出到桨叶。

火箭发动机，有人会以为火箭发动机只能用于航天技术，但是实际上火箭发动机是可以航空也可以航天的，火箭发动机的原理很简单，燃烧介质在燃烧室爆燃，然后不断通过燃料输出保持持续爆燃，火箭发动机适应范围广推力也大，但是持续时间短太过于耗费燃料，无侦8就采用液体火箭发动机，火箭发动机工作时间大约30分钟，速度很高至少5马赫起步。

超燃冲压发动机，这种发动机内部工作原理是利用特殊外形压缩吸入的空气，进入燃烧室前让空气与燃料混合起来，输送到燃烧室之后直接点燃喷出，它机械结构少不像涡喷和涡扇燃烧室之后还有涡轮，它直接燃烧之后喷出结构少适合高超音速，并且由于是利用空气助燃，所以比火箭发动机结构轻并且续航时间长，技术难点就是由于结构非常少所以需要启动的时候需要助推，助推帮助超燃冲压发动机活的初期的进气，然后超燃冲压发动机开始工作大量的吸气，因为结构少所以吸气阻力小效率高，超燃冲压发动机启动之后空气是以速超音速流进燃烧室（涡喷发动机需要经过压气机和涡轮机，而涡扇要经过风扇、压气机、涡轮机，经过的装置越多空气流速越慢），所以要点燃非常非常困难，基本上难度跟在12级台风里面点火柴差不多。

我国在传统的涡扇发动机、涡喷发动机、涡轴发动机、涡桨发动机、火箭发动机这种传统动力方面是落后世界先进水平的，但是在超燃冲压发动机方面和美俄有一拼之力。

至于你说的为什么如此落后的问题我总结如下，1.我国在传统领域本来就落后很多。2.基础研究领域不够重视。3.缺少实践积累，发动机是经过无数次失败才能成功。4.长期投入不足，在我国发动机并不是立杆见影提升战斗力的领域，所以长期基本上对发动机没有什么投入。5.发动机技术理论储备不足，发动机方面所有的级数理论都是国外的，那么你自然是落后于别人的。6.发动机工艺不行（此问题近年来受国家重视），这个工艺主要就是指装配工艺，由于发动机是精密的组装产品，所以自然对组装要求非常高，而我国以前就不重视这类装配技术工的培养，一旦换人自然装配技术就有差别。7.发动机材料不行（此问题近年来得到好转），由于我国铼合金的成功合成，使得近年来发动机的材料得到比较好的解决。

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