發(fā)動機(jī)部件名稱和圖片—發(fā)動機(jī)部件名稱和圖片主軸承蓋什么樣

美國和俄羅斯一直都是航空發(fā)動機(jī)技術(shù)的領(lǐng)先者，尤其是美國的戰(zhàn)機(jī)在先進(jìn)性方面做得更好。然而，俄羅斯近年來在航發(fā)領(lǐng)域的發(fā)展停滯不前，只能繼續(xù)使用一些蘇聯(lián)時代的技術(shù)。俄羅斯重新翻新了圖160，并聲稱圖160所使用的NK32發(fā)動機(jī)技術(shù)領(lǐng)先世界30年。我將對美俄各自的先進(jìn)發(fā)動機(jī)做一番對比，看看誰是最強(qiáng)的航發(fā)之國。

航空發(fā)動機(jī)是一架飛機(jī)的核心，除了對飛機(jī)的重要性外，航發(fā)的復(fù)雜程度也決定了它的重要地位。目前，能夠自主研發(fā)航空發(fā)動機(jī)的國家非常有限，各國對先進(jìn)航發(fā)的渴望一直未曾停下。然而，近年來俄羅斯在航空發(fā)動機(jī)領(lǐng)域沒有太多突破，仍然依賴于一些蘇聯(lián)時代的技術(shù)。其中最具代表性的就是圖160戰(zhàn)略轟炸機(jī)上試飛的改進(jìn)型NK32發(fā)動機(jī)，號稱全球推力最大的加力渦扇發(fā)動機(jī)，最大推力高達(dá)25噸。為了保密，俄羅斯聲稱至少30年不會對外出口該發(fā)動機(jī)。

NK32發(fā)動機(jī)是由蘇聯(lián)庫茲涅佐夫設(shè)計局研發(fā)生產(chǎn)的，與同門師兄弟NK25并列為加力渦扇推力冠軍，最大推力達(dá)到了245千牛，這個記錄從蘇聯(lián)時代一直保持至今。該發(fā)動機(jī)為圖160戰(zhàn)略轟炸機(jī)專門研制，完美地滿足了圖160的作戰(zhàn)需求。圖160的優(yōu)勢主要集中在載彈量和速度上。在載重量上，圖160最大15噸的載重量高出美國B2戰(zhàn)略轟炸機(jī)的最大19噸一倍。在速度上，圖160最快可以達(dá)到2.05馬赫，而B2戰(zhàn)略轟炸機(jī)最快只能達(dá)到0.95馬赫。此外，圖160的最大航程高達(dá)1.6萬公里，遠(yuǎn)高于B2戰(zhàn)略轟炸機(jī)的最大航程1.1萬公里。

為了實現(xiàn)以上這些目標(biāo)，必須在發(fā)動機(jī)上下功夫。要實現(xiàn)超音速飛行，渦扇發(fā)動機(jī)的含道比不能太大，最好不要超過1；但要降低油耗，含道比需要盡可能大。這兩個相互矛盾的指標(biāo)限制了許多國家對轟炸機(jī)的設(shè)計。然而，NK32渦扇發(fā)動機(jī)做到了既可以超音速飛行，又具有較低的油耗。這得益于三轉(zhuǎn)子設(shè)計。早期的渦扇發(fā)動機(jī)采用單轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，渦輪風(fēng)扇和壓氣機(jī)連接在同一軸上，雖然結(jié)構(gòu)簡單，但油耗很大，而且不同部分的需求轉(zhuǎn)速不同。為了降低油耗并提高安全性，雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)誕生了，它的推力更大，效率更高，油耗和故障率也降低了。但直到三轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)出現(xiàn)，發(fā)動機(jī)的各個部件才能在理想轉(zhuǎn)速下工作，進(jìn)一步提升推力并節(jié)省燃油。因此，NK32發(fā)動機(jī)能夠?qū)D160推到2馬赫以上，并且航程可達(dá)1萬公里。

然而，三轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)要求發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)子具有很高的硬度來承受巨大的壓力，并且三轉(zhuǎn)子之間會相互影響。如果技術(shù)不過關(guān)，強(qiáng)行制造三轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)，可能發(fā)動機(jī)會出現(xiàn)共振現(xiàn)象，甚至停擺。因此，全球只有美國、英國和俄羅斯這三個航空發(fā)動機(jī)強(qiáng)國能夠制造三轉(zhuǎn)子的渦扇發(fā)動機(jī)。而和其他兩個國家相比，俄羅斯在這方面有一個巨大的優(yōu)勢，那就是其巨量的鈦資源。三轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)需要依賴鈦合金材料，早在蘇聯(lián)時期，俄羅斯的鈦材料加工就達(dá)到頂尖水平，因此NK32發(fā)動機(jī)的風(fēng)扇葉片大量使用了鈦合金材料，使其重量更輕，耐高溫性更強(qiáng)。而其他國家由于鈦資源不如俄羅斯豐富，所以沒有采用復(fù)雜的三轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，從而使得NK32在這方面始終領(lǐng)先世界。

但是這種創(chuàng)紀(jì)錄的推力也伴隨著巨大的體積和重量，NK32渦扇發(fā)動機(jī)的含道比僅為1.4，直徑達(dá)1.46米，長度6米，重量高達(dá)34噸。俄羅斯不得不將圖160設(shè)計得更大更重，以追求高速性能。然而，這也是蘇聯(lián)武器裝備設(shè)計的慣例。由于技術(shù)斷層的出現(xiàn)，俄羅斯直到最近幾年才恢復(fù)了原本設(shè)計局的生產(chǎn)技術(shù)，最近推出的新一批NK32發(fā)動機(jī)相比上一批，主要改進(jìn)了燃料利用率和部件壽命，預(yù)計能增加圖160M2轟炸機(jī)的航程1000公里。俄羅斯國防部已經(jīng)與庫茲涅佐夫公司簽署了新型發(fā)動機(jī)的量產(chǎn)合同，以確保所有現(xiàn)役圖160在2030年之前都升級為圖160M2。

與NK32相比，美國B1B超音速轟炸機(jī)使用的F101發(fā)動機(jī)小巧得多，推力也小得多，不到140千牛。因此，有人認(rèn)為美國在加力渦扇推力方面已經(jīng)落后。然而，根據(jù)NK32和美國F35戰(zhàn)斗機(jī)上裝備的F135渦扇發(fā)動機(jī)的數(shù)據(jù)對比，NK32的各項數(shù)據(jù)超過了同時期美國的渦扇發(fā)動機(jī)。雖然F135的各項數(shù)據(jù)還不及NK32的一半，但這款發(fā)動機(jī)在研發(fā)之初的最大推力就達(dá)到了18噸，并且美國正在加大F135的推力。

根據(jù)最新的實驗結(jié)果，F(xiàn)135的推力已經(jīng)超過了22噸。F35戰(zhàn)斗機(jī)裝備的F135發(fā)動機(jī)是有史以來戰(zhàn)斗機(jī)上安裝過的推力最大的噴氣式發(fā)動機(jī)，在可靠性、可維護(hù)性和燃油經(jīng)濟(jì)方面也具有明顯優(yōu)勢。2029年，F(xiàn)35A使用的F135PW100發(fā)動機(jī)最大推力達(dá)到了191千牛，自重僅為1.7噸。通過持續(xù)改進(jìn)，F(xiàn)135的性能不斷提高，最新款的F135推力突破了200千牛。換句話說，F(xiàn)135的推力相當(dāng)于蘇35戰(zhàn)機(jī)的1.44倍和蘇57戰(zhàn)機(jī)的1.39倍。除了6%~10%的推力提升外，F(xiàn)135還降低了5%~6%的燃油消耗，因此在可靠性、可維護(hù)性和燃油經(jīng)濟(jì)性方面，F(xiàn)135將繼續(xù)保持無與倫比的競爭優(yōu)勢。

考慮到F35項目的經(jīng)驗教訓(xùn)，美國在招標(biāo)階段為戰(zhàn)斗機(jī)準(zhǔn)備了兩種備選發(fā)動機(jī)，以降低項目風(fēng)險。普惠的F135和通用電氣與羅羅公司合作的F136發(fā)動機(jī)都表現(xiàn)出色。F136發(fā)動機(jī)的優(yōu)勢更明顯。雖然通用電氣和羅羅公司最終放棄了F136項目，將相關(guān)技術(shù)用于下一代發(fā)動機(jī)項目，但F135發(fā)動機(jī)的性能仍在不斷提高。而NK32發(fā)動機(jī)的推力只能達(dá)到18噸，綜合性能上來看，NK32并不如美國的新一代航空發(fā)動機(jī)。

事實上，即使不和美國的發(fā)動機(jī)比，和俄羅斯自己的蘇57戰(zhàn)斗機(jī)的發(fā)動機(jī)相比，NK32已經(jīng)沒有優(yōu)勢了。即將裝備的蘇57的發(fā)動機(jī)三零雖然推力不如F135，但其尺寸和含道比要比NK32小很多，可以用于更多的機(jī)型。相比之下，NK32由于體積巨大，對于沒有研發(fā)戰(zhàn)略轟炸機(jī)需求的國家來說，就沒有太大用處。

雖然NK32是俄羅斯的航發(fā)之王，但它并沒有衍生出其他的版本和型號，這也是它最大的缺點。從全球范圍來看，隨著航空發(fā)動機(jī)要求的不斷提高，其研發(fā)時間已經(jīng)超過飛機(jī)本身。一款優(yōu)秀的發(fā)動機(jī)需要大量的基礎(chǔ)研究，包括材料、工藝和結(jié)構(gòu)設(shè)計。如果想要實現(xiàn)戰(zhàn)機(jī)和發(fā)動機(jī)的同步配套，就必須提前進(jìn)行預(yù)研。因此，美國從60年代開始就研制新一代發(fā)動機(jī)的核心機(jī)，最終拿出了G9核心機(jī)，為美國的空軍帶來了巨大優(yōu)勢。通過改進(jìn)和衍生，G9核心機(jī)解決了F15、F16、F18和B1B轟炸機(jī)的動力需求，同時還為戰(zhàn)艦和民航客機(jī)提供了動力解決方案。這使得美國在航發(fā)領(lǐng)域有著難以想象的優(yōu)勢。

俄羅斯曾計劃將NK32發(fā)動機(jī)出售給其他國家，但最終達(dá)成了禁止出售的協(xié)議。盡管烏克蘭曾試圖抵押圖160來出售這款發(fā)動機(jī)的相關(guān)技術(shù)，但最終俄羅斯買走了這些技術(shù)。烏克蘭手上有70多臺NK32發(fā)動機(jī)，但這對許多國家來說并沒有太大吸引力。因此，盡管NK32是一款推力創(chuàng)紀(jì)錄的發(fā)動機(jī)，但美國的新一代航空發(fā)動機(jī)在綜合性能上仍然超過NK32。