中国发动机要结束“憋屈史”了?不仅打破垄断,还创下世界纪录

中国是全球第一工业大国,也是全球唯一拥有联合国产业分类中所有工业门类的国家

但反观国内舆论,民众对于本国的工业水平却普遍存在质疑。回顾我国工业的发展,也的确容易遭受到西方国家的掣肘,背后的原因归根结底就是因为我国在发动机、芯片等核心技术领域存在短板,长期依赖国外,掌握严重不足。

于是国家在早些年便发出了加强基础研究,提升原创能力的号召,其中民航、航天、汽车等领域的发动机更是被视作重点研究对象。

在夜以继日的攻克下,中国发动机也在日渐精进取得了飞速发展。各领域更是喜报连连不断打破欧美垄断,成功夺取世界第一,以后来居上的姿态终结了欧美路线,让我们一览国产发动机近些年的突破与斩获。

航空航天发动机

新中国成立之初工业薄弱百废待兴,经济水平无法支持多领域同步发展,只能优先发展更为关键的科技。当时国家高层在关于飞机和导弹的发展抉择时斟酌不定,之后钱学森向中央请示主张发展火箭导弹,中央最终接纳意见将发展重心定在了导弹火箭。

两弹一星直接奠定了中国的国际地位和国防稳定,但国家在此后数年时间内却迟迟没有对航天工业的发展作出规划,航空发动机的研究更是停滞不前。两弹一星勋章获得者王大珩院士甚至用游离二字来形容中国航空发动机的水平,何为游离?即若隐若现、时有时无。

上世纪八十年代,美国先后提出IHPTET(综合高性能涡轮发动机计划)、VAATE(先进涡轮发动机计划),总资金投入87亿美元而我国首台大推力发动机涡扇-6研制超过20年,总经费也只有1.5亿人民币。所以说此前中国航天发动机远逊美国并非不是没有原因,也不是国家无心研究,实乃经费有限,为了国防安全只能优先发展重要领域。

半个世纪过后,中国政府终于重视起航空发动机的重要价值,于是2012年国家正式批准立项“两机专项,2016年国务院印发的国家科技创新规划中,航空发动机和燃气轮机赫然在列,并且位列第一。

截止2020年,国家对两机专项的总投入已经超三千亿元,在政策和资金的大幅倾斜下,中国的航空发动机也实现了历史性跨越,取得了长足进步。

2021年9月国产CJ-1000A民用航空发动机首次亮相珠海航展,该发动机能满足150~180座级单通道飞机的动力需求,同时具备低油耗、低噪音、低排放、高稳定的属性,在长期使用中能做到低成本维护,综合指标要优于现役同类产品。

2020年6月CJ-1000A发动机顺利完成鸟击测试,开始试制阶段。两年后中国推进成立CJ-1000A委员会,正式该款发动机已完全具备试飞条件。去年三月,有网友拍摄到该款发动机已经在进行试飞,预计日后它将成为中国民航客机的主力核心发动机。

此前尽管国产C919大型客机的国产化率达到了60%以上,但依然有人诟病该款飞机的发动机引进自欧美,而CJ-1000A发动机的问世可谓打破了我国在民航领域的所有质疑。

去年中国航天科技集团研发团队对外宣布,经过四年苦心钻研,国产发动机核心部件取得了巨大突破,可使国产发动机追赶国际水平。而航天集团口中的核心部件,就是搭载在云龙发动机上的预冷器。

该预冷器可让进气空气的温度降低到更低水准,能进一步提升燃烧效率和输出功率。在它的帮助下,云龙发动机能在短时间内实现1000度的急速降温,发动机功率输出直接提升10%,稳定性和性能得到进一步提升。

而在导弹火箭发动机技术上,我国更是一骑绝尘。2020年我国超燃冲压发动机创下连续运行600秒的世界记录,反观同期美国在长达9个月的超燃冲压发动机地面实验中,也只是累计运行1800秒左右,平均每天不超过6秒。

中国的研究成果在整个欧美都掀起了轩然大波,美媒用“中国突破了美国研究的瓶颈”的标题来概括中国这一成果。为何中国的超燃发动机能引起欧美轰动?

作为超高音速弹道导弹的核心部件,超燃冲压发动机舍弃了传统导弹发动机的氧化剂负担,另辟蹊径的吸入超音速空气来提供氧气,能在更轻重量的前提下实现更远的打击射程,中国的这项研究成果无疑会对欧美国家的国防造成严重威胁。美国X-51A机密项目,俄罗斯锆石高超音速导弹项目都意在开发此发动机,只不过中国进度更快捷足先登了而已。

而在军用发动机领域,中国的涡扇10、涡扇15、涡扇20日后都将成为歼系列战机和运20运输机的主力发动机。比如运-20就搭载了涡扇-20发动机,此款发动机单台推力达到16吨,并且根据国外媒体的透露,还将衍生出17.5吨、18.4吨版本的改进型。

汽车发动机与燃气轮组

发动机是汽车的心脏,是汽车的动力来源,它决定了汽车的动力性、经济性、稳定性和环保性。1886年卡尔奔驰制造出世界首辆三轮汽车,两年后奔驰生产出全球首款供销售的汽车,西方国家的汽车发展已经积攒了足足近150年的丰厚经验,而新中国的首辆汽车在1956年才正式下线。

时间的沉淀与积累让西方国家在发动机技术上拥有遥遥领先的优势,而中国只能以后来者的姿态潜心学习。核心技术的落后对市场的影响也十分明显,比如日本就经常在中美市场大搞区别对待,相同的车型,中国款的价格更高,配置反而更低。

但在2020年后,中国市场区别对待的现象就彻底一去不返了,因此在这个关键时间节点,中国汽车品牌接连推出自身发动机动力系统,国产汽车发动机自此一日千里,直追国际品牌。

2020年比亚迪推出骁云发动机,该款发动机的出众之处是热效率达到了前所未有的43.04%。热效率越高的发动机在省油方面就越优秀,而骁云发动机一举超越丰田混动的41%,创下全新的世界纪录,并成功打破了日系车最省油的神话。

短短一年后,吉利的智擎Hi·X混动发动机就以43.32%的热效率再次刷新记录。2023年东风的马赫1.5T混动发动机以最高45.18%的热效率赢得新纪录,最省油发动机的记录你追我赶,却全都是被中国发动机所斩获。

2021年4月,奇瑞汽车在上海国际车展亮相了自家的鲲鹏动力系统这套动力系统中的2.0T涡轮增压可提供400N·m的峰值扭矩,动力数据与前两年追赶高铁的凯迪拉克ATS-L竟然达到了相同水准,再加上192kW的最大功率,这款发动机如果稳定性能通过市场的考验,它的技术水平将达到世界领先。

不仅是汽油发动机,我国在柴油发动机领域的研发也颇有建树。2022年潍柴对外发布了热效率高达52.28%的柴油发动机,这对整个柴油发动机行业而言都是一次全新的记录。世界权威机构德国TüV南德意志还为这款发动机颁发了记录证书。

在燃气轮机方面,中国更是打破国外技术垄断,自主研发的F级燃气轮机在多方面指标都处于全球领先水平。在未来不仅可用于军舰的动力系统,还能用于社会工业生产、发电等多个领域。

去年我国首台F级50兆瓦重型燃气轮机正式商用,这款发动机一年可减少50万吨的碳排放,满足700个家庭的一天用电,是货真价实的国之重器。

而在未来,中国多个领域的发动机技术都将多点开花,从西方世界的追赶者摇身一变成为全球的引领者,让我们期待这一天的早日到来!

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页面更新:2024-03-14

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