研制航空发动机为什么会那么难?


说起航空发动机想必广大网友对我兔的现状都会唉声叹气,确实心脏病一直是困扰我兔航工工业的一个毛病,放眼全世界能够研发出使用的航空发动机的也没几个,能将航空发动机性能做到极致的也只有美国了。

说起原理,其实也很简单,就是发动机前方的叶片吸气并且压缩然后倒入燃烧室混合燃料进行燃烧,最后产生升力。的确原理是很简单但是实现起来就不简单了,要知道燃烧时的温度是很高的普通的合金在这种温度下会被融化,于是乎材料问题就是第一关了。当年喷气发动机的概念早就被提出来了但是迟迟没有研发很大一部分原因就是材料问题。为了解决这个问题就需要不断的试错找到一个最优的配比,材料问题解决以后就是工艺问题了。要知道叶片的精度是很高的,不然会影响发动机的性能。

为了解决这个问题就需要科研人员没日没夜的公关了,在这期间是投入了但是没回报的,就这种玩法没几个国家玩得起的。叶片的结构也很讲究,如何才能有最少的材料做出最强的结构,同时如果用显微镜看叶片会发现叶片上有下凹槽,这是故意刻上去的,用来实现为叶片冷却的作用。

综上所述,航空发动机是一个系统工程,首先是材料学的难题,其次制造工艺也是一个问题,这些问题都解决了别急还有测试等一系列工程难题需要解决。


诸葛小彻


航空发动机是当今世界最复杂的工程机械系统之一,常被比作现代工业“皇冠上的明珠”,其研制集中了现代工业最尖端的技术和工业成果,对所在国的综合国力、工业基础和科技水平有着很高的要求,可以说任何一方面有短板都搞不出先进的航空发动机来。

现在能搞火箭、导弹甚至核弹的国家有不少,能造飞机的也有十几个国家,但真正能独立研发先进航空发动机的国家只有中国、美国、英国、俄罗斯、法国等少数几个国家。这本身就足以说明航空发动机的研发有多难。

具体来讲,航空发动机的工作条件非常严酷,在高温、高压、高转速和高载荷的前提下需满足功率大、重量轻、可靠性高、安全性好、寿命长、油耗低、噪声小、排污少等要求。这些苛刻而又互相矛盾的指标涉及到气动热力学、燃烧学、传热学、结构力学、控制理论等众多领域,可以说航空发动机是经典力学在工程应用上逼近极限的一门技术。

航空发动机不仅包括高温、高压、高转速的复杂环境下工作且相互影响很大的众多部件,也是气动、燃烧、传热、控制、机械传动、结构、强度、材料等多种学科或专业综合优化的结果,对计算机软硬件能力、材料与工艺、测试与试验设备、数据采集与处理能力、科技管理水平也有很高的要求。

举个例子,目前先进航空发动机工作温度在1700摄氏度以上,发动机压气机增压后的压力高达50多个大气压,转子每分钟旋转几万转。有的人认为高温、高压、高转速这样的要求在宇宙飞船、海洋装备等领域也存在,为什么航空发动机研制就不一样呢?

简单讲就是,高温、高压和高速这样的问题哪一个单独拿出来都可以通过一些技术手段解决。比如高温可以用覆盖隔热瓦的方式解决,而且像火箭这些一次性产品不需要考虑长寿命,最后烧掉或者不再使用就行了。但航空发动机要求体积小、重量轻、寿命长、可以重复使用,解决方案的难度就成倍增加。只要在任何一个技术环节或工业门类上存在短板,就会制约航空发动机的发展。

也正因为航空发动机产业链长,覆盖面广,涉及机械、材料、电子、信息等诸多行业,它对基础工业和科学技术的发展也有巨大带动作用和产业辐射效应。如果按照产品单位重量创造的价值计算,船舶为1,则小汽车为9、电视机为50、大型喷气飞机为800、航空发动机高达1400。

航空发动机的研发需要长期稳定的高强度资金投入,一定程度上就相当于“烧钱”,这也是有目共睹的。当然,先进航空发动机也不是有钱就能造出来的,而必须借助大量的经验数据,需要长时间的技术积累和大量优秀设计人员不断的探索。即使是工业基础雄厚、科技实力领先的美国,要研发一款先进航空发动机也需要二十年左右的时间。


复兴军事


这个涉及到一个大的系统集成问题,在很多人印象里,系统集成不就跟装个电脑差不多嘛!差的大呢!工业最高水平就是系统集成能力!比如法国的m88-2和美国的f404,中国的太行b和美国的f110-129,看起来大家数据差不多,水平一样,但m88-2和太行b用了第二代第三代单晶硅合金叶片和粉末冶金技术,但老美用第一代单晶硅合金和焊接技术性能就达到了!


狸花猫22


他们不懂装懂,原理问题没搞清楚。还一个原因就是苏联老师当初给我们上的是外国课,没有真教,然而,这些师从苏联的老一辈现在是把持航发圈的大佬,压制着正确的理论,好的人才台不了头啊!


分享到:


相關文章: