高性能航空发动机和10万吨核动力航母所用的达标反应堆,哪个设计研发的难度更大?

吃货小小站


各有各的难,这就好比是瑞士的手表和美国的汽车哪个更难造一样,其实都是需要在一个领域深入钻研,投入巨资,然后依靠足够的研发经验和逐步的经验教训积累才能达到先进的领域。相比上述例子而言,高性能航空发动机像是瑞士手表,10万的核动力航母有些美国汽车的意思。

图为美国海军核动力航母。


高性能航空发动机对于单晶技术、材料技术、精细加工技术、机械设计技术和数字化操控技术、电传飞控技术、流体力学等方面都有很高的要求,而10万吨的核动力航母则在船舶技术、核反应堆技术、海军作战理论和战略学说、特殊材料等方面有更高的要求,而且说句实话,核动力航母比航空发动机还多一个困难,那就是论证的难度,航母是一个自成体系的装备,不是发动机那样的子系统,他的研发需要一定的学说和思想,如果方向错误,有可能导致整个项目失败。

核动力航母是一个国家的强大标志。


航空发动机虽然是个子系统,但是他对于加工精细度的要求要比军舰甚至更高,现在航空发动机已经可以做到推重比10--12一级了,这已经是物理学上目前以化学燃料为基础的动力的接近极限的能力了,今后虽然也有可能提高,但是不会有数量级提高了,除非不使用化学燃料,改用核燃料,然而核动力飞机的计划目前已经全部停止,新的动力技术都还没有达到超过化学燃料能量密度的程度。

图为台架测试中的涡扇发动机,发动机的研发和制造过程非常精细复杂。


所以,两个技术都有他的难度,要说哪个更难还真不好说,但是有个数据很有意思:世界上能够制造高性能航空发动机的国家有四个,美俄中英,而能够制造10万吨级核动力航母的只有两家,美国和苏联,其中苏联已经解体,所以,这么看来,似乎航母更难吧。


海事先锋


题主提到的高性能航空发动机说的含糊其辞,不清不楚,但是10万吨航母的核反应堆说的很清楚,想必题主自己也不知道高性能航空发动机的要求是什么。

那么我们剖析一下

航空发动机作为战斗机的“心脏”,是飞机上最重要的设备,没有之一。目前世纪上最先进的航空发动机无非是用在第五代战斗机上,例如美国的F-119,俄罗斯的AL-41等,这些发动机都具备二维或三维矢量推力,能够进行超音速巡航、超机动以及大航程和大推力等优点,

所以是世界各国梦寐以求的装备,而有能力自主生产先进的航空发动机的国家屈指可数,所以在第五代战斗机服役后,世界各国的六代机也提上了日程,目前只有美国提出了“变循环发动机”的概念,“变循环航空发动机不仅具有目前世界上最先进发动机的所有优点以外,还具有更大的推力、更大的推重比、更稳定的性能以及不开加力就能让战机进行超音速巡航。”这是专为六代机研制和配套的下一代航空发动机,算是题主心中的高性能发动机了吗?

那么预计美国大概会在10-15年后正式应用到下一代战斗机上,目前其研发进度还只是停留在设计阶段,连模型都没有。所以难度不是一般的大!


而10万吨级的核动力航母的核反应堆较为容易,前段时间美国最新服役的“福特号”航空母舰作为世界上最先进的航母,其动力系统就是使用两座核反应堆提供动力以及全舰的电力。美国玩核动力航母有几十年的历史,从二战的第一艘核动力航母“企业号”到今年服役最先进的“福特号”,无一不是核动力作为推进系统,在目前美国所有服役的航母里面,全部都是核动力航母,常规动力的航母全部淘汰

所以10万吨级的核动力航母使用的核反应堆目前美国已经应用成熟,只是我国目前还没有研发出来而已。

现在题主知道哪个的研制难度更高了吗?

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时代兵器


肯定是核动力反应堆更难啊。装高性能的客机满天飞,装核反应堆的航母总共就11艘。

如果是核反应堆容易搞,现在大家应该看到的满地的核动力汽车,满天的核动力飞机。

其实现实中有个东西非常先进,天天跟大家打交道,但是大家完全感觉不到。就是客机的发动机。随便拎一款客机,只要不是太旧的机型,所用的发动机都必然是高性能发动机。至于波音787和空客A350,用的更是发动机之花。

图一:难得一见的美国绝密:航母核反应堆。

为什么这么说呢?客机最重要的是什么?肯定不是舒适,而是安全。客机所用的发动机主要由世界三家公司设计生产:美国普惠、美国通用、英国罗罗。这三家公司也玩相爱相杀的三国杀,彼此之间也会联合一家,成立合资公司,对抗另一家。

客机是世界上最安全的交通工具,最大的功劳就落在发动机上。如果发动机不靠谱,动不动爆炸停车,你还敢坐客机吗?客机用的发动机不光安全,而且非常省油。航空公司是要赚钱吃饭的,发动机费油的话,就会亏钱。


从安全和高效的角度来讲,实际上客机所用的发动机,设计制造难度,比战斗机的发动机要大得多。这就是为什么中国几十年前就能设计制造战斗机发动机,而一直到现在也造不出来客机发动机。

图二:这就是核燃料棒。福特号可以直接使用核弹头的铀。

至于航母用的核反应堆,它跟潜艇上用的核反应堆、核电站用的核反应堆是两码事。尤其是福特号航母用的核反应堆A1B,堪称人类工程最高杰作。它可以直接使用美国核弹头的武器级铀,无需建设专用的铀浓缩工厂。A1B的能量比尼米兹级提高25%,发电能力提高到3倍。

图三:航母用的核动力压水堆原理大家都知道,但只有美国能造出来。

中国现在已经能建造高性能的涡扇10B发动机,用于装备歼十C,但是还不能制造高性能的舰用核反应堆,用于装备十万吨级的重型航母。直接拿潜艇的核反应堆上舰是不行的,法国戴高乐号就是前车之鉴。


厉兵


都难。

航发,航母核动力,领域不同,在各自领域都是神一样存在。

但航发涉及领域太广,几乎现代工业技术除集成电路用得一般外,大部分的最高成就都用于航发。

核动力,主要是高能物理,也就是居里夫人那摊子,也很难,但面没这么广,但与原子弹是相通的,封锁限制非常历害。连原料都严控,都发展很难,连友好国家都封锁,小国家有都是罪!大规模杀伤性武器啊!~~连怀疑都可以要命!还哪有空去研发?

集成电路,航发,核能,世界五常的标配!三个都全了,就有这个资格谈五常席位了,失少任何一项,五常的位置坐不坐得稳都是个问题!

所以,集成电路,航发,核能都很难,各有各的难!


紫水晶9795


这是两个毫不相关的东西,可以说根本没法直接比较。高性能航空发动机,概念模糊:什么样的航空发动机(简称:航发)算是高性能航空发动机?民用航发与军用(战斗机)航发又有不同,这里仅说战斗机航发。先来看看目前世界上,航空大国在航发领域的发展情况,以美、俄为例。

F22

目前,战斗机共划分为四代(西方划分标准,俄罗斯称为五代机),战斗机所用航发也划分为四代,与战斗机划代相对应。已定型、服役的四代机共有四款:F22、F35、歼20、苏57,这里只以美、俄两款重型战机为例。



F22

F-22战斗机装备两台F119-PW-100低涵道比加力涡扇发动机,且采用了推力矢量技术,发动机喷口能在纵向偏转(二维矢量技术),属第四代发动机。苏57的早期验证机(T50),使用的是117S型发动机,属三代改进型发动机。目前,其配套发动机:30型,也已开始试装备苏57战机。俄罗斯国防部副部长鲍里索夫指出,配备117S发动机的量产型苏-57将于2018年至2019年间交付给部队。然后是配备新发动机(30型发动机)的第二阶段。鲍里索夫表示,第二阶段发动机(30型)已经处于”终点“,试验工作接近结束。30型发动机,在

技术性能和参数指标等方面完全符合世界第五代(俄罗斯划代方法,西方称为第四代)发动机的指标要求。

F119发动机剖面图

第四代战斗机,中、俄也已开始陆续装备部队。美国考虑到其国家战略,提出了研制第五代战机的计划,同样第五代发动机——变频循环发动机,也提上了研制日程。不过,目前还只是处于理论论证阶段,何时研制出第一台样机?还是未知数。



神秘发动机喷嘴的特写,采用有隐身特征的锯齿设计

回来看看下一代航母的发展情况。美国的下一代航母:福特级首舰“福特号”,其核动力系统(核反应堆)——A1B反应堆功率比A4W(尼米兹级核反应堆)大25%,有50年设计寿命。这是美海军官方公布的信息,且已装备在福特号上。虽然福特号屡出问题,但是目前还未见其动力系统出问题的报道,可见其核动力系统已经相当成熟。从核反应堆的发展进程来看,其也应比航空发动机的研制难度低许多。





福特航母

若把下一代战机与下一代核动力航母看作是同一代的话,那么无疑战斗机的发动机更难研发。个人观点,恐有不足,莫怪。


儒道之主


直接比较可能不太好比较,毕竟差异太大了。从表面现象来说,高性能航空发动机,无论是军用还是民用,美国,英国,法国,俄国都有很牛逼的产品,10万吨核动力航母的反应堆,有且只有美国做出来了。也许可以说明这个10万吨的航母核动力反应堆更难一些吧。


三下五除二得九


对于我们来说可能是航空发动机研发难度更大,原因是我们可能还没有真正掌握设计方法。解决这个问题一方面是需要时间,另一方面是要有正确的努力方向。网上的信息虽不可全信,但我们毕竟是在网上讨论问题,因此不妨假戏真做,摆摆龙门阵。

1、一般来说,设计没搞定,谈制造是没有意义的。原因是,没有明确的技术要求,谈能否造出来没任何意义?

2、设计问题只能向前找原因。

怎么找?从哪里下手?

3、从最基本的设计参数入手。设计师肯定不是我这样的,他们肯定掌握航发专业的全部基础知识,他们虽然暂时不能正向设计出先进的航发,但一定能由后向前,逐段搞清楚其动力学参数。

4、具体做法,使用风洞技术、台架模拟,反复实验。结合计算机模拟技术。当可以实现正向推导各类设计参数时,设计先进航发就是水到渠成的事了。


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