拆開一臺航空發動機研究每個零件,就能造出來一臺相同的嗎?

航空發動機,尤其是軍用發動機,以其製造難度大、研製週期長、性能要求高而著稱。世界上能夠獨立製造航空發動機的國家屈指可數,由於極端的工作條件,因此對材料性能、製造工藝有著極其苛刻的要求,可以說是研發製造難度最大的現代工業產物。

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那如果我們想方設法搞到一臺國外的先進航空發動機,把所有零部件全部拆卸,一個一個的測繪,再按照尺寸加工出來,是不是就可以製造出一臺同樣的航空發動機呢?

實際上可沒有這麼簡單。

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比如當我們拿到一種零部件材料後,可以通過物理或者化學分析方法來獲得材料的成分。但是這些成分事先並不知道有幾種,可以是幾種,或者十幾種,甚至幾十種。組成材料的成分越多,分析花費的時間越長。好吧,不管怎麼樣,總算是知道了材料由哪幾種成分組成的了。

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這若干種成分又是如何組成該材料的呢?比如其中一種成分A,A有不同的物理形態和化合物,原廠家在製造該材料時是採用A的哪種物理形態和化合物?這又要花費大量的時間來驗證,而且這些不同的物理形態和化合物又會影響材料中的其他成分。

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再比如其中一種成分H的含量非常少,那麼H到底是專門引入材料中,起到某種特殊作用呢?還是作為一種雜質,必須控制其含量?

把材料的組成配方搞清楚了,並不代表就能造出來,因為從分析得到的配方無法反推出材料的製造工藝。下一步是材料的製造工藝了,又涉及到鑄造、成型、熱處理等一大堆環節,又要一步一步的摸索。

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根據材料的性能參數,可以大概推測材料製造的物理和化學過程。也許能夠通過某種工藝製造出來,至少看起來是一模一樣的。但是某一種特定的性能,或者在某種特殊條件下,該性能就會出現問題。在沒有遇到這個問題之前,根本想不到這裡會有個坑。而只有當這個問題出現了以後,才會去開展相關的研究。這些只能一個一個的去試驗,才能避免踩坑。

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以上只是材料的設計和製造過程,還不包括後期的加工過程、表面處理和裝配過程。最後,如何把各個零部件、子系統整合起來又是一個大問題。

如果把以上問題全部解決了,即使把材料逆向製造出來以後,性能上還是會出現與原產品相差太大,或者使用壽命大幅縮短的現象。

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如果只是模仿起步,航空發動機的逆向工程難度也是相當大的。材料和工藝的難度就成為了無法逾越的護城河,很多地方只是知其然而不知其所以然。高精度的尖端材料如果沒有基礎研究,即使有樣品也做不出來,做出來了也用不了多久。

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航空發動機作為一個大的系統,其研發製造涉及到化學、物理、機械、材料工程等幾十種相關技術學科。只要其中某一項出現短板,就會被卡住很長一段時間,中間仍然要反覆的經過“調整-測試-優化”的過程。大量的技術問題無法用逆向工程的方法來借鑑別人的成果,而是需要海量的知識和經驗、金錢和人才的積累。

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