研製和製造航空發動機有多難?需要哪些條件?企業資訊化大講堂2019-12-26 23:21:52

1。原料關,鈦,鈷,錸。還有稀土。這三樣,提取不易,而且稀少。2。材料關,鈦鋁合金部件,單晶葉片,製作難度高的驚人。3。加工裝置關,沒有頂級模鍛機,壓鑄機,無法制作核心零件。這裝置美俄各有兩臺,英國一臺,核心高階裝置,不出口,不租借。4。各種力學,材料頂級實驗平臺。幾乎都是高精尖,而且昂貴無比。5。尖端機床,鐳射打孔機等工序 工藝細節都是絕密 6。高空測試平臺這東西也是要幾億人民幣,而且也是浩大工程  7。測試風洞。同樣又是燒錢。8。配套飛機研發設計生產工程。這也是要舉國之力才辦得到。例如配套的火箭動力超音速測試平臺。   9。優秀的試飛員,如果機毀人亡,更是實驗巨大的失敗。10生產晶片的能力,當然如果只能設計,不能生產也不行,因為要光刻機。沒有光刻機,就生產不出來晶片。還好不要太高階,我們自己能造。11編寫發動機控制軟體的能力。這個不是軟體培訓班能培訓出來的,你要懂發動機,又要會程式設計。12一流的技術工人,工程師,設計師組成的研發團隊,尤其是設計師,這三種人都是要無數金錢和教訓經驗,以及大量時間才能培養出來的。是花錢買不到。13維修發動機裝置和技術。這又是一門技術,造出來不會修,不是開玩笑,造與修還不同,以前我國靠的是烏克蘭掌握,沒有修理就沒法子糾錯,發動機壽命,各種指標就無升級改進。修理的裝置和檢測的裝置也是與眾不同。例如修理用的工業內窺鏡,以前都是進口,現在才國產化。14。工藝工序關,這個組裝和加工是要求極高,至今無法用機器人和流水線替代。15配套的技術,例如液壓技術,這個發動機,要求不高,但是在飛機起落架上要求很高。我國可以造,但是高階核心部件落後於美德日英等國。16此外一些部件要求極高,例如發動機葉片,還有軍用航空發動機軸承,高階軸承鋼我國剛剛自產,這個軸承精度,耐高溫,高壓,耐腐蝕也是要求很高。軍工人一直在努力追趕!17很多理論資料根本不能用,資料要要實驗結果。就是錢和時間,沒有每年上百億人民幣的投入,而且要持續不斷的投入,是不可想象的。民營企業,尤其是後發國家制造發動機,沒國家支援,不可想象。很多設計和材料都是要長時間積累,甚至幾代科技人才的積累才能成功。18。人才關航空發動機學校裡是皮毛,甚至樣機都是問題。全世界都缺航空發動機人才,中國更缺。企業培養人才,需要耗費無數時間金錢,才能積累一點點經驗。中國是國家高度重視之下,憑藉舉國之力,集中國內外人才,其中多項人才計劃,國外引援起到了巨大作用。甚至傳言有外星人幫助中國。中美髮動機技術差距急劇縮小,鑑於保密,不再展開說明。差距絕對不是影片說的那樣大。發動機壽命並非越長越好,發動機壽命超過機體壽命,沒有必要。壽命長,意味著材料和工藝複雜,成本極高,極其浪費資源。戰爭中,大量消耗不起,適用好用夠用才是正理。19。大量的工業設計軟體和輔助開發軟體。這裡絕大多數都是國外開發的。部分我國軍工自己做的。20超級計算機。很多資料普通電腦和伺服器根本不行,只能用神威和曙光。還好這種計算機,我們在晶片和軟體上都是自主研發的。21。飛機自帶的軟體作業系統。也許很多人根本沒有聽說過。這是極其重要的飛控軟體。這是我航空工業幾十年積累結晶。這套軟體無縫對接發動機的軟體,才能發揮100%的效能。

研製和製造航空發動機有多難?需要哪些條件?nin1559882072019-12-26 22:06:15

這都是高階科學,也是國家核心機密,知道不知道都不能亂說,大家謹慎一些好。

研製和製造航空發動機有多難?需要哪些條件?大國智造20252019-12-26 22:45:45

航空發動機(aero-engine)是一種高度複雜和精密的熱力機械,航空發動機分成了兩種效能,一種是用於民用客機的,一種是用於軍用飛機的。民用的一般都是燃氣渦輪型,這顆心臟只要保證安全跳動就可以,而軍用發動機就不一樣了,必須追求能承受得住“刺激”的功能,這顆心臟必然要比民用的更強才行。但不管是哪種想造出來都不容易,世界上能造的也就只有4個半國家,美國、俄羅斯、英國和法國,我們很榮幸算得上那半個。究竟製造航空發動機有多難?

研製和製造航空發動機有多難?需要哪些條件?

。首先其門檻就很高,這可不單單是設計上的,對一些基礎工業和材料學要求也很高。一臺航空發動機就有上萬個零件,沒有技術性很高的加工線和工藝體系,連這個基礎的零件都完不成,而這些又需要慢慢積累經驗才能達到熟能生巧的境界,不是說想成就馬上能成的。

1。航空發動機需要的是既能夠扛得住高溫高負荷執行,又能夠保證不過度的減損使用壽命,這就需要對材料學和相關的研發有一定的見解,當然經驗也是必不可少的一部分。這些都可行後,就該考慮設計問題了,沒有一個好的設計能力,有了前邊也是白搭,日本就是一個很好的例子,都知道日本在前邊的兩項上都算得上世界一流水平,但最後還是被設計問題給卡住了。

研製和製造航空發動機有多難?需要哪些條件?

2。若能過最基礎的,航空發動機初具模型後並不能算完,很多地方還需要經過嚴格的測試才行。像如何保障發動機的使用壽命,就是檢測材料的耐熱和散熱效能,而普通的材料根本承受不住轉動起來的高溫,只能透過一些冷卻技術來幫其散熱,這就讓內部結構變得更加複雜了,這不僅僅是對設計製造的一種挑戰,更是對試驗的一種考驗。

研製和製造航空發動機有多難?需要哪些條件?

3。臺航空發動機所運用到的學科眾多,還要解決諸多問題,像油耗、推重比、組合動力、組合材質、成本貴等等難題,除此之外還有設計與加工、材料匹配和反覆試驗,可以說沒有十多年的時間很難成型。

研製和製造航空發動機有多難?需要哪些條件?

4。千萬想著所謂的複製拆解,一般的裝備外形等都可以透過反向測繪進行復制,但航空發動機想複製出來太難了,如果連設計圖紙都沒有,那還是趁早放棄吧。當年主流發動機CFM-56系列發動機被拆解後才發現葉片上覆蓋著非常多的小氣孔,沒有圖紙定位,根本沒法複製。如果亂打氣孔會直接影響葉片散熱,那這個複製出來的發動機效能就是問題。

研製和製造航空發動機有多難?需要哪些條件?

而過去令們心潮澎湃的莫過於大型客機發動機驗證機CJ-1000AX核心機完成組裝轉速測試,這是我們在航空發動機上的萬里長征第一步,在將來我們會發展的更加強大,“中國心”早晚會雄起!

研製和製造航空發動機有多難?需要哪些條件?廣西力牧牧業2019-12-27 12:02:38

航空發動機,也就是現代噴氣式發動機,主要包括渦輪風扇發動機、渦輪噴氣發動機等,其主要的結構部件有進氣道、壓氣機、燃燒室、渦輪以及尾噴管等。

(航空渦輪風扇發動機)

而這其中最重要的結構是壓氣機、燃燒室和渦輪,這三個結構部件組成了發動機的核心機。噴氣式發動機主要的功率輸出流程都是在核心機中實現。

一臺航空發動機從紙面的設計資料到最終裝機服役需要一個漫長的研製過程。

這其中包括了最初的論證到方案,再到進行技術驗證的工程研製階段,之後才能設計定型,最終生產定型、投入批次生產。

(航空發動機研製週期過程和主要任務)

CJ-1000AX就是一臺處於技術驗證階段的發動機,它直徑1。95米,長3。29米,包含風扇/增壓級、核心機、低壓渦輪和附件傳動機匣裝置,由近35000個零元件組成。

(C919目前使用的LEAP-1C發動機)

(二)噴氣式發動機是怎麼工作的

飛機的發動機除了為飛機提供動力外,還負責為機上用電裝置提供電力、空調系統提供氣源等,那麼,它的工作過程是怎樣的呢?我們大體上可以分成以下幾個方面:

1、空氣壓縮

壓縮空氣離不開壓力機。

發動機的壓氣機根據空氣流動的方向,分為離心式壓氣機和軸流式壓氣機。

(離心式壓氣機)

離心式壓氣機多在用老式噴氣式發動機和小型噴氣式發動機上,相對於軸流式壓氣機,離心式壓氣機的增壓比低,但是結構簡單,造價低廉。

而現代的噴氣式發動機多采用軸流式壓氣機。

(軸流式壓氣機)

軸流式壓氣機,顧名思義,就是空氣沿著壓氣機主軸方向流動,隨著壓氣機級數的增加,空氣所流經的通道是逐步收窄的,從而實現空氣體積的減小和壓力的提升。

航空發動機一般都會擁有低壓和高壓兩種壓氣機。

通常,業內把高壓壓氣機出口的空氣壓力與低壓壓氣機進口的空氣壓力之比稱為發動機的增壓比(EPR)。增壓比是衡量發動機效能的一個重要引數,它對發動機的輸出功率和熱效率有重要的影響。

航空發動機工作時,首先空氣經過進氣道進入發動機,經過低壓壓氣機(LPC)的首輪增壓之後被輸送到高壓壓氣機(HPC),再次進行增壓。

現代民用噴氣式發動機的增壓比最高可以達到45以上。

接著,經過增壓的空氣在燃燒室內實現油氣的混合點燃。

2、油氣混合點燃

在發動機的燃燒室內,安裝著一個燃油霧化裝置。

這個燃油霧化裝置會透過負反饋閉環自動控制,根據進入到燃燒室內壓縮空氣的量來調節所需霧化燃油的量,防止出現貧油燃燒和富油燃燒,從而保證發動機高效率地工作。

燃燒室可以分為三種,管形燃燒室、環形燃燒室和管環形燃燒室。

管形燃燒室是指圍繞主軸環形排列的圓筒狀燃燒室結構,這種構型的燃燒室結構分散,燃燒效率不高。

後來又發展出一種環形燃燒室,這種燃燒室的構型緊湊,但是整個流體環境不如管形燃燒室,所以最終發展出了兼顧二者優點的管環形燃燒室。

(發動機管環形燃燒室)

3、做功排氣

從燃燒室排出的高溫高壓燃氣,首先流經高壓渦輪(HPT),在高溫高壓燃氣的帶動下,高壓渦輪迅速旋轉並且帶動高壓轉子(N2)。高壓轉子會帶動高壓機壓氣機葉片,使其持續壓縮空氣,保證整個做功迴圈的持續進行。

此時,高溫高壓的燃氣會繼續流向低壓渦輪(LPT),使其旋轉做功,並帶動低壓轉子(N1)轉動,而低壓轉子會帶動低壓級壓氣機持續進行空氣壓縮,完成一個完整的做功迴圈。

這就是目前最常用的雙轉子噴氣式發動機的基本工作原理。

(雙轉子發動機原理)

流出低壓壓氣機的廢氣會經過尾噴口排到大氣中去,軍用發動機通常會在此段加裝加力燃燒室,讓未充分燃燒的燃氣與噴入的燃油再次混合燃燒,從而在短時間內提高發動機的推力。

流經尾噴口的燃氣出口溫度(EGT)是衡量發動機執行狀態是否正常的一個很重要的引數。通常發動機燃氣出口溫度超溫,即表明發動機內部出現故障。

(三)大飛機發動機研製,究竟難在哪?

上面我們說了這麼多,為什麼中國要造民用航空發動機這麼困難呢?這就不得不提到現代噴氣式發動機的兩個研製難點,第一是控制,第二是材料。

1、控制問題

(渦扇發動機發動機氣流控制)

噴氣式發動機的控制主要分為兩個方面,第一是壓力的控制,第二是溫度的控制。

例如,如何提高高壓壓氣機出口的壓力,從而提高壓氣機的增壓比?如何提高從尾盤口排出燃氣的溫度和壓力,從而使發動機具有更強勁的推力?如何降低低壓渦輪的排氣溫度,從而提高發動機的整體效率?如何防止發動機的喘振?

這些都需要科研人員無數次的改進氣動熱力方案和無數次的試驗去探索。如果這些問題解決不了,就會影響發動機工作狀況,造成結構損壞和空中停車等嚴重狀況。

2、材料問題

(渦輪葉片的成形工藝和晶相結構)

渦輪始終工作在極端的高溫高壓條件下,嚴苛的環境對其材料製造工藝有著非常苛刻的要求。

目前國際上主流的渦輪葉片主要採用粉末冶金工藝製造的空心葉片,葉片內部的空心結構有著特殊的走向和構型。而且為了避免分體鑄造造成的應力集中和結構缺陷,葉片和葉盤要求一次性鑄造成型,具有很高的工藝難度。

除了渦輪之外,渦輪風扇發動機的寬弦葉片的製作也需要很高的工藝。

(寬弦葉片成形工藝)

例如減輕重量、增加強度而設計的葉盆/葉背鈦蒙皮和鈦合金蜂窩夾芯的葉片結構。

除此之外,用擴散連線/超塑成形的寬弦風扇葉片也是一種難度很高的成型工藝。

(空心挖孔葉片)

這種葉片利用兩層鈦合金之間夾裝一層波浪形的加強結構,在減輕重量的同時也能提高整個風扇葉片的強度。

研製和製造航空發動機有多難?需要哪些條件?可樂小惡魔2019-12-26 19:20:02

主要是材料和精密加工的問題

研製和製造航空發動機有多難?需要哪些條件?我是放牛娃2019-12-26 21:28:23

最起碼要有一顆不尋常的心