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为什么飞机发动机那么难造呢?
航空发动机制造属于工业的皇冠。
它的分类为涡轮喷气发动机五大部件是进气道、压气机、燃烧室、涡轮和尾喷管。
此外还有热机(将热能转换为动能)和推进器(气流喷出获取反作用力)。
进气道功能是将足够的空气量, 以最小的流动损失顺利地引入压气机; 当飞行速度大于压气机进口处的气流速度时, 可以通过冲压压缩空气, 提高空气的压力。
压气机是发动机中最为重要的部件,由转子和静子组成。
转子在发动机轴的带动下高速旋转带动叶片对空气作功,压缩空气, 提高空气的压力静子主要由机匣和导流叶片组成,使气流进一步减速,增加气体的压力燃烧室:高压空气和燃油混合, 燃烧, 将化学能转变为热能,形成高温高压的燃气涡轮:高温燃气作用下旋转做功的部件,由静子和转子组成。
能量交换方式与压气机正好相反尾喷管:使燃气加速,将一部分转换为动能,提高燃气速度,产生很大的推力军用飞机的航空发动机还会使用加力燃烧室,位于涡轮和尾喷管之间,进一步喷油、增大发动机推力、提高机动性。
当然也会使得燃油消耗率急剧增大,发动机效率降低。
加力燃烧室结构如图航空发动机是飞机的心脏,直接影响飞机的性能、可靠性和经济型,是飞机核心部件。
它的研制对于结构力学、材料学、气体动力学、工程热力学、转子动力学、流体力学、电子学、控制理论等学科都有极高要求。
随着航空的不断发展,近年来,航空发动机采用了大量新技术,比如空心风扇叶片、整体叶盘、隔热涂层、矢量喷管、复合材料即陶瓷与碳纤维材料等,这些都对研究、制造等提出了更高的要求。
我国航空发动机事业历经近70年发展,从仿制、改进改型,到逐步进入自主创新,先后研制出涡喷、涡扇发动机,成为能够独立研制航空发动机的少数国家之一。
当然,我们与世界先进航空发动机制造水平还是存在不小差距,未然依然任重道远!。
如图,直径一米,4米多长,集中了人类工业的精华,被誉为工业王冠上最璀璨的一颗宝石。
若问究竟多难,难比登天!从材料到工艺,一切都是顶尖的。
高温和高速,在传统力学上逼近了极限,涡轮前温度达到了1700至2100摄氏度,未来更高,这样的温度什么金属融化不了?离心力高达40吨,什么样的容器能承受得了?装配工艺也做到了极致,叶片的滚轮精密的程度精细到一根头发丝的二十分之一,3万多个零配件组装,要求不差毫厘,个别部件组装,需要手法独达,多少年的血汗才能初步积累一定经验。
同时实验烧钱,为了催熟一款发动机,需要投入几十台乃至上百台昼夜运转,成年累月,有一项失败,即需要从头再来。
钱哪,说起来就不亲切,几国几家花钱如欧美,仅美国一家,只预研的经费,50年就花了1000多亿美元。
我们的故事要说,就说我们自己。
三十年一款“太行”,有的抱怨,有的自惭形愧,有的引喻失义,大可不必。
对航发研制规律认知不清,在体制和人才方面没有形成合力,还有,哪来的钱呀。
这段弯路都经过。
美国普惠F100当年不成熟,三代战斗机F-15和F-16成为机库皇后,上天就出事,弄了几十年才搞定。
今天我们发力,首先把发动机研发整合成一个大的集团,其次在人才培养上也下了硬功夫,把发动机正式做为一项大事业,斥巨资来持续推进。
经过努力不懈,终于搞定了三代军用大推,四代正在实验中,“心脏病”的问题终于得到缓解,可以说如今气象一新。
芬芳自来先给网友们呈上图一张,来自于8月底的莫斯科航展,大飞机CR929发动机AEF3500,正式亮相,推力相当于波音787所用遄达1000,达到了35吨。
网友们兴奋地说,你若盛开,芬芳自来。
是啊,与它俱来的不只是播种与收获的喜悦,哲人的说也许有些道理,最好的东西总是伴了所有好东西俱来,航空工业之花盛开的结果,意味着航空材料,实验与装配工艺,等技术都实现了巨大的进步。
当我们亮相长江1000A的时候,就有人估计还有差距30年。
长江1000A推力与CFM56-7大体相当,然在整体技术上与CFM56-LEAP-1并无代差。
不知如今面对AEF3500,还能说点什么。
现代航空发动机确实相当难造,因为涉及到多方面的问题,不是简简单单的一个单项技术,而是综合技术的曲线,从设计,材料,加工,直到安装都是大大的难题,每一个步还不都是一项技术的问题,所以这不是简单的一个东西,仅知道使用的什么材料都不行了,还要知道具体成分,如何加工的,如何处理等等。
对各方面都是极端性的要求了,综合性很高造成需要很多的条件,仅提供一件实物什么都了解为到,往往存在着设计的出来,造不出来的问题,造出来还达不到性能要求。
这是一个系统的工程问题,现在许多国家没有能力去研发,因为要求太高了,不是单纯的某一个领域起的突破就行了,而是所有的领域都要突破,超出一般国家所能承受的范围,所以非常的难。