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  • 人大附中北京经济开发区学校运动会落幕

    新京报讯 近日,由人大附中北京经济开发区学校举办的校田径运动会在北京技术开发区体育中心举行。跳操结束后,运动会逐渐拉开帷幕。人大附中北京经济开发区学校学生参与校运动会开幕式。这次运动会的主题是“欢动人开,合力致远”,王教凯校长表示,学校以后要把运动的元素纳入到课堂里,形成一个有欢动力的课堂。新京报小记者 人大附中北京经济技术开发区学校 郭子源 蓝皓宇 王洛涵 周楚宸编辑 高杨 校对 范锦春

欢迎来到鼎尚娱乐官网_都说我国飞机发动机材料不行,那么制造发动机到底有多难?

发布日期:2020-01-11 14:51:46   人气:3904

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欢迎来到鼎尚娱乐官网,一说到c919,十个有九个会问:国产?那你说说发动机是哪国的?

不要过多向喷子解释什么叫系统集成的能力,说再多它只会说发动机是哪国的。

但是,它们所关注的发动机,确实是我国航空业的一块心病。

全世界只有美、俄、英、法四国可以独立研制一流的军用飞机发动机,而在要求更高的民航发动机领域,只有美、英、法三国的四家公司具有独立研制的能力,它们分别是美国通用电气航空集团公司(ge航空)、普惠公司(p&w)、英国罗罗公司(r&r)以及法国斯奈克马公司(snecma),占据了全世界民用发动机市场90%左右。

请大家注意,我在上面所用的词是“研制”,也就是“研发和制造”。网友们说到的全世界只有四国半具有研制能力的说法,实际上是说中国有研发能力,却没有制造能力。

中国经过多年仿制俄罗斯的发动机,再也不是当年拆了闹钟,装回去多出零件的毛头小子了,坊间最传神的一句话是:看一眼就能让你怀孕!说的是,再牛逼的产品,到了中国人手里,都能搞出和你一模一样的来。

但是,即使具有强到如此地步的逆向工程能力,在飞机发动机面前也无能为力。国防973首席科学家、北京航空航天大学能源与动力工程学院院长丁水汀说:“如今,即便我们在四代发动机上取得了巨大进步,但这种差距仍达到30年!”

为什么制造飞机发动机那么难?

早期飞机使用的是活塞式发动机,它利用热机的工作原理,使气缸进行反复运动,和汽车发动机的原理是一样的。但是,这种发动机优化到了极致,也是利用螺旋桨产生的向后风力,对于提高飞机的速度还是无济于事。

二战时期,喷气式发动机在英国和德国研制出来,这种发动机仍然属于热机的一种,但是,它将原来进气、加压、燃烧和排气四个阶段为一个周期的分时循环过程,变成了一个连续的过程,气体依次流经发动机各部位,对应着活塞式发动机的四个工作位置。

通过涡轮叶片,将吸入的空气不断挤压,提供给燃烧室极其高压的气体,从而使燃油得到充分燃烧释放出巨大的热量,使得混合气体以更高的压力喷射出去,从而使飞机获得巨大的反作用力。

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。

a380配备的4台罗尔斯发动机在起飞时,可以产生近18万马力,相当于上千辆家用汽车的动力,内部最高温度达到1700摄氏度以上,大大超过了涡轮叶片镍基合金的熔点。

与此同时,发动机内部的压力达到50个大气压,相当于蓄满水后三峡大坝底部3倍的压力。在高温、高压、高速旋转环境中,对叶片和轴承的材料提出极高的要求。

双转子发动机结构

而我国大家所知道的材料问题,在这里也得到了充分体现。目前,国外发达国家航空发动机主轴承的寿命均能达到1万小时以上,国内基本在900小时以内,相差10几倍。

如果是用于舰艇上的发动机,其性能、可靠性和寿命,可以通过对部件进行加强等技术手段来解决,但是在航空发动机中,却要求达到体积小、重量轻、寿命长、可靠性高这些既苛刻又矛盾的制约条件。

比如叶片,其成形工艺和晶相结构对叶片的强度和寿命影响就非常大。

而为了降低叶片重量,叶片内部设计成空心结构,但是为了避免分体铸造造成的应力集中和结构缺陷,叶片和叶盘要求一次性铸造成型,这需要极高的制造工艺。

这种东西,要设计出来相对来说容易点,制造一片两片也还好说,但是要批量生产数以千计标准化的,性能可靠的叶片,就不是那么简单的事了。一台发动机,需要各类叶片400~500片,稳定的量产质量是重中之重。

由于发动机零部件型号和规格非常相似、数目繁多、结构外形复杂,装配工艺非常繁复,严重依赖手工装配,这对装配工人提出了极高的要求。

其装配的质量,很大程度决定了整机的质量。

即便如此,一款发动机从研发制造出来,还需要经过大量的试验来进行验证,这完全是一个烧钱的过程。零件试验、部件试验、系统试验、核心机试验、整机试验,这些过程有些是破坏性试验,需要破坏零件或整机。

国外航空发动机的地面试验和飞行试验所用发动机台数少则50台、多则上百台,发动机地面试验都要上万小时,最高达16000小时以上,飞行试验则需5000小时以上。

只有通过反复的烧钱,才能得到各种试验数据,而这些数据即使别人会给你,也没有用,必须靠自己试验获得。比如疲劳寿命等性能指标,试验累积不到一定时数,就无法知道达不达标。试验暴露出的问题,改进后还要继续试验。

据统计,过去50年,美国投入航空发动机预研经费就超过1000亿美元。而我国,这方面的投入还远远不够。

最后,除了材料和工艺的差距,我国在航发领域还面临院士年龄偏大,后继乏人的困境。

“你看现在年轻人谁喜欢报考机械专业?中国顶尖工程技术人才严重短缺的局面短期内无法缓解。”身为高校院长的丁水汀说。

这就是我国发动机制造为什么这么难!