首页 汽车 中国弱势!航空发动机为什么一直被卡脖子,建造航发到底有多难?

中国弱势!航空发动机为什么一直被卡脖子,建造航发到底有多难?

说到飞机的心脏,人们自然会想到航空发动机,它几乎是飞机上最复杂的一项组件,由上万个零件拼接而成,可谓是精密零件工艺的一个奇迹。

因此航空发动机也被称为“航空工业的皇冠上的明珠”,人们也将其制造过程称为“工程之魂”。

但就是这样一个“航空工业的明珠”,为何会在我国一直处于被卡脖子的状态呢?

而航发又到底有多难建造甚至将其列入三大难关之一?

航空发动机六大核心技术。

航空发动机和汽车发动机有着本质上的不同之处,所以在现阶段,汽车发动机还未能实现全部国产化,而航空更是落后了一代又一代。

在这其中,最重要的一大关键技术便是高温单晶涡轮叶片。

因为无论是蓄力式冲压发动机还是喷气式涡轮发动机,最终都得靠高温单晶涡轮叶片来实现涡轮压缩的功能。

飞机在飞行的过程中,其产生的动力几乎都是通过这个涡轮所产生的能量,再由它来驱动螺旋桨或者带动气体喷射,从而获得推力。

但可想而知,涡轮叶片所需要承受的东西有多重。

除了需要承受来自高温气体的直接冲击外,还有来自内壁巨大的离心力。

这些高温气体的温度普遍在两千摄氏度以上,对于这些高温气体,涡轮叶片就像人类的肌肤接触热物体一样,时间长了就会灼伤,如果短时间内不能及时散热,就会毁灭。

就像人体一样,如果机体内部的温度过高,就会对各个器官造成伤害,就会出现中风等症状。

所以为了保证其整体性能无法降落,在设计完成后,必须要将其放入冷却系统中进行冷却处理。

涡轮叶片的尖端部分是高温气体喷射的重要地方,因此为了保证推力能够达到最大,上面会预留剩余空间。

如果 this space is too large, it will take up too much fuel, but if this space is too small, it will cause the aircraft to fail to start.

核裂变一旦爆炸时,这种空隙一般只保留0.5mm左右。

所以在制造的时候就需要精度计算。

但这并不是说量出来了就行,而是需要试验发现结果。

因为它还关系到飞机的任务一旦改变,就有可能出现各种难以预料的问题发生。

四高特点。

除了需要承受超过2000摄氏度的高温以外,还需要承受巨大的离心力,同时还要保证自身有一定强度。

因此这一点足够中国研究很久了。

无论是从材料上,还是工艺上,都有着非常高的要求。

这就是国内学者提出来的四高特点:

即高温、高压、高转速以及高负荷。

这四个要求构成了航空发动机最为关键的一部分,是我国在造航发这条道路上最为深远的一步。

首先说说高温。

这一点简单的来说就是航空发动机通过将燃料转化为可以推动空气向后方运动的一系列化学反应。

这是一种可乐时中所导致的一种反应。

当气体和液体混合在一起时,如果将其加热,会导致体积和容量的变化,并造成压力的增加。

这一点也是涡轮叶片最大的需求点,因为在进入航空发动机核心区域后,高温气体会进入压缩室,再经过压缩后进入喷嘴。

进入喷嘴前,其排气口处会有一个口,这个口就是用来平衡喷嘴内气压和外部气压的地方。

当内部气体压力过高时,内外气体会进行交换,以降低内部气体压力,从而使其保持在一个适合于作弊器使用状态下的合理范围内。

当内部气体压力合适时,喷嘴内的气体会流出,形成一股气流向后方喷出。

这种方式转化后的气体就可以用来推动飞机,为飞机提供起飞的动力,其转化后的气体不仅可以推动飞机前进,还可以使飞机更好的控制方向。

其次就是高压和高转速,高压主要是由空气和油气相互碰撞产生的一种运动方式。

这一种运动方式需要依靠离心力来维持,而与高温一同进入涡轮叶片的是一种压缩空气。

这种压缩空气会随着温度的升高而不断膨胀,最终迫使空噪声后方向前运动.

因为这些气压都是综上所述这些要素共同构造形成的一种物质。

由于上述原因,单纯的只拥有高温、高压、或者是高转速都没有什么用处,只有它们三者共同结合才能实现飞机的起飞功能。

这也是我国产航发技术落后的一大原因,毕竟在现阶段仍然还有许多型号依赖俄罗斯进口。

从美国得到的一些型号已经不再出售,所以这意味着我国要想在航发技术上超越美国几乎是很难的一件事。

中国航发等世界水平。

我国在航空发动机领域一开始是比较落后的,在大型客机领域甚至还停留在上世纪80年代水平。

然而随着我国模型技术的发展,现在逐渐追赶上了这一领域,现阶段我国整体水平仅次于美国,已经跟上了不少型号。

大部分型号已具备国际水平,一些先进型甚至超过了世界水平,虽然大部分先进型号仍依赖俄罗斯进口,但随着中国技术的逐步发展,这一问题也在逐渐改善。

从中国第二款涡扇发动机到C919客机,这款客机是中国最大的国产客机,也是中国第一款具有自主知识产权的大型喷射式民用客机。

虽然它使用的是国产CFM56-5B型发动机,但此型号并不是完全国产化,因为它是在引进了CFM56-5B型发动机国产化改进技术后所研制出的涡扇发动机。

所以此型发动机并不是中国完全掌控型发动机,但它却是我国航空工业设计及制造方面又一进步标志。

当今世界上生产先进民用喷气式航空发动机的国家屈指可数,其中最有影响力的是美国,它目前目前拥有世界民用喷气式发动机市场的大部分份额,出口世界80%份额。

其次竞争力较强的是欧洲,由于英国和法国之间曾经因生产喷气式发动机产生争吵,现在它们已携手共进,在此领域拥有约40%的份额,由此排名第二。

美国和欧洲这两个地区几乎控制了全球95%的市场份额,所以在这种情况下,中国应该继续追赶,把目标瞄准美国和欧洲,并继续学习进口发动机技术。

目前,中国正在加强国内航空制造业的发展,希望通过增强国内航空产业链上下游企业之间的协作水平,提高其生产能力和竞争优势,并逐渐朝着独立自主发展的目标努力。

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关于作者: 头条共创

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