【簡(jiǎn)介：】模具制造技術(shù)迅速發(fā)展,已成為現(xiàn)代制造技術(shù)的重要組成部分。如模具的CAD/CAM技術(shù),模具的激光快速成型技術(shù),模...五、現(xiàn)場(chǎng)化的模具檢測(cè)技術(shù) 精密模具的發(fā)展,對(duì)測(cè)量的要求越來(lái)

模具制造技術(shù)迅速發(fā)展,已成為現(xiàn)代制造技術(shù)的重要組成部分。如模具的CAD/CAM技術(shù),模具的激光快速成型技術(shù),模...五、現(xiàn)場(chǎng)化的模具檢測(cè)技術(shù) 精密模具的發(fā)展,對(duì)測(cè)量的要求越來(lái)越高。精密的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī),長(zhǎng)期以來(lái)受環(huán)境的限制,很少在生產(chǎn)現(xiàn)... 社會(huì)話題 - 2個(gè)回答-解決時(shí)間

航空發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)難點(diǎn)在哪些方面？

航空發(fā)動(dòng)機(jī)是所有動(dòng)力裝置中技術(shù)含量最高、制造難度最大的。二次大戰(zhàn)末期誕生的噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)將人類航空事業(yè)推進(jìn)了超音速時(shí)代。通俗一點(diǎn)講，噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)就是一個(gè)兩端開口的圓筒，通過(guò)圓筒中壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪的工作，將前端吸入的空氣壓縮、燃燒，推動(dòng)渦輪驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)工作，最后高溫、高速的燃?xì)鈴暮蠖藝娚涑鋈?，產(chǎn)生向前的推力。要讓流動(dòng)的空氣經(jīng)過(guò)幾米長(zhǎng)、直徑不到2米的發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生幾千公斤甚至上萬(wàn)公斤的推力，不是一件簡(jiǎn)單的事情。

　　噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的工作特點(diǎn)是高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速、高負(fù)荷。發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鉁囟仍礁?，發(fā)動(dòng)機(jī)推力越大；通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣流量越大，發(fā)動(dòng)機(jī)推力也越大。在噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)中，最關(guān)鍵的壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪組成發(fā)動(dòng)機(jī)的核心機(jī)。渦輪驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)以每秒上千轉(zhuǎn)高速旋轉(zhuǎn)，進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的空氣在壓氣機(jī)中逐級(jí)增壓，多級(jí)壓氣機(jī)的增壓比可達(dá)25以上。在渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)中往往采用雙轉(zhuǎn)子壓氣機(jī)，由高壓渦輪和低壓渦輪分別以最佳的轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)高壓壓氣機(jī)和風(fēng)扇，以達(dá)到更高的增壓比和工作效率。

　　增壓后的空氣進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室，與燃油混合、燃燒。要保持燃油火焰在以每秒100多米高速流動(dòng)的高壓氣流中穩(wěn)定燃燒，就好像要在狂風(fēng)中保證手中火炬不滅一樣困難；同時(shí)要保護(hù)燃燒室火焰筒壁不被高溫燃?xì)鉄g，光靠選擇耐高溫材料和耐熱涂層還不夠，還要通過(guò)燃燒室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，采取冷卻手段，降低燃燒室筒壁溫度，保證燃燒室正常工作。

　　從燃燒室出來(lái)的高溫、高壓燃?xì)饬黩?qū)動(dòng)渦輪葉片以每分鐘數(shù)千轉(zhuǎn)甚至上萬(wàn)轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)，通常渦輪前溫度要超過(guò)渦輪葉片材料的熔點(diǎn)。要讓渦輪葉片在這種極端苛刻的工作狀態(tài)下保持足夠的強(qiáng)度正常運(yùn)轉(zhuǎn)，除了選擇新型耐高溫材料、采用定向結(jié)晶精密鑄造工藝外，還要通過(guò)精細(xì)設(shè)計(jì)制造出多通道空心渦輪葉片，利用氣膜冷卻降低葉片表面溫度，以便發(fā)動(dòng)機(jī)上千片葉片在極端苛刻的工作環(huán)境下滿足發(fā)動(dòng)機(jī)工作的需要。

　　航空發(fā)動(dòng)機(jī)綜合了多學(xué)科和多種專業(yè)的技術(shù)成果：噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)上大量使用高強(qiáng)度材料和耐高溫合金，零部件精度要求達(dá)到微米級(jí)，葉片型面復(fù)雜，燃燒系統(tǒng)和加力系統(tǒng)薄壁焊接零件多，大量使用定向凝固、粉末冶金、復(fù)雜空心葉片精鑄、復(fù)雜陶瓷型芯制造、鈦合金鍛造、微孔加工、涂層與特種焊接等先進(jìn)制造技術(shù)。

　　航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中有些地方是常人難以想像的。比如發(fā)動(dòng)機(jī)減重，設(shè)計(jì)的時(shí)候就要把材料用得恰到好處還不出問(wèn)題，幾乎達(dá)到毫克必爭(zhēng)的地步；因?yàn)橥ǔ０l(fā)動(dòng)機(jī)增加1公斤重量，飛機(jī)就要增重5公斤。比如發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻設(shè)計(jì)，要讓所用的材料在比熔點(diǎn)溫度還要高的環(huán)境里正常使用，就要采取許多綜合的技術(shù)措施。對(duì)一般人來(lái)說(shuō)，18年確實(shí)太長(zhǎng)了；可是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)、制造人員來(lái)說(shuō)，要完成如此精細(xì)的設(shè)計(jì)、制造，大家在漫長(zhǎng)的18年里總是恨不得把一天當(dāng)作兩天用。

　　正常的發(fā)動(dòng)機(jī)研制程序應(yīng)該是通過(guò)預(yù)研建立技術(shù)儲(chǔ)備，開發(fā)出先進(jìn)的核心機(jī)，然后根據(jù)市場(chǎng)需要派生出渦噴、渦扇等多種型號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)，或是發(fā)展燃?xì)廨啓C(jī)用于陸用、船用等多種型號(hào)，一機(jī)多用，系列發(fā)展。壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪等核心部件以及加力燃燒室、燃油系統(tǒng)、附件傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)都經(jīng)過(guò)驗(yàn)證是先進(jìn)的、可靠的。這樣到型號(hào)發(fā)展階段，設(shè)計(jì)師才能在成熟、可靠的技術(shù)基礎(chǔ)上進(jìn)入整機(jī)研制，減少研制中的風(fēng)險(xiǎn)，避免遇到顛覆性的問(wèn)題。

　　新中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)事業(yè)是從修理起步的，曾經(jīng)長(zhǎng)期處于仿制階段，缺少對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)研制規(guī)律的認(rèn)識(shí)，預(yù)研起步較晚，缺乏經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的可靠的技術(shù)儲(chǔ)備，因此在型號(hào)研制中經(jīng)常是遇到問(wèn)題再攻關(guān)，這樣做不僅增大了研制風(fēng)險(xiǎn)，往往還因?yàn)橥祥L(zhǎng)了研制時(shí)間、事倍功半，甚至失去發(fā)展時(shí)機(jī)，無(wú)果而終。