航空发动机研制难度

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都说中国人仿制水平世界一流 却为何仿制不出世界一流的航空发动机

都说中国人仿制水平世界一流 却为何仿制不出世界一流的航空发动机

都说中国人仿制水平世界一流却为何仿制不出世界一流的航空发动机都说中国人仿制水平世界一流,却为何仿制不出世界一流的航空发动机?【胡虎的回答(228票)】:关于航空发动机,说再多技术问题都不如一个故事。

当年,在北航读书的时候,美国GE公司一个总设计师级别的发动机专家来做报告。

他说当年对于最简单的燃烧室形状,通过微调确定了六个不同的模型,每个模型都做了大量的试验,积累了很多数据,最终得出一个最优模型。

这也只是发动机设计工作的九牛一毛。

我们所谓的仿制,都是知其然不知其所以然,以为外形一样性能就一样,这在航空发动机这样的顶尖科技中简直是天方夜谭。

如果国内有哪个大学,哪个研究所,哪个领导能真正重视基础科学、基础数据的积累,国产发动机也早不是今天的样子了。

【王乾的回答(175票)】:各位知友所讲的故事意思基本是在难度上,难度确实是非常重要的一方面,但并不是这个问题的全部。

中国航发的基本情况是“有体系,走过较为完整的过程,但远未满足实际需求”。

作为一个成长在相关领域从业家庭的制造业准科技工作者,我试着说一下我的看法:1.难度。

航空发动机无疑是最复杂的工业产品,即使有之一也不会有太多的出其右者。

构建一个完整的集设计、制造、试验、维护一身的工业体系尚属不易之事,更不用说在该体系下诞生一型优秀的航空发动机了。

从公开的资料看,截止前些年能够独立涉足这个领域搞出成品的只有五大常任理事国,这里面虽有许多复杂的因素,但足以佐证其难度之大。

我国在航发相关的基础科学(流体、燃烧、强度)、材料、加工、管理等多个领域的水准是否属一流尚存争议,更谈不上顶尖了,这是中国的航发目前只停留在“有体系”这个阶段的重要原因之一。

2.思路。

这个问题坊间有这样那样的传闻,但从国内航发历史使用情况上看,大概曾经满足于从国外进口发动机的现状上。

相比于国产发动机,俄制、英制的工作时间更长,性能比早期国产货更加优异,俄国货更是舍得外汇就能获得,还落个经贸合作、拉拢”伙伴“之名。

航空发动机研制难点

航空发动机研制难点

航空发动机研制难点目前,在各行各业众多工业产品中,能够称得上是“工业王冠”的大概只有喷气航空发动机和微电子芯片了。

“工业王冠”不单单反应的是喷气式航空发动机在技术层面的研制难度,也不仅仅说明了航空发动机在飞机设计中属于“心脏”一样的核心地位,更说明了在国家发展过程中航空发动机如同“王权”一般高端的战略位置。

但是我国偏偏在航空发动机研制过程中,长期处于“慢性心脏病”的状态,在追求“工业王权”的过程中,长期处于“知其然,不知其所以然”的境地。

不过,在对航空发动机研制客观规律进行总结和对于国家发展有了更深层次的认识之后,我国在当今航空发动机技术发展的战略机遇期,不仅可以与航空强国齐头并进,还要创立属于中华民族的“动力王朝”。

现代涡扇发动机结构极其复杂,图为GE90大涵道比涡扇发动机结构剖视图采用三维气动算法进行理论计算的压气机叶片如何组织燃料高效的燃烧而又不伤及自身,是燃烧室设计的核心问题带有冷却孔的涡轮叶片,采用了激光熔接技术,号称是世界上最难制造的零件之一。

我国直到上世纪八十年代才开始的高推比核心机预研计划F119-PW-100堪称是世界第一发动机,可是只是美国第四代核心机的衍生产品而已,后面还有三代……用于民航的大涵道比涡扇发动机,我国目前在这个领域没有自己的发动机型号。

精心雕琢的工业王冠喷气式航空发动机的性能优势是建立在精巧的连续回旋转子结构上的,其研制难点也基本围绕这一个核心展开。

现代飞机不断提高的战术技术指标对航空发动机提出了非常高的要求。

高温、高压、高转速而又要求高可靠性、耐久性和维护性是其基本特点。

在这些高而又相互矛盾的要求的推动促进下,航空发动机经过长时间的发展已经成为人类有史以来最复杂最精密的工业产品。

压气机的作用是利用来自涡轮的能量对发动机进气进行压缩和增温。

一方面提高了进气分子活跃程度,更有利于提高燃烧效率。

另外一方面,增加了单位体积内的氧气含量,因为大气尤其是高空大气的单位体积含氧量太低,远小于燃烧室中的燃油充分燃烧所需的耗氧量。

航空发动机研制的难点和目前中国的发动机技术浅谈

航空发动机研制的难点和目前中国的发动机技术浅谈

航空发动机研制的难点和目前中国的发动机技术浅谈来源:高文君。

BAXIA的日志航空发动机体现了一个国家的整体工业水平,因为航空发动机的制造要求非常高,工艺精度非常细,航空发动机的研制本身就有着风险大,技术高,研制周期偏长,花钱巨大的多种因素在内。

比如周期问题,为什么说它长,是因为研究的过程是非常复杂的,许多的设计理念都是靠专家们独自摸索的。

发动机不是一个逆向学就能搞懂的。

从设计样稿,到制造样机,在到实验,如果其中一个细节失败了就得重头来过,从新设计,在循环下去,直到各项指标均达到要求后才算结束。

这点俄罗斯方面都会有许多的困难,其主要还是资金问题,其他方面如设计技术等相对来说很少。

俄罗斯第五代发动机AF-41的3D效果图,俄国官方已经承认在研制过程中出现问题首先我们说下发动机的基本常识,发动机大致分为活塞式和螺旋桨。

这里包括柴油机,汽油机,和燃气涡轮机等,还有一种是冲压喷气式发动机,(这种发动机本身就有局限性,一般用在导弹和火箭上)由于字数问题前两者我们就不谈了,在这里我们主要说下燃气涡轮机。

燃气涡轮机的构成大体部件可分为五个:进气装置、压气机、燃烧室、涡轮和排气装置。

其中压气机,燃烧室和涡轮是最主要的,如果这三个出现一点问题,那么整个发动机的研制就会失败。

燃气涡轮机里也分好多种,这里我们就提下涡轮风扇发动机,因为涡轮风扇发动机大多用在目前主力的二、三代战斗机中,是必不可少的关键。

我国在航空发动机的研究上大概有50多年,虽然研制时间较短,但我国也搞出了至少15种型号的发动机,这其中有买专利后研制的,也有仿制的,可以说,一直到现在我国的发动机也没有完全摆脱仿制的影子。

但这是不得已的,我国也曾经试着自己设计发动机,但都没得到很好的结果。

可以说走仿制的路子实是无奈之举。

从当时的情况来看我国航空发动机的研究严重落后于其他国家,虽然走了很多弯路,但现在我们着实有了实质性的进步,太行发动机的出现使我国成为世界上第四个能独立研制航空发动机的国家,虽然目前和俄罗斯的AL31F相比还略有差距,但也是一款很不错的航空发动机了。

航空发动机被称为研发制造难度最大的现代工业造物,这么难造吗?

航空发动机被称为研发制造难度最大的现代工业造物,这么难造吗?

航空发动机被称为研发制造难度最大的现代工业造物,这么难造吗?航空发动机(尤其是军用)要在非常有限的体积内追求极致的性能,需要更尖端的材料和更精细的设计,材料能满足几百至几千小时的稳定工作就可以了。

三转子(三轴)发动机的是英国罗尔斯·罗伊斯,比如罗罗以前的RB211系列和目前的瑞达系列。

法国没有能力搞先进航空发动机,目前有能力搞先进航空发动机的只有两个国家三个公司,即英国的罗罗,美国的GE和普惠,效率,推力和涵道比,增压比,涡轮前温度都有匹配关系。

涡轮前温度越高,匹配的总增压比会提高,民用大涵道比发动机涵道比尽量增大,匹配的风扇压比会降低,军用小涵道比是尽量提高涡轮前温度,它的要求和民用不同。

感觉已经到了现在常用材料的瓶颈了,镍基合金承载温度从700升到1000℃提升的比较快,到1100℃再往上就很难了。

1400℃是镍基合金的熔点范围,现在已经0.8Tm了,更高的温度只能指望陶瓷叶片或复合材料叶片了。

现在的航空发动机有离心式和轴流式地面燃气轮机希望实现高效率、低成本、耐久性和长时可靠性(温度相对低一点,要求材料在更长时间的(10万小时级)稳定运行),对体积要求相对低一点。

地面燃气轮机工况相对稳定(比如电站),材料能使用更长的时间;而航发工况更复杂(起飞、爬升、巡航、剧烈机动)导致材料失效更快。

这两个领域要做好的话,都需要几十年的持续投入和积累。

如果德国和日本要搞先进航发的话,不少东西也是得从头开始。

战后德国的人才流失严重,国防工业也被压制。

此外也存在需求不足的因素。

毕竟欧洲要直面苏联的压力,MD在欧洲防务是很上心的。

德国虽然在燃机领域颇有建树,但是航发和燃机的差异还是很大的,没有足够的驱动力,几大巨头们也不愿走这条无止境烧钱的路。

MTU利用自己在燃机领域积累的雄厚实力,参加了不少航发的国际合作,大多负责压气机和低压涡轮部分;核心机一般都是交给美英的合作中完成,这也算是术业有专攻吧。

台风配备的EJ200好像也是RR负责核心机,德国人搞压气机。

国防军工:航空发动机:军工长坡厚雪最佳赛道,4大成长逻辑催生万亿赛道

国防军工:航空发动机:军工长坡厚雪最佳赛道,4大成长逻辑催生万亿赛道

证券研究报告| 行业点评2021年11月14日国防军工航空发动机:军工长坡厚雪最佳赛道,4大成长逻辑催生万亿赛道我们认为,“航空发动机+燃气轮机”两机赛道是军工领域中长坡厚雪最佳赛道,是典型的拥有长期成长大空间、高壁垒、好格局的大赛道。

第一,航空发动机赛道4大成长逻辑,催生万亿赛道。

1、以WS-10为代表的三代机批产提速,2021H1航发动力248亿元大额预收款彰显高确定性的高景气度。

WS-10是我国主力战机的主力发动机型号,2021Q3航发动力营收同比、环比均增长30%以上,我们预计这足以说明其在2020年中央提出全面聚焦备战能力建设以来进入批产提速阶段。

2021H1末航发动力248亿的预收款(与2020年末增长784.8%)对应的是对主力机型的大单制采购,预收着未来3~5年需求端非常饱满,不仅彰显高确定性的高成长,而且对于航发链条制造业企业而言可以获得很好的规模效应并提升盈利能力。

2、众多新型号进入密集定型批产阶段。

正如航发动力2021半年报所述,四代机关键技术能力大幅提升;五代机预研技术持续突破瓶颈。

我们预计航发新机型在我国飞发分离体制与两机专项政策等支持下,研制定型或再提速,众多航发产品线将陆续进入定型批产节奏。

一个发动机型号服役周期几十年以上,层出不穷的发动机型号在丰富我国军用航发产品线的同时也会给航发产业带来长足的发展动力。

3、航发维修后市场逐步打开。

近年来实战化训练强度的加大,正在加速航空发动机的损耗,不止于是进口的AL31F,还有我国主力机型WS10等都在快速打开维修后市场。

从发动机全寿命周期来看,维修价值量占比高达50%左右,我们认为航空发动机的耗材属性是将航发赛道进一步拉长的关键因素。

4、国产商用航空发动机产业化进程加速。

目前我国C919面临批产,但国产商业航空发动机CJ1000又尚未研制定型,我国商用航空发动机产业与半导体产业类似实现自主可控刻不容缓,两机产业有望迎来重大战略发展机遇。

航空发动机设计与研制

航空发动机设计与研制

航空发动机设计与研制航空发动机作为飞机的核心部件,其性能与质量直接关系到飞机的安全、经济和环境保护等多个方面。

因此,航空发动机的设计与研制是航空工程领域的核心问题之一。

一、航空发动机基本构成和工作原理航空发动机主要由气流部分和机械部分组成。

气流部分包括进气道、压气机、燃烧室和涡轮等,其作用是提供足够的空气和燃料混合物并将其压缩。

机械部分包括前、中、后压缩级、离心式离心机、燃烧室、高压涡轮、喷气推进管道和尾喷管等组件,其作用是释放压缩气体的能量并转化为机械能。

航空发动机的工作原理是利用空气和燃料混合物,在燃烧室内燃烧,产生高温高压气体,推动高速旋转的涡轮,将旋转运动转化成推力,并通过喷气推进管道和尾喷管将推力传递到飞机上,从而推动飞机前进。

二、航空发动机设计和研制过程航空发动机的设计和研制过程是一个由需求分析、概念设计、详细设计、制造、测试和验证等环节构成的复杂工程。

1.需求分析:首先需要分析市场需求、业务需求和技术需求等,并通过市场调研、数据分析、航空需求预测等方法进行分析。

2.概念设计:在需求分析的基础上,根据航空发动机的性能指标进行初步设计,确定气流和机械的基本结构和参数,并通过计算机仿真和实验验证等方法进行验证。

3.详细设计:在概念设计的基础上,对航空发动机的每个组件进行优化设计和结构设计,包括材料选择、加工工艺和装配等。

4.制造:按照详细设计的要求完成各个组件的加工和制造,并进行评估和测试。

5.测试和验证:对制造的航空发动机进行各种性能测试和验证,确保其满足工程需求和适航标准要求。

若存在问题,则需要进行修改和优化。

三、航空发动机设计和研制的挑战和发展方向航空发动机设计和研制有着很多挑战,其中包括:1.性能要求高:航空发动机需要满足动力输出、燃油消耗、热效率、噪声和排放等多项指标要求。

2.工作环境苛刻:航空发动机工作环境极为苛刻,需要耐高温、耐摩擦和受力均衡等。

3.设计难度大:航空发动机设计涉及多个专业领域,需要深入了解气流和机械的结构原理,做到优化设计和协同配合。

航空发动机为何那么难

航空发动机为何那么难

航空发动机为何那么难?腾讯网·军事频道2014-02-11 15:06我要分享4389航空涡扇发动机技术含量极高,被誉为“工业王冠”。

随着中国航空工业的井喷式发展,近年来,每当有一款国产新型战机首飞,网友们最关心的往往已不是飞机的性能,而是这款飞机是不是采用国产发动机。

就目前来说,答案往往是令人失望的,航空发动机为何那么难?中国人就造不出先进的航空发动机吗?我们先认识一下现代的先进航空发动机,现代战斗机、军用运输机、民航干线客机等采用的都是涡轮风扇发动机。

简单来说,涡扇发动机有2个同心圆涵道,由风扇、压气机、燃烧室、涡轮、喷管等5部分组成。

其中压气机、燃烧室和涡轮又往往被合称为发动机的核心机。

战斗机用涡扇发动机,与运输机、民航客机的区别主要在于风扇,客机的发动机一般采用大直径风扇,可降低耗油率;战斗机的发动机风扇直径一般较小,以进行超音速飞行。

空气从涡扇发动机的进气口流入,经过压气机压缩后,在燃烧室与煤油混合燃烧,高温高压燃气经由涡轮、喷管膨胀,最后高速从尾喷口喷出。

涡扇发动机的推力一部分来自喷出燃气所产生的反作用力;另一部分是涡轮驱动风扇,风扇旋转驱动空气,经由发动机外涵道喷出的反作用力。

涡扇发动机与涡喷发动机涡扇发动机为何那么难?想象一下,苏27的AL-31涡扇发动机最大加力推力是12.5吨,2台AL-31可推动20多吨的苏27以超过2倍音速飞行。

但AL-31的风扇直径不到900毫米,涡轮直径不到300毫米;基本物理学原理,力是相互作用的,也就是说这么小尺寸的风扇、涡轮反过来要时刻承受着12.5吨的力。

形象一点说,大家应该都看过壮汉用喉咙顶着钢枪推动汽车的表演,涡扇发动机也大概如此,只是壮汉推汽车是慢慢挪动,而涡扇发动机要推动飞机以2倍音速飞行,各部件要承受住异常严酷的高温高压考验。

另外,一台用于超音速战机的涡扇发动机直径一般仅1米左右、长度4米左右。

以AL-31为例,这么小的一个圆筒状物体,要塞进4级风扇、9级压气机、2级涡轮、可收敛-扩张喷管、燃烧室、加力燃烧室,还要在之间安排冷却空气通道,周围安装燃油控制系统等的。

航空发动机究竟有多难?世界上仅有5个国家可以独立制造

航空发动机究竟有多难?世界上仅有5个国家可以独立制造

航空发动机究竟有多难?世界上仅有5个国家可以独立制造在现在的发展过程当中,很多技术都是比较难以突破的,有的东西虽然阿出现的时间比较早,但是现在被人们攻克也依然是一件困难的事,这样的东西一提到人们都会想到航空航天的制造方面。

除开这个之外还有一个至关重要的就是关于他们的一些窝喷发动机的发明和研制,这样的发动机对于很多国家而言都是难以突破的难关,今天我们就来介绍一下,拥有着自主独立制造技术的国家。

首先的这一个就是美国,美国的实力非常的强劲,在这方面的发展技术他们也有着比较多的一些投入,因此有发展的时间比较早在对这方面也有一些延续性的发展。

而在于对于涡扇和涡喷发动机的发展上,他们也有着很多新型的研制,并且现在他们在这方面的实力是非常强劲的,不仅能够满给国家的一些销量,还可以满足对外出口。

而在性能方面也有绝对的质量保证,也因此成为了现在很多不能自主研发国家一个购买的固定国家点。

接下来要介绍的这个国家就是英国,英国和美国一样,拥有着比较强劲的发展实力,并且他们国家最受瞩目的就是罗罗公司,这个劳斯莱斯发动机的生产地方,自然在对涡扇以及涡喷发动机上有着比较长时间的研制,同美国一样不仅实力强劲,他们也能够满足出口。

之后要介绍的这个国家则是俄罗斯,俄罗斯虽然拥有自主的研制能力,但是对外出口这一方面没有英美国家这么出众,再加上在一些利用方面的问题也不是能够和美英国家相比的,所以这些制造虽然说可以制造出来,但是还有改进的余地。

还有一个国家则是法国,法国的涡扇以及涡喷发动机是非常中规中矩的,只能够自主研制,不能够满足出口。

而在唯一拥有能力的五个国家当中,最后一个则是我们中国。

我国在发动机方面是一个弱势项目,但是我们拥有着独立制造的技术,虽然说在一些性能方面不可以与其他国家相比,但是能够满足发展,在之后的发展我们也只需要对一些功能性能进行加长和更换就可以了。

好了,今天就为大家介绍到这里,我们下一期再见!。

航空发动机,到底有多难?1700℃高温、3个三峡的高压、40吨离心力

航空发动机,到底有多难?1700℃高温、3个三峡的高压、40吨离心力

航空发动机,到底有多难?1700℃高温、3个三峡的高压、40吨离心力“航空发动机是一个技术精深得使新手难以进入的领域,它需要国家充分开发、保护并充分利用该领域的成果,需要长期的数据和经验积累以及国家大量的投入。

”——美国国家关键技术计划说明书中这样写道。

作为“现代工业皇冠上的明珠”的航空发动机,是衡量一个国家综合科技水平、科技工业基础实力和综合国力的重要标志。

航空装备中,最受关注的当属航空发动机。

航空工业被比作现代工业的“皇冠”,航空发动机更被称为现代工业“皇冠上的明珠”,是飞机的心脏。

长期以来,一直有人不理解,为什么中国造得出神舟飞船、造得出歼—10战机,偏偏造不出先进的航空发动机?航空发动机的研制究竟难在哪儿?要承受1700℃以上温度,以及相当于3倍的蓄满水后的三峡大坝底部压力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,本身具有超常的难度。

具体说来,航空发动机是为飞行器提供动力的热力机械,需要在高温、高压、高速旋转的条件下工作,对研制的要求很高。

温度有多高?目前先进的航空发动机工作温度在1700摄氏度以上,大大超过发动机涡轮叶片镍基合金的熔点。

压力有多大?发动机压气机增压后的压力高达50多个大气压,相当于3倍的蓄满水后的三峡大坝底部压力。

旋转有多快?转子每分钟旋转几万转,叶尖承受的离心力相当于40吨重卡车的拉力。

问高温、高压、高转速固然对研制提出了高要求,但是宇宙飞船不也会面临高温问题吗?海洋装备不也要处理高压问题吗?为什么航空发动机研制就被难住了?答高温、高压和高速,单独看的确可以通过一些技术手段解决。

比如:宇宙飞船、火箭,可以在高温处覆盖隔热瓦,解决高温问题;地面和水面动力,可以把发动机做得大一点,解决压力、强度问题;一次性产品,如导弹动力、火箭动力,不需要考虑长寿命,一些难题也就迎刃而解,最后烧掉或者不再使用就行了。

但是,航空发动机不一样,其研制还有“体积要小、重量要轻、寿命要长、可以重复使用”的要求,这意味着难度成倍增加。

中国航空发动机的艰辛与辉煌之路

中国航空发动机的艰辛与辉煌之路

中国航空发动机的艰辛与辉煌之路如果把现代作战飞机比作高科技的皇冠,那么航空发动机就是这顶皇冠上的明珠。

目前世界上能够设计、制造飞机的尚有10多个国家,而能够独立自主研制航空发动机的则仅有少数几个国家。

纵观美、俄、欧先进涡喷、涡扇发动机的研制,无一不是从预先研究开始,先通过核心机研制,再通过验证机研制发展而来。

所谓核心机,就是燃气涡轮发动机中由高压压气机、燃烧室、涡轮三个主要部件及有关附件组成的发动机核心部分。

在核心机的基础上经必要的修改后,配上风扇、低压涡轮、加力燃烧室、控制系统和传动系统等相应的部件就可以研制出军用涡扇发动机、民用涡扇发动机、舰船用燃气轮机等一系列发动机。

世界上航空发动机型号虽然种类繁多,但是核心机就那么几台,由此可知核心机的重要作用。

航空发动机核心机技术是一个国家的最高技术机密之—,它们对外都是严密封锁的,在这种情况下,我国的高推重比涡扇发动机核心机又是如何研制出来的呢?一、预先研究,初尝战果从上世纪五十年代后期起,我国开始探索自主研制航空发动机的途径,虽历经艰辛,却没走到形成装备这一步,—直在靠进口、仿制、改型来满足新研军机对航空发动机的急需。

但是能够买得到的只是三、四流的技术和产品,连二流的也买不来,更不要说一流的了。

直到今天,我国在役的航空发动机或多或少都还带有外国血统。

如果中国要造自己的先进战斗机,那么首先就必须有自己的航空发动机,这样才不至于在关键领域受制于人,因为武器装备对任何国家来说都具有“敏感性”,任何一个国家都不会无私地用自己的技术去“武装”其他国家。

为此,我国在研制新一代战斗机的同时就启动了高推重比涡扇发动机的研制。

高推重比涡扇发动机是我国第一个计划从预先研究开始,然后发展成为型号,并且装机背景明确的航空动力重点工程。

它相对于我国在役和其它在研的航空发动机来说,又是一个技术全面跨代的航空发动机。

因而,它对我国走完自主研制航空发动机全过程,对缩小与西方发达国家的差距,为新一代战机提供合格的动力装备,都负载着巨大的重托和期盼!“十年磨一剑”,上世纪九十年代末,我国高推重比涡扇发动机的预先研究,基本完成了其零部件研制、一系列技术支持性试验以及核心机的方案设计,实现了预先研究阶段的研制目标。

首席专家:发动机开发是最重要的国家机密,比搞核武器还困难

首席专家:发动机开发是最重要的国家机密,比搞核武器还困难

首席专家:发动机开发是最重要的国家机密,比搞核武器还困难AL-41F-1 发动机测试为俄罗斯隐形战斗机Su-57配套的AL-41F-1发动机开始量产,这么重大的事军迷都没反应吗?据俄罗斯塔斯社4月23日报道,苏-57战斗机第一阶段发动机AL-41F-1已经投入批量生产。

2018年11月开始,留里卡设计局开始向厂商发送设计图纸文件,开辟生产线,进行批量生产,这表明AL-41F-1发动机已经设计定型,苏-57的瓶颈问题解决,即将大批量装备。

去年11月,苏-57“第一阶段”AL-41F-1喷气发动机(Izdělije117)的研究,开发和测试结束。

该发动机是Su-35S战斗机的AL-41F-1S(Izdělije117S)改进型,专为第一批新型俄罗斯多用途战斗机Su-57而设计。

AL-41F-1 发动机喷嘴喷尾头(放大)在开发过程中(自2004年起),AL-41F-1已经生产了38台发动机,其中30台直接用于飞行试验Su-57。

AL-41F-1的主要优点是首次使用俄罗斯军用喷气发动机的数字控制单元(俄罗斯生产)。

AL-41F-1的“第一级”发动机旨在使Su-57在“推重,机动性和低检测性”之间实现出色的平衡。

苏-57数字控制单元也可用于开发苏-57的“第二阶段”Izdelie-30发动机。

这些发动机可获得完全的数字控制,尤其是超音速,无需加力燃烧。

根据目前的计划,Izdelie-30发动机的开发将持续到2025年 - 但是第一次发动机安装和试飞计划在今年11月初进行。

三班倒工作根据俄罗斯报纸报道,开发人员和技术人员三班倒工作以满足商定的最后期限。

但据称分包商存在无法履行其义务的问题。

俄罗斯网站指出,如果出现持续性问题,可能会将Su-57的Izdelie-30发动机试验推迟到11月。

AL-41F-1 发动机测试根据俄官方的说法,Izdelie-30发动机与AL-41F-1发动机明显不同,特别是新型涡轮机和完整的数字控制系统。

航空发动机为什么这么难造

航空发动机为什么这么难造

航空发动机为什么这么难造作者:刘念国来源:《华声》2016年第04期2月22日,《中国航空报》刊发了一篇文章《铸国防空疆之重器——记中航工业发动机研究院、动力所总设计师刘永泉》。

文章报道了刘永泉总设计师的事迹,并提到某型发动机试验成功,“十二五”研制目标顺利实现。

有军事观察员据此指出,该型发动机应该为FWS-10B型“太行”改进型发动机。

此消息一出,立刻震惊国内外。

许多人大概不知道,造出航空发动机一直是我国竭尽全力奋斗的目标。

因为中国虽说是世界第一制造大国,造得出神舟飞船,造得出歼10战机,却一直研制不出先进的航空发动机。

而航空发动机却至关重要,因为航空工业被比作现代工业的“皇冠”,航空发动机更被称为现代工业“皇冠上的明珠”,是飞机的心脏。

我国航空兵主力作战型号飞机,基本采用的是国外动力系统,目前除了装备“太行”发动机的少量歼11B战斗机,使用国产动力系统外,所有的新研军机都是买装或仿制国外的发动机。

可以这样说,我国航空动力工业还未向我国航空兵提供过任何一型自行研制的航空发动机,也从未有过一个航空发动机型号走完过预研—试制—验证—立项—详细设计—设计定型—生产定型的科研过程。

航空发动机的落后,已严重制约了航空工业的发展,成为空军武器装备发展的“瓶颈”。

航空发动机是地球上技术水平最高、核心技术门槛最严格、涉及理论最高深、整体结构最复杂的工业产品,号称是“工业之花”。

航空发动机与航天工业产品火箭发动机不同,火箭发动机是一次性产品,而且最多工作数百秒,并不需要非常强大的材料和工艺技术。

而航空发动机,尤其是战斗机使用的涡喷涡扇发动机,其不仅仅寿命长达数十年(依照发动机寿命和各国空军飞机使用情况),而且工作环境恶劣,工作状态改变频繁。

比如美国三代动力系统的第一个作品F100-PW-100,其研制之初,没有充分估计到航空发动机工作状态转换问题,装备部队后,在战斗训练过程中,飞行员常常需要发动机在最大工作状态和最低转速之间频繁转换,结果F100-PW-100出现了大量问题,也导致了F-15战斗机经常性的“趴窝”。

航空航天工程师在航空发动机设计中的挑战

航空航天工程师在航空发动机设计中的挑战

航空航天工程师在航空发动机设计中的挑战航空航天工程师在航空发动机设计中扮演着至关重要的角色。

作为这一领域的专家,他们面临着许多挑战。

本文将探讨航空航天工程师在航空发动机设计中所面临的挑战及其解决方案。

一、高效能要求航空发动机需要具备高效能特征,以满足现代航空业的需求。

工程师们必须面对设计出机动灵活、效率高的发动机的挑战。

这要求他们采用先进的材料和技术,并结合优化的设计方法,最大限度地提高功率输出并降低燃料消耗。

为了应对这一挑战,航空航天工程师积极探索新的材料,如复合材料和高温合金,以提高发动机的性能。

同时,他们着眼于精确的流体力学分析和计算机模拟技术,以优化发动机的气动特性和燃烧效率。

二、重量与强度的平衡航空发动机必须具备良好的重量和强度平衡。

一方面,发动机需要足够强大以保证飞机的稳定性和安全性;另一方面,较轻的发动机有助于提高飞机的效率和载重能力。

这给航空航天工程师带来了挑战。

工程师们通过使用轻质材料和优化设计来解决这一问题。

他们采用高强度的合金和复合材料来提高发动机的强度,并使用CAD(计算机辅助设计)软件来精确控制发动机的结构,并最大限度地降低其重量。

三、高温和压力环境航空发动机工作在高温和高压力的条件下,这给航空航天工程师带来了极大的挑战。

发动机内的高温环境不仅对材料性能提出了要求,还会对发动机的可靠性和寿命产生影响。

工作在高压力下的发动机还需要承受更大的负荷和应力。

为了应对这一挑战,航空航天工程师采取了多项措施。

他们使用耐高温材料和冷却系统来保护发动机的关键部件。

此外,他们还进行了大量的数值模拟和实验研究,以完善发动机的设计和优化其性能。

四、环境友好和可持续发展如今,环境友好和可持续发展对航空工业提出了更高的要求。

航空发动机设计师需要在满足高效、高性能的同时,降低对环境的不良影响,减少噪音和尾气排放等问题。

为了解决这一挑战,航空航天工程师倾向于使用更清洁的能源,如生物燃料,并研究开发更有效的噪音减排技术。

对航空发动机行业的认识

对航空发动机行业的认识

对航空发动机行业的认识航空发动机这玩意儿,就像是飞机的心脏。

你想啊,人没了心脏那还能活吗?飞机没了发动机,那也就是个大铁疙瘩在地上趴着。

这航空发动机啊,可不是个简单的东西。

它就像一个超级复杂的小宇宙,里面的零件那叫一个多。

就好比你去看一场超级盛大的音乐会,每个乐手都有自己的角色,每个乐器都不可或缺,航空发动机里的零件也是这样。

那些小小的螺丝钉、精密的叶片、复杂的管路,就如同音乐会里的各种乐器和乐手,必须协同工作,才能奏响美妙的“飞行乐章”。

咱就先说说制造航空发动机的难度吧。

这难度啊,就像是让一个人在头发丝上雕刻《清明上河图》。

材料要过关,工艺要精湛。

你看那些耐高温、高强度的材料,可不是随随便便就能找到的。

就好比找一个既能文又能武,还得长得帅、脾气好的全能型人才一样难。

而且制造过程中的工艺精度,那必须得达到极致。

稍微有点偏差,就可能像在搭建积木的时候放错了一块,整个大厦就可能崩塌。

再讲讲航空发动机的研发。

这研发啊,就像是一场没有尽头的马拉松。

研发人员就像一群孤独的探险家,在一片未知的领域里摸索前行。

他们得不断地尝试新的设计理念,新的技术。

今天觉得这个设计不错,明天可能就发现有个致命的问题。

这就像你做菜的时候,按照菜谱做了,结果发现味道不对,又得重新调整配料和做法。

而且研发航空发动机还特别烧钱,就像个无底洞一样。

钱花出去了,还不一定能立马看到成果,就像你种了一颗种子,天天浇水施肥,也不知道它啥时候才能开花结果。

在航空发动机这个行业里,那些工程师和技术人员可都是超级英雄。

他们整天对着那些复杂的图纸和数据,就像和尚对着经书一样专注。

有时候为了解决一个小问题,可能要熬上好几个通宵。

这就好比你打游戏的时候,卡在一个关卡过不去,不睡觉也要把它打通关。

他们对航空发动机的热爱啊,那是一种深入骨髓的感情。

就像球迷对自己喜欢的球队一样,不管输赢,都不离不弃。

还有那些维护航空发动机的工作人员,他们就像是航空发动机的私人医生。

科谱:航空发动机为什么难造?给你图纸也造不出~

科谱:航空发动机为什么难造?给你图纸也造不出~

科谱:航空发动机为什么难造?给你图纸也造不出~就算把图纸摆在面前,也仿制不出来,说的就是航空发动机。

劳斯莱斯当年为了造RB211差点破产,最后靠分割汽车与航空事业,才捡回了一条性命。

即便是现在,全世界有能力造航空发动机的国家也不超过五个。

造航空发动机究竟有多难?航空发动机的核心由燃烧室、涡轮、风扇、压气机四个部分组成,发动机启动后,空气从最前面的风扇进入,之后就兵分两路,一路从外涵道排出,产生推力,另一路进入压气机,通过多轮挤压得到浓度较高的压缩气体,再进入燃烧室与燃料均匀搅拌,通过火花塞在燃烧室引燃产生巨大动能来推动涡轮旋转,涡轮再带动前面的风扇转动,如此循环往复,这就是发动机工作的全过程。

说起来简单,实践起来就很复杂,燃烧室里的温度大约1900度,如此高温很少有材料能扛得住。

设计师们只能通过组织气流,让冷空气不断在火焰筒外围流动,进而隔绝高温,到了涡轮就更严峻了,温度高,气动环境差,它得靠引气进来,把涡轮页面挖空,冷空气从轴引入,通过离心力喷出,不断隔绝热空气与页面的接触。

这些空心的叶片和我们手机一般粗细,却要承受50吨的力,大概相当于在你的手机下面的吊25辆轿车。

内部叶片对振动的要求是极为苛刻的,加上旋转速度极快,一旦掉块无异于发动机被子弹击中,航发的测试是非常暴力的,开机爆炸一下,外圈不能脱落,往往测试中就要砸进去不少试验机。

研发一台发动机的周期是20年左右,需要几家研究所加工厂联合研制。

一台设计良好的发动机,至少还得保证30年内不落伍,叶片一片4万,光一个轮盘上,就有70多片,如此持久巨量的投入直接劝退了不少后发国家。

不过难归难,正是因为其中一环扣一环的密切运作,让飞机成为世界上最安全的交通工具之一。

圆了我们那份翱翔蓝天的梦想。

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航空发动机研制难度
1.原料关,钛,钴,錸。

还有稀土。

这三样,提取不易,而且稀少。

2.材料关,钛铝合金部件,尤其是发动机叶片上的单晶叶片,制作难度高的惊人。

涡轮叶片的成形工艺和晶
相结构,涡轮始终工作在极端的高温高压条件下,严苛的环境对其材料制造工艺有着非常苛刻的要求。

目前国际上主流的涡轮叶片主要采用粉末冶金工艺制造的空心叶片,叶片内部的空心结构有着特殊的走向和构型。

而且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,具有很高的工艺难度。

除了涡轮之外,涡轮风扇发动机的宽弦叶片的制作也需要很高的工艺。

3.加工设备关,没有超大型压铸机,无法制作核心零件。

这设备美俄各有两台,英国一台,核心高端设备,不出口,不租借。

4.各种力学,材料顶级实验平台。

几乎都是高精尖。

喷气式发动机的控制主要分为两个方面,第一是压力的控制,第二是温度的控制。

例如,如何提高高压压气机出口的压力,从而提高压气机的增压比?如何提高从尾盘口排出燃气的温度和压力,从而使发动机具有更强劲的推力?如何降低低压涡轮的排气温度,
从而提高发动机的整体效率?如何防止发动机的喘振?而且这些都需要科研人员无数
次的改进气动热力方案和无数次的试验去探索。

如果这些问题解决不了,就会影
响发动机工作状况,造成结构损坏和空中停车等严重状况。

设备和无数次试验。

5.加工航空发动机零件的各种尖端机床,激光打孔机等。

6.发动机高空测试平台这东西也是要几亿人民币,而且也是浩大工程。

印度请人开发的卡弗里发动机,没有高空测试平台,不得不到俄罗斯去测试。

如果不是俄罗斯太缺钱,根本不会让你用!
7.测试发动机和飞机的风洞。

同样又是烧钱。

8.配套飞机研发设计生产工程。

这也是要举国之力才办得到。

例如配套的火箭动力超音速测试平台。

9.优秀的试飞员,如果机毁人亡,更是实验巨大的失败。

10生产芯片的能力,当然如果只能设计,不能生产也不行,因为要光刻机。

没有光刻机,就生产不出来芯片。

11编写发动机控制软件的能力。

12一流的技术工人,工程师。

设计师组成的研发团。

发动机现在的组装依然是手工组装,对技术工人很高!13维修发动机设备和技术。

这又是一门技术,造出来不会修,不是开玩笑,造与修还不同,以前我国靠的是乌克兰掌握,没有修理就没法子纠错,发动机寿命,各种指标就无升级改进。

修理的设备和检测的设备也是与众不同。

例如修理用的工业内窥镜,以前都是进口,现在才国产化。

14.工艺工序关,这个组装和加工是要求极高,至今无法用机器人和流水线替代。

15配套的技术,例如液压技术,这个发动机,要求不高,但是在飞机起落架上要求很高。

我国可以造,但是高端核心部件落后于美德日英等国。

16复制拆解难!航空发动机难以制造的特点首先体现在复制拆解难,一款汽车、航空器的外形可以通过反向测绘进行复制,汽车就不用说了,复制起来更是信手拈来。

航空器外形复制也是有的,比如图-160和B-1B轰炸机,但发动机的复制如果没有图纸介入,那根本是不可能的。

比如目前波音737客机上使用的主流发动机CFM-56系列发动机,从1974年首次运转到今天,一共生产了超过2万台,波音、空壳主打的单通道客机几乎都用了。

拆解CFM-56时就会发现,发动机叶片上指甲盖大小的地方覆盖着许多小气孔,如果没有图纸定位,完全没法对其进行复制。

一旦气孔打的位置不对,会直
接影响叶片散热,那么复制品的整体性能就下降了。

GE公司凭借CFM-56的技术基础,研制了覆盖各种机型使用的发动机,与普惠展开直接竞争。

17此外一些关键部件要求极高,例如发还有军用航空发动机轴承,高级轴承钢我国刚刚自产,这个轴承精度,耐高温,高压,耐腐蚀也是要求很高。

军工人一直在努力追赶!18最后,还是钱和时间,没有每年上百亿人民币的投入,而且要持续不断的投入,是不可想象的。

民营企业,尤其是后发国家制造发动机,没国家支持,不可想象。

很多设计和材料都是要长时间积累,甚至几代科技人才的积累才能成功。

19.人才关航空发动机学校里是皮毛,甚至样机都是问题。

全世界都缺航空发动机人才,中国更缺。

企业培养人才,需要耗费无数时间金钱,才能积累一点点经验。

中国是国家高度重视之下,凭借举国之力,集中国内外人才,其中多项人才计划,国外引援起到了巨大作用。

甚至传言有外星人帮助中国。

中美发动机技术差距急剧缩小,鉴于保密,不再展开说明。

差距绝对不是视频说的那样大。

发动机寿命并非越长越好,发动机寿命超过机体寿命,没有必要。

寿命长,意味着材料和工艺复杂,成本极高,极其浪费资源。

战争中,大量消耗不起,适用好用够用才是正理。

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