【簡介：】本篇文章給大家談?wù)劇讹w機發(fā)動機制作過程》對應(yīng)的知識點，希望對各位有所幫助。本文目錄一覽：
1、飛機發(fā)動機的研制過程


2、飛機的制造原理是什么？飛機發(fā)動機又是怎樣制造成的

本篇文章給大家談?wù)劇讹w機發(fā)動機制作過程》對應(yīng)的知識點，希望對各位有所幫助。

本文目錄一覽：

• 1、飛機發(fā)動機的研制過程
• 2、飛機的制造原理是什么？飛機發(fā)動機又是怎樣制造成的呢？
• 3、航空發(fā)動機被稱為研發(fā)制造難度最大的現(xiàn)代工業(yè)造物，這么難造嗎？
• 4、飛機的發(fā)動機是用什么材料做成的
• 5、航空發(fā)動機有哪些尖端技術(shù)呢？有哪些制作難處呢？

飛機發(fā)動機的研制過程

首先是根據(jù)客戶需求，軍機要求的推重比，耗油率的，客機的噪音、污染之類的，然后就開始設(shè)計，其實是在原有的基礎(chǔ)上加以改進，比如，葉片的材料，形狀，這些需要利用各個行業(yè)的各種先進技術(shù)，要經(jīng)過無數(shù)次的實驗，然后制造樣機，讓客戶看看是否達到要求，一個新型號的發(fā)動機的研制周期大概是十年至二十年，涉及各種技術(shù)，被譽為工業(yè)桂冠上的明珠

飛機的制造原理是什么？飛機發(fā)動機又是怎樣制造成的呢？

飛機的制造原理是什么？飛機發(fā)動機又是怎樣制造成的呢？讓我們一起來看一看吧。飛機發(fā)動機的制造一共有四個步驟。

第一、工人用沙袋包裹住曲軸上的軸承，軸緊，然后用拋光千斤頂打磨軸井，直至其直徑符合要求。這是一家專門制作飛機發(fā)動機的加工廠。工人在軸井上涂抹潤滑油，然后將活塞與曲軸連接起來，一樣，其能被電機帶動旋轉(zhuǎn)。接下來，他在曲軸箱的邊緣涂抹潤滑油，并裝上一根起墊圈作用的絲線。他能保證發(fā)動機不會漏油。

第二、隨后，工人把曲軸放置在總承上。為了防止曲軸箱連接時撞擊外殼，他們還安裝了一個牛矩板。然后工人用密封膠固定墊圈，接著裝上附件外殼，它會容納所有的齒輪和軟管。下一步，工人在活塞上安裝一個氣缸，并將零件連接到發(fā)動機上。一臺發(fā)動機總共需要安裝并固定四個氣缸。然后工人將一根推桿插入兩個孔中，并在每根桿上安裝一個搖柄，直至完成氣缸和氣門的裝置總成。

第三、緊接著，工人用蒸汽清洗發(fā)動機，接著在他們的表面噴上防銹磁漆。下一步是火花塞，每個氣缸的頂部和底部各有一個。然后在安裝上兩個磁電機，他們將會為火花塞而發(fā)電，接下來是隔熱板和進氣管，然后將火花塞和排放管連接起來。發(fā)動機組裝完成后，工人在他的上面安裝一個測試用的螺旋槳。

第四、下一步他像飛行員那樣發(fā)動引擎，并檢查發(fā)動機的轉(zhuǎn)速、溫度、燃油壓力以及空氣流量。當一切都符合要求后，工人把防腐油放入鋼瓶中，它能在運輸過程中保護發(fā)動機。到此飛機發(fā)動機的制造過程已經(jīng)全部結(jié)束了。

航空發(fā)動機被稱為研發(fā)制造難度最大的現(xiàn)代工業(yè)造物，這么難造嗎？

航空發(fā)動機（尤其是軍用）要在非常有限的體積內(nèi)追求極致的性能，需要更尖端的材料和更精細的設(shè)計，材料能滿足幾百至幾千小時的穩(wěn)定工作就可以了。三轉(zhuǎn)子（三軸）發(fā)動機的是英國羅爾斯·羅伊斯，比如羅羅以前的RB211系列和目前的瑞達系列。

法國沒有能力搞先進航空發(fā)動機，目前有能力搞先進航空發(fā)動機的只有兩個國家三個公司，即英國的羅羅，美國的GE和普惠，效率，推力和涵道比，增壓比，渦輪前溫度都有匹配關(guān)系。渦輪前溫度越高，匹配的總增壓比會提高，民用大涵道比發(fā)動機涵道比盡量增大，匹配的風(fēng)扇亞比會降低，軍用小涵道比是盡量提高渦輪前溫度，它的要求和民用不同。感覺已經(jīng)到了現(xiàn)有常用材料的瓶頸了，鎳基合金承載溫度從700升到1000℃提升的比較快，到1100℃再往上就很難了。1400℃是鎳基合金的熔點范圍，現(xiàn)在已經(jīng)0.8Tm了，更高的溫度只能指望陶瓷葉片或復(fù)合材料葉片了。

現(xiàn)在的航空發(fā)動機有離心式和軸流式

地面燃氣輪機希望實現(xiàn)高效率、低成本、耐久性和長時可靠性（溫度相對低一點，要求材料在更長時間的（10萬小時級）穩(wěn)定運行），對體積要求相對低一點。地面燃氣輪機工況相對穩(wěn)定（比如電站），材料能使用更長的時間；而航發(fā)工況更復(fù)雜（起飛、爬升、巡航、劇烈機動）導(dǎo)致材料失效更快。這兩個領(lǐng)域要做好的話，都需要幾十年的持續(xù)投入和積累。如果德國和日本要搞先進航發(fā)的話，不少東西也是得從頭開始。戰(zhàn)后德國的人才流失嚴重，國防工業(yè)也被壓制。此外也存在需求不足的因素。畢竟歐洲要直面蘇聯(lián)的壓力，MD在歐洲防務(wù)是很上心的，歐洲人只要想要，總能從美國人那里搞到配備先進航發(fā)的戰(zhàn)斗機。德國雖然在燃機領(lǐng)域頗有建樹，但是航發(fā)和燃機的差異還是很大的，沒有足夠的驅(qū)動力，幾大巨頭們也不愿走這條無止境燒錢的路。

MTU利用自己在燃機領(lǐng)域積累的雄厚實力，參加了不少航發(fā)的國際合作，大多負責(zé)壓氣機和低壓渦輪部分；核心機一般都是交給美英的合作中完成，這也算是術(shù)業(yè)有專攻吧。臺風(fēng)配備的EJ200好像也是RR負責(zé)核心機，德國人搞壓氣機?？湛偷暮桨l(fā)都是固定的幾家采購，RR（trent系列）、GE和PW（GP系列)或者一些合作成立的公司（像IAE的V2500），德國可能還是以參與為主。自然科學(xué)，和工業(yè)是可以積累一步一步往前走，所謂后人站在巨人肩膀上。接下來二流的人才從事商業(yè)貿(mào)易，三流的進了IT行業(yè)。那搞技術(shù)的，認清形勢以后還能堅持的就只有四流的了。最后的最后，把科研落實到生產(chǎn)的現(xiàn)場工人，他們是被很多人看不起的，航發(fā)卻要通過他們的雙手生產(chǎn)，組裝，調(diào)試。

這長圖片更直觀

我個人認為航發(fā)追求的是極端惡劣條件下（高溫高壓高應(yīng)力）保證長期的、穩(wěn)定的、極端的性能。這個高溫就難倒了很多領(lǐng)域：半導(dǎo)體工業(yè)有很多技術(shù)難點，但是常溫或100~200℃左右的問題起碼可以通過各種常見設(shè)備（SEM，TEM，F(xiàn)IB，3DAP等等）進行研究，實驗方法也是成熟的，即使是原位研究是可能的。而在航發(fā)中，如高速（甚至是超音速）氣流中的燃燒問題、材料在極高溫度下（1000℃）的蠕變以及相變過程的原位研究等就是用現(xiàn)有手段難以實現(xiàn)的。

對物理過程的認識和工程方面的實踐都存在巨大困難的前提下，還要不斷推進技術(shù)前沿，我認為是能稱得上最難。準確來說是風(fēng)扇帶動的外涵氣流產(chǎn)生了超過整機80%以上的推力，單個葉片上的氣動載荷超過2噸，而工作時的離心載荷更是達到13噸以上，而GE90-115B的復(fù)合材料+鈦合金包邊葉片更是作為工藝品在博物館展出(具體哪個博物館想不起名字了)，而作為GE90的后輩GEnx將風(fēng)扇葉片減少至19片，其單片葉片所承受的氣動載荷更大(具體數(shù)值沒有查過)。

馬赫數(shù)較低的階段，渦扇發(fā)動機效率高

渦輪其實是個能量轉(zhuǎn)換的部件，就像水輪機的渦淪把水流的勢能轉(zhuǎn)換為發(fā)電機轉(zhuǎn)子的動能再來發(fā)電。航發(fā)渦輪是把燃油燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為渦輪旋轉(zhuǎn)的動能，繼而帶動風(fēng)扇和壓氣機產(chǎn)生推力。渦輪溫度越低，燃油的熱能散失的越多，轉(zhuǎn)化效率越低，所以這是沒辦法的事情。合金葉片對高溫的承載能力有限，可不可以換種思路，將材料的研究著力于耐高溫涂料上，高溫涂料經(jīng)過特殊的工藝處理能達到很好的效果，可以減少對金屬材料的依賴，轉(zhuǎn)而在涂料材料上去的巨大突破。目前來看，未來可能的替代材料是陶瓷基復(fù)合材料（CMC），它的溫度能比金屬高很多，甚至不需要涂層，但是還有很多問題需要解決。據(jù)說GE搞過實驗，結(jié)果我還不了解。這應(yīng)該還是很有希望的一條路。

發(fā)動機材料不是任何東西都離不開鐵，而是鐵作為雜質(zhì)不太好完全消除，而且現(xiàn)在國內(nèi)的鎳基高溫合金國軍標鐵含量也已經(jīng)可以降低到0.05%，實際產(chǎn)品鐵含量更低。而且也不是所有的鎳基高溫合金都不含鐵，比如發(fā)動機中用量最大的IN718合金，是含有18%的鐵，因為鐵便宜。還有，發(fā)動機材料選用鎳基而不是鐵基最主要的原因并不是鐵的蠕變溫度問題，而是因為鐵會發(fā)生同素異構(gòu)轉(zhuǎn)變，鎳則不會。此外，鈷基材料是更好的高溫結(jié)構(gòu)材料，但鈷價格太昂貴，所以綜合來說鎳基材料是最優(yōu)的。航空發(fā)動機為了進氣順暢，是沒有致密濾網(wǎng)這種東西的，最多在入口安裝慣性或者離心分離器。只有地面裝備的燃氣輪機如M1 Abrams裝備的AGT1500燃氣輪機，出于使用環(huán)境需要，才會加裝濾網(wǎng)，不過M1每次大修發(fā)動機時，會發(fā)現(xiàn)許多壓氣機葉片都被沒過濾干凈的沙粒打出凹坑或者邊緣受損。

早期的風(fēng)扇是窄弦風(fēng)扇，由實心鈦合金鍛造而成

俄羅斯(前蘇聯(lián))很擅長利用系統(tǒng)工程理論，將一個個不夠先進的零部件整個成為整體性能突出的產(chǎn)品，最典型的莫過于前蘇聯(lián)米格25殲擊機。和歐美同類軍工產(chǎn)品相比，俄羅斯的相關(guān)產(chǎn)品具有易于維護，粗獷的特點。不能說精良的、精密的就一定是好的，各有各的優(yōu)點。二戰(zhàn)時期的蘇德戰(zhàn)場將兩種風(fēng)格的優(yōu)缺點暴露無遺：德式坦克(虎式、豹式等)做工十分精良，制造工藝在當時相當先進，但對維護的要求很高，產(chǎn)量低，在惡劣的蘇聯(lián)冬季氣候中無法有效發(fā)揮自身的效力；反觀蘇式坦克(如T-34)，結(jié)構(gòu)簡單，可利于大規(guī)模制造，操作更簡單，斯大林格勒拖拉機廠的工人在生產(chǎn)出一臺T-34后自己就駕駛著上戰(zhàn)場了。隨著戰(zhàn)事的不斷進行，德軍裝備戰(zhàn)損嚴重，不能得到及時補充，而蘇軍的裝備源源不斷涌向戰(zhàn)場，最后德軍被活活拖垮。

所以，極端追求設(shè)備的先進性成為很多人的誤區(qū)，如何是現(xiàn)有設(shè)備發(fā)揮最大效力可能是需要重點解決的問題。飛天巡洋，動力先行，航發(fā)技術(shù)關(guān)乎國家軍事力量，是各國最精尖端技術(shù)的集合，其面臨的問題之廣之繁之困難，試驗成本之高是難以想象的，比如渦噴發(fā)動機燃燒室溫度越高性能越好，但哪種材料怎樣處理可以在如此高溫下的使用就成為了絕對屏障，因為不可能去窮舉試驗。航發(fā)看似粗曠實則精密之極。

航發(fā)和燃氣輪機的做功過程是布雷頓循環(huán)

開發(fā)新材料的腳步從未停下，只是在這種環(huán)境下滿足要求的材料確實比較難開發(fā)。現(xiàn)在也有脈沖爆震和超燃沖壓發(fā)動機的研究，但是在跨音速段，渦扇確實是非常有優(yōu)勢。希望以后能有反重力引擎吧。內(nèi)流空氣系統(tǒng)對維持發(fā)動機瞬態(tài)工作條件的穩(wěn)定十分重要，如果稍有閃失就可能導(dǎo)致部件局部過熱或者零件間隙偏差過大進而影響性能甚至導(dǎo)致安全事故。鈦合金一般用在風(fēng)扇和壓氣機葉片，工作溫度比較低，正常情況下不會發(fā)生鈦火。我以前看過一篇關(guān)于鈦火的論文，主要原因一方面是外物撞擊等造成的劇烈摩擦、沖擊導(dǎo)致壓氣機鈦合金葉片發(fā)生鈦火；另一方面就是喘振等導(dǎo)致高溫氣體從燃燒室反向沖到壓氣機，導(dǎo)致葉片發(fā)生鈦火。

為了提高航空發(fā)動機性能，RR搞的三轉(zhuǎn)子發(fā)動機，pw搞的是齒輪傳動，目的都是解藕中壓渦輪或低壓渦輪與風(fēng)扇或中壓壓氣機的轉(zhuǎn)速（傳統(tǒng)設(shè)計，他們是在一根軸上）。大函道比發(fā)動機風(fēng)扇要求葉尖盡量不超音，而風(fēng)扇直徑很大，所以風(fēng)扇轉(zhuǎn)速不能太高，否則效率惡化。低壓渦輪增好相反，轉(zhuǎn)速越高效率越高。一個繩子栓了兩螞蚱，只能互相妥協(xié)。我比較關(guān)心航發(fā)的軸承使用和維護，以現(xiàn)在高氮合金鋼軸承（內(nèi)外圈）氮化硅（陶瓷球滾動體）還是無法滿足航發(fā)的實際工況溫度要求。

那就需要潤滑系統(tǒng)的補充，首先是滿足高速、高溫、高負載（高扭矩）能形成良好油膜，其次需要潤滑油交換帶走熱量，并冷卻后輸回（油路循環(huán)系統(tǒng)）。軸流式更適合多級排列，提高壓氣比，但是相應(yīng)的就出現(xiàn)了空氣倒流的可能，所以引入了可調(diào)靜止葉片的概念，和放氣活門的概念防止喘震，另外n1 n2轉(zhuǎn)子的速度匹配也要精確控制，因為n1可以認為空轉(zhuǎn)，而n2卻要帶動其他附件轉(zhuǎn)動，所以轉(zhuǎn)子間的速度匹配也十分困難，就更不用說Rb211及其后來的三轉(zhuǎn)子系列了，所以能搞三轉(zhuǎn)子技術(shù)的公司很少。

壓氣機采用轉(zhuǎn)子+靜子的結(jié)構(gòu)

但為什么一定要搞三轉(zhuǎn)子呢？因為三轉(zhuǎn)子相對于2轉(zhuǎn)子壓氣機的壓縮過程更平滑，更加不容易喘震、也就是說可以提高壓氣比，從而提高渦輪錢燃氣總壓，提高推力，換句話說，如果難度不大，轉(zhuǎn)子越多可能從某一角度說，發(fā)動機將會越好。

航空發(fā)動機經(jīng)歷了活塞，渦噴，渦扇三代了，渦扇的潛力也基本到頭了，新一代超燃沖壓以及爆轟發(fā)動機我們和西方站在同一起跑線上，雖然我們基礎(chǔ)方面還是會差一點，但是靠著集中力量辦大事的優(yōu)勢，下一代發(fā)動機上和美英比肩還是很有可能的。

飛機的發(fā)動機是用什么材料做成的

這個我只能大概的回答一下，發(fā)動機可以分為:冷端和熱端。即冷端——燃燒室之前，熱端——燃燒室之后（包括燃燒室）。

冷端這要是一些鋁合金，有些先進發(fā)動機的高壓壓氣機葉片和風(fēng)扇是鈦合金的；熱端都是一些高溫合金，阻燃合金等，比如鎳基高溫合金、陶瓷基高溫合金等。

另外，發(fā)動機的附件齒輪箱好多是用鈦合金鑄造的。

航空發(fā)動機有哪些尖端技術(shù)呢？有哪些制作難處呢？

航空發(fā)動機在材料、加工、裝配、設(shè)計和自動化方面是制造業(yè)的最前沿。 在材料方面，從燃燒室出來的氣體有時接近1800K，這超過了我們大多數(shù)鋼材保持強度所需的溫度，所以我們必須借助于新的單晶材料。除了溫度的困難外，強度也很重要。還有什么？光是材料的進步是不夠的。高溫渦輪機的葉片仍然需要冷卻，也就是說，在葉片上打 "孔"，以創(chuàng)造一個葉片冷卻的通道。如何創(chuàng)建這個通道？如何防止這個通道對葉片強度影響過大？這些都是問題。

裝配：眾所周知，大部分的壓縮機葉片都是 "鑲嵌 "在輪轂上的。除了葉片、軸、軸承外，這些部件的安裝也需要熟練的裝配工人--我們就是缺乏。為了解決這些問題，我們不僅需要資金、人力和物力，還需要時間。西方國家對葉片（或機翼）的研究已有幾百年的歷史，如美國的NACA機翼、德國的卡爾斯魯厄機翼等，這些都是通過多年的實驗積累起來的--當然，現(xiàn)在用得不多。在一個葉片大多是三維扭曲的時代，一個一個地造，一個一個地實驗，是特別乏味的。

這種時間上的困難不僅體現(xiàn)在葉片上，整個航空發(fā)動機的實驗也需要時間的積累。壓縮機有幾級？壓縮機采用什么變形規(guī)律？多大的軸？多大的渦輪機？旁通比是多少？對于這種與流體有關(guān)的東西，人類世界還沒有多少準確的理論分析，目前流行的數(shù)值模擬受限于算法的選擇和精度，不能提供準確的數(shù)據(jù)，只能進行實驗--然后積累龐大的數(shù)據(jù)庫供我們組合和模型設(shè)計。

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