【簡介：】1、內(nèi)部壓力大，對(duì)材料與技藝要求嚴(yán)格噴氣式飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)就像是一個(gè)兩端都開口的圓筒，從前端吸入的空氣經(jīng)過壓氣機(jī)、燃燒室等一系列內(nèi)部結(jié)構(gòu)，變?yōu)楦邷?、高速燃?xì)鈴暮蠖藝娚涑鋈?，產(chǎn)

1、內(nèi)部壓力大，對(duì)材料與技藝要求嚴(yán)格

噴氣式飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)就像是一個(gè)兩端都開口的圓筒，從前端吸入的空氣經(jīng)過壓氣機(jī)、燃燒室等一系列內(nèi)部結(jié)構(gòu)，變?yōu)楦邷?、高速燃?xì)鈴暮蠖藝娚涑鋈ィa(chǎn)生向前的反推力。因此，航空發(fā)動(dòng)機(jī)需要在高溫、高壓、高速旋轉(zhuǎn)的條件下工作，對(duì)研制的要求很高。以蘇27的AL-31渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)為例，它最大加力推力是12.5噸，2臺(tái)AL-31可推動(dòng)20多噸的蘇27以超過2倍音速飛行。但AL-31的風(fēng)扇直徑不到900毫米，渦輪直徑不到300毫米；基本物理學(xué)原理，力是相互作用的，也就是說這么小尺寸的風(fēng)扇、渦輪反過來要時(shí)刻承受著12.5噸的力。形象一點(diǎn)說，大家應(yīng)該都看過壯漢用喉嚨頂著鋼槍推動(dòng)汽車的表演，渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)也大概如此，只是壯漢推汽車是慢慢挪動(dòng)，而渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)要推動(dòng)飛機(jī)以2倍音速飛行，同時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部壓力達(dá)到50個(gè)大氣壓，相當(dāng)于3倍的蓄滿水后三峽大壩底部壓力；渦輪葉片就像一個(gè)冰塊，在高溫爐中旋轉(zhuǎn)，上面還掛著四輛奔馳轎車。這些都對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)葉片、軸承的材料提出了嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

另外，航空發(fā)動(dòng)機(jī)的主軸承，也是關(guān)鍵部件之一，要在高速、高溫、受力復(fù)雜的條件下運(yùn)轉(zhuǎn)，其質(zhì)量和性能直接影響到發(fā)動(dòng)機(jī)的性能、壽命、可靠性。目前，國外發(fā)達(dá)國家航空發(fā)動(dòng)機(jī)主軸承的壽命均能達(dá)到1萬小時(shí)以上，國內(nèi)基本在900小時(shí)以內(nèi)。航空發(fā)動(dòng)機(jī)不是類似于宇宙飛船、火箭這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)都是一次性使用，航空發(fā)動(dòng)機(jī)則不可以。

2、需要多部門協(xié)作，研發(fā)時(shí)間長并且及其“燒錢”

航空發(fā)動(dòng)機(jī)的另一個(gè)難點(diǎn)在于，這是一項(xiàng)涉及空氣動(dòng)力學(xué)、工程熱物理、機(jī)械、密封、電子、自動(dòng)控制等多學(xué)科的綜合性系統(tǒng)工程，非綜合國力強(qiáng)大的國家根本研制不起，這玩意研制時(shí)間太長太燒錢了！一款航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)制造出來后，必須做大量的試驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證，以充分暴露問題。包括零件試驗(yàn)、部件試驗(yàn)、系統(tǒng)試驗(yàn)、核心機(jī)試驗(yàn)、整機(jī)試驗(yàn)等等，一級(jí)一級(jí)往上做，一項(xiàng)都不能少。比如美國、英國的航空發(fā)動(dòng)機(jī)的地面試驗(yàn)和飛行試驗(yàn)所用發(fā)動(dòng)機(jī)臺(tái)數(shù)少則50臺(tái)、多則上百臺(tái)，發(fā)動(dòng)機(jī)地面試驗(yàn)都要上萬小時(shí)，最高達(dá)16000小時(shí)以上，飛行試驗(yàn)則需5000小時(shí)以上。據(jù)統(tǒng)計(jì)，過去50年，美國投入航空發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)研經(jīng)費(fèi)就超過1000億美元。裝備美國第四代飛機(jī)F-22的F119發(fā)動(dòng)機(jī)，從最初的部件研究到具備完全作戰(zhàn)能力，歷經(jīng)32年，其中僅驗(yàn)證機(jī)研制和原型機(jī)研制就投入31億美元。

3、發(fā)動(dòng)機(jī)裝配主要采用手工方式，對(duì)裝配工人的操作經(jīng)驗(yàn)和熟練程度考驗(yàn)極大

和美英等國軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)工業(yè)相比，中國發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)人員相對(duì)不足，由于航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件型號(hào)規(guī)格相似、數(shù)目繁多、結(jié)構(gòu)外形復(fù)雜，裝配工藝也非常繁復(fù)，加上發(fā)動(dòng)機(jī)裝配還主要采用手工方式，裝配精度高低和裝配質(zhì)量穩(wěn)定依賴于裝配工人的操作經(jīng)驗(yàn)和熟練程度。以前我們對(duì)裝配工作重視不夠，也吃了不少虧。航空發(fā)動(dòng)機(jī)就是現(xiàn)代技術(shù)和傳統(tǒng)技藝的集成。與材料和工藝技術(shù)的差距相比，中國自主發(fā)展航空發(fā)動(dòng)機(jī)的更大難題是航空發(fā)動(dòng)機(jī)人才的缺失與工業(yè)基礎(chǔ)薄弱。航空發(fā)動(dòng)機(jī)是個(gè)很典型的傳統(tǒng)工科專業(yè)。我國這一領(lǐng)域院士至今僅有五人，且年齡偏大，年紀(jì)最小的也超過了70歲。這一現(xiàn)象不僅存在于航空發(fā)動(dòng)機(jī)專業(yè)，各個(gè)傳統(tǒng)工科專業(yè)都面臨院士級(jí)、大師級(jí)尖子人才奇缺和后繼乏人的局面。有業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，由于鋼鐵、機(jī)械等傳統(tǒng)工科專業(yè)早已喪失了對(duì)理科生的吸引力，中國頂尖工程技術(shù)人才嚴(yán)重短缺的局面短期內(nèi)無法緩解。而缺乏的不僅是科研人才，制造人才也是一樣，對(duì)機(jī)械產(chǎn)品悟性深刻的技術(shù)工人一樣稀缺。