一、為什么航空發動機那么難造

1、發動機的耐高溫問題

大飛機航空發動機采(cai)用的(de)(de)是(shi)(shi)燃氣渦輪發(fa)動(dong)(dong)機(ji)，根據熱力學原(yuan)理，渦輪燃氣溫度(du)越高，流過發(fa)動(dong)(dong)機(ji)單位體積或重量的(de)(de)空氣產生(sheng)的(de)(de)功就越多(duo)(duo)。也就是(shi)(shi)說，為(wei)了(le)增大發(fa)動(dong)(dong)機(ji)的(de)(de)功率最好(hao)是(shi)(shi)不斷提高渦輪燃氣的(de)(de)溫度(du)。然而(er)，大多(duo)(duo)數金屬的(de)(de)熔(rong)點是(shi)(shi)1500攝(she)氏度(du)左右，也就是(shi)(shi)說，當發(fa)動(dong)(dong)機(ji)工作時，一(yi)旦溫度(du)達到熔(rong)點，發(fa)動(dong)(dong)機(ji)很多(duo)(duo)部件就會熔(rong)化掉！因此，如何讓發(fa)動(dong)(dong)機(ji)部件耐得了(le)高溫，是(shi)(shi)一(yi)個極(ji)大的(de)(de)難(nan)題(ti)。

2、大風扇的制造問題

當今大(da)飛(fei)機普遍采用(yong)渦輪(lun)風(feng)扇(shan)發(fa)動機作為(wei)其動力來源。如(ru)果說渦輪(lun)的(de)重點(dian)是(shi)要解決耐高(gao)溫(wen)的(de)問題，那(nei)么風(feng)扇(shan)的(de)問題重點(dian)是(shi)要解決離(li)(li)心力和重量的(de)問題。適用(yong)于大(da)飛(fei)機的(de)航空(kong)(kong)發(fa)動機，其風(feng)扇(shan)直(zhi)徑在(zai)3米左(zuo)右，如(ru)此(ci)(ci)巨大(da)的(de)風(feng)扇(shan)倘若采用(yong)質(zhi)量重的(de)金屬(shu)材料(liao)，即(ji)使做成(cheng)空(kong)(kong)心葉片，強大(da)的(de)離(li)(li)心力也(ye)可以瞬間撕(si)裂風(feng)扇(shan)。因此(ci)(ci)，如(ru)何讓大(da)風(feng)扇(shan)葉片變輕(qing)并(bing)耐得了(le)離(li)(li)心力，就成(cheng)為(wei)一個必須攻(gong)克(ke)的(de)難題。

3、材料與制造工藝問題

不管是熱端的(de)(de)(de)渦輪、燃燒室也(ye)(ye)好，冷端的(de)(de)(de)風扇大葉片也(ye)(ye)好，其(qi)特殊的(de)(de)(de)材料與(yu)制造工藝的(de)(de)(de)研制都必須過關(guan)。另外，航空發(fa)動(dong)機(ji)內部(bu)極(ji)為復雜精密，對制造裝配的(de)(de)(de)要(yao)求是“零差(cha)錯”，如何提(ti)升制造裝配工藝水平也(ye)(ye)是一項(xiang)難(nan)度(du)極(ji)高的(de)(de)(de)挑戰。正因為航空發(fa)動(dong)機(ji)極(ji)難(nan)制造，所以至今能夠(gou)生產的(de)(de)(de)國(guo)(guo)家屈指可(ke)數(shu)。也(ye)(ye)正是認識(shi)到航空發(fa)動(dong)機(ji)的(de)(de)(de)高技術(shu)含量(liang)及其(qi)高附(fu)加值，航空發(fa)達(da)國(guo)(guo)家歷來將(jiang)其(qi)作為高度(du)壟斷、嚴(yan)密封鎖的(de)(de)(de)高科技尖(jian)端技術(shu)，其(qi)核(he)心技術(shu)嚴(yan)禁向國(guo)(guo)外轉讓，并且在(zai)西(xi)方國(guo)(guo)家之(zhi)間也(ye)(ye)不例外。

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二、航空發動機和光刻機哪個難

航空發動機的建造涉及到人類知識領域的多個學科組合，屬于最尖端的科技之一，也是最復雜不過的機械，承載著人類的飛天夢想，保障著飛行器的安全和動力，航空發動機的建造水平確實很難，甚至比光刻機還要難嗎？

一(yi)(yi)部航(hang)空發動(dong)機的(de)零(ling)部件動(dong)輒(zhe)幾十(shi)萬(wan)個之多，構造連接彼此傳導，發揮非(fei)常重要的(de)動(dong)力能量(liang)，但是(shi)也容不得(de)一(yi)(yi)點(dian)馬虎和誤(wu)差，甚至一(yi)(yi)點(dian)微小(xiao)的(de)錯(cuo)誤(wu)，都(dou)會讓航(hang)空發動(dong)機出現故障，輕則造成損(sun)失，重則傷及生命，機械建造要求是(shi)非(fei)常嚴苛(ke)的(de)。那(nei)么真比光刻機還要難嗎(ma)？確實(shi)如此。

首先來看航空發動(dong)(dong)機(ji)的建造(zao)難度，重要一點在于材質(zhi)的建造(zao)，用最通俗簡單(dan)的解(jie)釋來闡述，航空發動(dong)(dong)機(ji)工(gong)作時(shi)，風扇葉片使(shi)用單(dan)晶材質(zhi)，能夠耐一定高溫(wen)，發動(dong)(dong)機(ji)啟動(dong)(dong)后(hou)，把空氣壓縮壓入(ru)燃燒室。

在內部(bu)和(he)燃燒(shao)劇(ju)烈(lie)燃燒(shao)，猛烈(lie)的(de)噴射(she)流推動(dong)葉片高速旋(xuan)轉產生(sheng)總值驚人(ren)的(de)動(dong)力，而燃燒(shao)室內部(bu)的(de)溫度(du)不低于1600度(du)，發動(dong)機外部(bu)必須不能感知到溫度(du)，這個要求說(shuo)起來何其簡單，但是想要實現這個加工目標是非常艱(jian)難(nan)的(de)。

燃(ran)(ran)燒(shao)室的(de)(de)溫(wen)度一千多(duo)(duo)度，發動機(ji)外(wai)部(bu)卻連燙(tang)手(shou)的(de)(de)溫(wen)度都(dou)沒有，因為發動機(ji)的(de)(de)風扇葉片熔(rong)點很低，燃(ran)(ran)燒(shao)室的(de)(de)保溫(wen)和阻燃(ran)(ran)工藝是最難(nan)的(de)(de)重點，不(bu)(bu)然發動機(ji)的(de)(de)外(wai)部(bu)零部(bu)件都(dou)會損傷，不(bu)(bu)堪設(she)想，但是想要(yao)達(da)到這(zhe)個外(wai)部(bu)感(gan)知不(bu)(bu)到溫(wen)度，發動機(ji)內部(bu)穩(wen)定充(chong)分(fen)燃(ran)(ran)燒(shao)的(de)(de)建(jian)造(zao)(zao)要(yao)求，談何容(rong)易？這(zhe)融(rong)合了多(duo)(duo)項學(xue)科(ke)的(de)(de)高端科(ke)技(ji)，目(mu)前能(neng)建(jian)造(zao)(zao)出來的(de)(de)國家(jia)也不(bu)(bu)是很多(duo)(duo)。

航(hang)空發動機屬于渦扇發動機，各個組(zu)成(cheng)部件(jian)應(ying)對和承(cheng)受的(de)(de)溫度(du)上限各有不同(tong)，使(shi)用的(de)(de)材(cai)(cai)料也各不相同(tong)，燃燒(shao)室最高溫度(du)需(xu)要阻燃鈦(tai)合金材(cai)(cai)質來打造，飛機的(de)(de)尾噴管(guan)也要和燃燒(shao)室使(shi)用同(tong)樣的(de)(de)材(cai)(cai)質，才能確保飛機的(de)(de)安(an)全。

但是阻(zu)燃鈦合(he)金的加工非常(chang)難，鈦合(he)金的鈦熔點能夠高達1660度(du)的高溫，一般飛機發(fa)動機工作中，除了燃燒室(shi)，最高溫度(du)都在600度(du)左右(you)，所以鈦是很安全(quan)的。

但是如(ru)果一些(xie)異(yi)常情況發生會(hui)引發鈦(tai)火(huo)事故(gu)，只有做(zuo)阻燃涂(tu)層多一層保險，在(zai)鈦(tai)合金(jin)的(de)表面做(zuo)了(le)阻燃涂(tu)層的(de)工藝處理，而(er)這(zhe)種(zhong)阻燃涂(tu)層的(de)構成(cheng)，是成(cheng)分非(fei)常復雜的(de)材料，需要(yao)注意這(zhe)種(zhong)涂(tu)層在(zai)一定條件和環境(jing)下，會(hui)存在(zai)脫落的(de)風險。

而且功能(neng)單一，只能(neng)阻止和(he)延緩燃燒，不會提高(gao)鈦合金的耐熱溫(wen)(wen)度上限(xian)，就連鎳(nie)基(ji)高(gao)溫(wen)(wen)合金能(neng)承受的溫(wen)(wen)度也只有(you)600度左右，一般用在高(gao)壓壓氣機(ji)部分的建造(zao)。

而光(guang)刻(ke)機的(de)(de)建(jian)(jian)造(zao)難(nan)度(du)則是另外一種情(qing)況，光(guang)刻(ke)機的(de)(de)電路(lu)投影精度(du)要(yao)求到(dao)了(le)納米量(liang)級，極其精細微小，光(guang)刻(ke)機制造(zao)芯片(pian)時簡直就像在沖洗(xi)照片(pian)，高清像素(su)的(de)(de)“照片(pian)”就是芯片(pian)的(de)(de)精度(du)指標，建(jian)(jian)造(zao)光(guang)刻(ke)機的(de)(de)工藝是最難(nan)的(de)(de)，而相(xiang)比(bi)之下(xia)，航空發動機的(de)(de)材(cai)料建(jian)(jian)造(zao)起(qi)來更難(nan)一些，總(zong)而言之兩(liang)種都屬(shu)于目前世界(jie)上的(de)(de)尖(jian)端(duan)科技之一，各有各的(de)(de)難(nan)度(du)。

現在(zai)世界上(shang)(shang)先進的(de)光(guang)刻(ke)機(ji)技(ji)術，已(yi)經開展了紫(zi)外光(guang)照(zhao)射(she)電(dian)路設(she)計圖(tu)模板，簡單的(de)工作流(liu)程就是紫(zi)外光(guang)利(li)用物鏡把模板上(shang)(shang)電(dian)路圖(tu)縮小比例，投影到硅片刻(ke)電(dian)路圖(tu)。這種(zhong)光(guang)源(yuan)必(bi)須足夠穩定(ding)，保(bao)證精(jing)度(du)和純(chun)凈的(de)光(guang)源(yuan)，光(guang)刻(ke)機(ji)的(de)超(chao)精(jing)度(du)測量要(yao)求極高(gao)，否則也無(wu)法加(jia)工出納米級的(de)精(jing)度(du)芯片。

和航空(kong)發動(dong)機相比較的(de)(de)話(hua)，航發雖然不需要(yao)那(nei)么(me)多(duo)芯片大(da)小的(de)(de)零件，但是動(dong)輒(zhe)幾十(shi)萬(wan)個零部件也(ye)是總體建(jian)造(zao)(zao)難度(du)非常大(da)，甚至比光刻機的(de)(de)建(jian)造(zao)(zao)難度(du)還要(yao)高(gao)。

航空發動機渦輪葉片要用到單晶材(cai)料，能夠耐高溫，而不(bu)(bu)同部(bu)位的(de)零部(bu)件能夠耐高溫的(de)程度(du)又不(bu)(bu)相(xiang)同，使用的(de)材(cai)料也不(bu)(bu)一樣(yang)，不(bu)(bu)同的(de)材(cai)質都組裝(zhuang)到發動(dong)機上(shang)，對于(yu)動(dong)力(li)學和各(ge)個學科間的(de)協同和組裝(zhuang)融合，相(xiang)互配合傳動(dong)工作(zuo)，也是(shi)非常大的(de)設計考驗(yan)。