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国际金属加工网 2018年10月09日

我们要知道航空发动机不仅仅是是设计、制造出来的,更是试验出来的,烧钱烧出来的。根据,过去50年美国投入航空发动机预研经费就超过1000亿美元。美国F-22的F119发动机,从最初的部件研究到具备完全作战能力历经32年,其中仅验证机研制和原型机研制共投入31亿美元。

可以这样说,如果没有大笔资金的持续投入,凭什么想造出先进可靠的航空发动机。而且航空发动机研制,必须要借助大量的经验数据。要明白由于航空装备的特殊性,这些数据只能靠自己试验获得。做试验要购买原材料、加工试验件,研制试验设备,研究试验技术,试验过程本身也要消耗大量物资和能源。零件试验、部件试验、系统试验、核心机试验、整机试验等等,一级一级往上做,一项不能少。

举个例子来说,单是整机试验就要做几千小时,甚至上万小时,可以说是真的在“烧”发动机。有人会问,难道不能少“烧”一阵子吗?答案就是不能,比如疲劳寿命这指标,试验累积不到一定时数,就无法知道达不达标。当然这还只是航发中的一小点,类似这样的还有很多很多。

航空发动机研制涉及气动力学、传热学、材料力学、理论力学、流体力学、断裂力学、弹性力学等诸多学科,是牛顿力学时代所有力学的集大成,是所有科技成果的结晶。航空发动机是气动、燃烧、传热、控制、机械传动、结构、强度、材料等多种学科或专业综合优化的结果,也与计算机硬件能力、商用和专用设计软件、材料与工艺、测试与试验设备、数据采集与处理能力、科技管理水平等密切相关。

航空发动机包括难度极大的多个部件,各个部件在高温、高压、高转速的复杂环境下工作且相互影响很大,加之高性能、长寿命、高可靠、轻重量、隐身、经济性、安全性等要求和日益苛刻的环保性约束,已经成为一个逼近极限的综合性产品。

与航天火箭发动机相比,航空发动机并非一次性使用,要求在恶劣的使用条件下,能够重复、可靠使用,对耐久性具有苛刻的要求。航空发动机工作范围相当宽广且工作环境极其恶劣的高温、高压、高转速的热力机械装置。航空发动机内部的物理、化学现象非常复杂,目前仍然不能完全从理论上给予详细、准确的描述,只能依靠实际发动机试验进行验证。

其研制需要进行“设计-试验-修改设计-再试验”的多轮迭代,需要大量部件、组件和整机试验件加工,以及各种试验设备,需要数十万小时数量级零部件试验、附件试验和近万小时的整机地面与飞行试验,还需要在使用中不断改进和完善。这些工作必然需要巨额的经费支撑,因而有人把航空发动机称为“烧钱”的行业,也是研制周期很长的。


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