航空发动机在材料、加工、装配、设计和自动化方面是制造业的最前沿。 在材料方面,从燃烧室出来的气体有时接近1800K,这超过了我们大多数钢材保持强度所需的温度,所以我们必须借助于新的单晶材料。除了温度的困难外,强度也很重要。还有什么?光是材料的进步是不够的。高温涡轮机的叶片仍然需要冷却,也就是说,在叶片上打 "孔",以创造一个叶片冷却的通道。如何创建这个通道?如何防止这个通道对叶片强度影响过大?这些都是问题。
装配:众所周知,大部分的压缩机叶片都是 "镶嵌 "在轮毂上的。除了叶片、轴、轴承外,这些部件的安装也需要熟练的装配工人--我们就是缺乏。为了解决这些问题,我们不仅需要资金、人力和物力,还需要时间。西方国家对叶片(或机翼)的研究已有几百年的历史,如美国的NACA机翼、德国的卡尔斯鲁厄机翼等,这些都是通过多年的实验积累起来的--当然,现在用得不多。在一个叶片大多是三维扭曲的时代,一个一个地造,一个一个地实验,是特别乏味的。
这种时间上的困难不仅体现在叶片上,整个航空发动机的实验也需要时间的积累。压缩机有几级?压缩机采用什么变形规律?多大的轴?多大的涡轮机?旁通比是多少?对于这种与流体有关的东西,人类世界还没有多少准确的理论分析,目前流行的数值模拟受限于算法的选择和精度,不能提供准确的数据,只能进行实验--然后积累庞大的数据库供我们组合和模型设计。
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