为什么世界上能造飞机的国家不多?
飞机发动机的研制难点在哪里?
上面说了这么多,为什么造民航发动机这么难?这就不得不提现代喷气发动机发展的两个难点,第一是控制,第二是材料。
1,控制问题
(涡轮风扇发动机气流控制)
喷气发动机的控制主要分为两个方面,第一是压力控制,第二是温度控制。
比如如何提高高压压缩机出口的压力,从而提高压缩机的增压比?如何提高尾口排出气体的温度和压力,使发动机有更强的推力?如何降低低压涡轮的排气温度,从而提高发动机的整体效率?如何防止发动机喘振?
所有这些都需要空气动力学和热学方案的大量改进以及研究人员的大量实验来探索。如果这些问题解决不了,就会影响发动机的工作状况,造成结构损坏、空停等严重情况。
2、材料问题
(涡轮叶片的成形过程和晶体结构)
汽轮机总是在极端高温高压条件下工作,恶劣的环境对其材料制造工艺有着非常严格的要求。
目前世界上主流的涡轮叶片主要是粉末冶金技术制造的空心叶片,叶片内部的空心结构具有特殊的走向和构型。而且为了避免分体铸造造成的应力集中和结构缺陷,叶片和叶盘需要一次性铸造,技术难度较高。
除了涡轮,涡扇发动机宽弦叶片的制造也需要很高的技术。
(宽弦叶片成型工艺)
比如为减轻重量增加强度而设计的叶片盆/叶片背钛蒙皮和钛合金蜂窝夹层的叶片结构。
此外,扩散连接/超塑性成形的宽弦风扇叶片也是一种非常困难的成形工艺。
(空心挖掘铲)
这种叶片采用两种钛合金夹在中间的波浪形加强结构,可以减轻重量,提高整个风扇叶片的强度。