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用的是(shi)(shi)燃氣(qi)(qi)(qi)渦(wo)輪(lun)(lun)發(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)，根據熱力學原(yuan)理，渦(wo)輪(lun)(lun)燃氣(qi)(qi)(qi)溫度(du)越高(gao)，流過發(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)單位(wei)體(ti)積或重量的空氣(qi)(qi)(qi)產生的功(gong)就越多(duo)。也(ye)(ye)就是(shi)(shi)說，為了(le)增大發(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)的功(gong)率(lv)最好是(shi)(shi)不斷提高(gao)渦(wo)輪(lun)(lun)燃氣(qi)(qi)(qi)的溫度(du)。然而，大多(duo)數金屬(shu)的熔點是(shi)(shi)1500攝氏度(du)左右，也(ye)(ye)就是(shi)(shi)說，當(dang)發(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)工(gong)作(zuo)時，一(yi)旦溫度(du)達到熔點，發(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)很多(duo)部(bu)件就會熔化掉！因此，如何讓發(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)部(bu)件耐(nai)得了(le)高(gao)溫，是(shi)(shi)一(yi)個極大的難題(ti)。

2、大風扇的制造問題

當今大飛機普(pu)遍采用渦輪(lun)風(feng)扇(shan)發動機作(zuo)為其動力(li)來源。如(ru)果說(shuo)渦輪(lun)的(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)點是要解(jie)決耐高溫的(de)(de)(de)問題(ti)，那(nei)么風(feng)扇(shan)的(de)(de)(de)問題(ti)重(zhong)(zhong)點是要解(jie)決離心力(li)和重(zhong)(zhong)量的(de)(de)(de)問題(ti)。適用于大飛機的(de)(de)(de)航空發動機，其風(feng)扇(shan)直徑在3米左右，如(ru)此(ci)(ci)巨大的(de)(de)(de)風(feng)扇(shan)倘若采用質量重(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)金(jin)屬材料，即(ji)使做成(cheng)空心葉(xie)片，強大的(de)(de)(de)離心力(li)也可以瞬間(jian)撕裂(lie)風(feng)扇(shan)。因此(ci)(ci)，如(ru)何讓大風(feng)扇(shan)葉(xie)片變輕并耐得了(le)離心力(li)，就成(cheng)為一個必須(xu)攻克的(de)(de)(de)難題(ti)。

3、材料與制造工藝問題

不管是熱端(duan)的(de)渦輪、燃燒室也好(hao)，冷端(duan)的(de)風扇(shan)大葉片也好(hao)，其特殊(shu)的(de)材(cai)料與制(zhi)造(zao)工藝(yi)的(de)研制(zhi)都(dou)必須過關。另外(wai)，航(hang)空發動(dong)機內部(bu)極為復(fu)雜精密，對制(zhi)造(zao)裝配的(de)要(yao)求是“零(ling)差錯(cuo)”，如(ru)何(he)提升制(zhi)造(zao)裝配工藝(yi)水平也是一項難(nan)度極高(gao)(gao)的(de)挑戰(zhan)。正因為航(hang)空發動(dong)機極難(nan)制(zhi)造(zao)，所以至今(jin)能夠生產的(de)國家(jia)(jia)屈指可(ke)數。也正是認識到航(hang)空發動(dong)機的(de)高(gao)(gao)技(ji)術(shu)含(han)量(liang)及其高(gao)(gao)附加值，航(hang)空發達國家(jia)(jia)歷(li)來將其作為高(gao)(gao)度壟斷、嚴(yan)密封鎖(suo)的(de)高(gao)(gao)科(ke)技(ji)尖端(duan)技(ji)術(shu)，其核心技(ji)術(shu)嚴(yan)禁(jin)向國外(wai)轉讓，并(bing)且在西(xi)方(fang)國家(jia)(jia)之間也不例外(wai)。

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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)部航空(kong)發(fa)動(dong)機(ji)的零部件(jian)動(dong)輒幾(ji)十萬個之多，構造連(lian)接彼此傳導，發(fa)揮非(fei)常重要的動(dong)力能量(liang)，但是也(ye)容不得一(yi)(yi)點(dian)(dian)馬虎和誤差，甚至一(yi)(yi)點(dian)(dian)微小的錯誤，都會讓航空(kong)發(fa)動(dong)機(ji)出(chu)現故(gu)障，輕則(ze)(ze)造成損失，重則(ze)(ze)傷及生命，機(ji)械建造要求是非(fei)常嚴苛的。那么真比(bi)光(guang)刻機(ji)還要難嗎？確(que)實(shi)如此。

首(shou)先來看航空(kong)發動(dong)機的建造難(nan)度，重要一點在(zai)于(yu)材質(zhi)的建造，用最(zui)通(tong)俗簡單的解釋(shi)來闡述，航空(kong)發動(dong)機工(gong)作時，風(feng)扇葉片使(shi)用單晶材質(zhi)，能(neng)夠耐一定高溫(wen)，發動(dong)機啟動(dong)后，把空(kong)氣壓(ya)(ya)縮(suo)壓(ya)(ya)入(ru)燃燒室。

在內部(bu)和燃燒(shao)劇(ju)烈燃燒(shao)，猛烈的(de)噴射流推動(dong)(dong)葉片高速(su)旋轉(zhuan)產(chan)生(sheng)總值驚人(ren)的(de)動(dong)(dong)力，而(er)燃燒(shao)室內部(bu)的(de)溫度(du)不低于1600度(du)，發動(dong)(dong)機外部(bu)必(bi)須(xu)不能感(gan)知到溫度(du)，這個要求說起來何(he)其簡單，但是想要實現這個加(jia)工目標是非(fei)常艱(jian)難的(de)。

燃(ran)(ran)燒室(shi)的(de)(de)溫度(du)一千多(duo)度(du)，發(fa)(fa)動(dong)(dong)機外(wai)部(bu)卻連燙手的(de)(de)溫度(du)都(dou)沒有，因為發(fa)(fa)動(dong)(dong)機的(de)(de)風扇(shan)葉片(pian)熔點很(hen)低，燃(ran)(ran)燒室(shi)的(de)(de)保溫和(he)阻燃(ran)(ran)工(gong)藝(yi)是(shi)最(zui)難的(de)(de)重點，不然發(fa)(fa)動(dong)(dong)機的(de)(de)外(wai)部(bu)零(ling)部(bu)件(jian)都(dou)會損(sun)傷，不堪設想，但是(shi)想要(yao)達(da)到(dao)這(zhe)(zhe)個外(wai)部(bu)感(gan)知不到(dao)溫度(du)，發(fa)(fa)動(dong)(dong)機內(nei)部(bu)穩定充(chong)分燃(ran)(ran)燒的(de)(de)建造要(yao)求，談何容易？這(zhe)(zhe)融合了(le)多(duo)項學科的(de)(de)高端科技，目前(qian)能(neng)建造出來的(de)(de)國家也(ye)不是(shi)很(hen)多(duo)。

航空發(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)屬于渦扇發(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)，各(ge)個組成部件應(ying)對和承受(shou)的溫度上限各(ge)有(you)不同(tong)，使用(yong)(yong)的材料也(ye)各(ge)不相同(tong)，燃燒室最高(gao)溫度需要(yao)阻燃鈦合金材質來(lai)打造(zao)，飛機(ji)(ji)的尾噴管也(ye)要(yao)和燃燒室使用(yong)(yong)同(tong)樣的材質，才能確保飛機(ji)(ji)的安全。

但是阻燃(ran)鈦(tai)(tai)合金的加工非常難，鈦(tai)(tai)合金的鈦(tai)(tai)熔點能夠高(gao)(gao)達(da)1660度的高(gao)(gao)溫(wen)，一般飛機發動機工作(zuo)中，除了燃(ran)燒室，最高(gao)(gao)溫(wen)度都在600度左右，所以鈦(tai)(tai)是很安全的。

但是(shi)如果一些異常情況發(fa)生會引發(fa)鈦(tai)火事故(gu)，只有做阻燃(ran)涂(tu)層(ceng)(ceng)多一層(ceng)(ceng)保險(xian)，在(zai)鈦(tai)合(he)金的(de)(de)表面(mian)做了阻燃(ran)涂(tu)層(ceng)(ceng)的(de)(de)工藝處理，而這(zhe)種阻燃(ran)涂(tu)層(ceng)(ceng)的(de)(de)構成，是(shi)成分非常復雜的(de)(de)材料，需要注意這(zhe)種涂(tu)層(ceng)(ceng)在(zai)一定條件和(he)環境下，會存在(zai)脫(tuo)落的(de)(de)風險(xian)。

而且(qie)功能(neng)單一，只(zhi)能(neng)阻止和延緩燃燒，不會提高鈦合(he)金的耐熱溫(wen)(wen)度(du)(du)上限(xian)，就(jiu)連鎳基高溫(wen)(wen)合(he)金能(neng)承受的溫(wen)(wen)度(du)(du)也只(zhi)有600度(du)(du)左右，一般用在高壓(ya)(ya)壓(ya)(ya)氣機(ji)部分的建造。

而光刻機(ji)的(de)建造(zao)難(nan)度則是(shi)另外一種情況，光刻機(ji)的(de)電路投影精度要求到(dao)了納米量級，極其精細微小，光刻機(ji)制造(zao)芯片(pian)(pian)時簡直就像在沖(chong)洗照片(pian)(pian)，高(gao)清像素(su)的(de)“照片(pian)(pian)”就是(shi)芯片(pian)(pian)的(de)精度指標，建造(zao)光刻機(ji)的(de)工藝是(shi)最難(nan)的(de)，而相比(bi)之(zhi)下，航空發動(dong)機(ji)的(de)材料(liao)建造(zao)起(qi)來更難(nan)一些，總而言(yan)之(zhi)兩種都屬于目前世界上的(de)尖端科技之(zhi)一，各(ge)有各(ge)的(de)難(nan)度。

現在世界上(shang)先(xian)進的光刻機技術，已經(jing)開展了紫(zi)外光照射電(dian)(dian)路設計圖(tu)模板(ban)，簡(jian)單的工(gong)(gong)作流程就(jiu)是紫(zi)外光利用(yong)物(wu)鏡把模板(ban)上(shang)電(dian)(dian)路圖(tu)縮小(xiao)比例，投影到硅片(pian)刻電(dian)(dian)路圖(tu)。這種光源(yuan)必須足夠穩定，保(bao)證精度和純凈的光源(yuan)，光刻機的超精度測量(liang)要求極高，否則(ze)也無法(fa)加工(gong)(gong)出納米級的精度芯片(pian)。

和(he)航空發(fa)動機相比(bi)較的話(hua)，航發(fa)雖然不需要那么多(duo)芯片(pian)大小的零件，但是動輒(zhe)幾(ji)十(shi)萬(wan)個零部件也是總體建造難度非常大，甚至比(bi)光(guang)刻(ke)機的建造難度還要高。

航空發動機渦(wo)輪葉(xie)片要用到單晶材料(liao)，能夠耐高溫，而不(bu)同部(bu)位的零部(bu)件(jian)能夠耐高溫的程(cheng)度又(you)不(bu)相同，使用的材料(liao)也(ye)不(bu)一樣(yang)，不(bu)同的材質都組裝(zhuang)到發動機上(shang)，對于動力學(xue)和各個學(xue)科間(jian)的協同和組裝(zhuang)融合，相互配合傳(chuan)動工作，也(ye)是非常大的設計(ji)考驗。