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(de)(de)是燃(ran)(ran)氣渦輪(lun)發動(dong)(dong)機，根據熱力學原理，渦輪(lun)燃(ran)(ran)氣溫(wen)度(du)(du)越高，流過發動(dong)(dong)機單(dan)位(wei)體積或重量的(de)(de)空(kong)氣產生(sheng)的(de)(de)功就(jiu)越多。也就(jiu)是說(shuo)，為了增大(da)(da)發動(dong)(dong)機的(de)(de)功率最好是不斷(duan)提(ti)高渦輪(lun)燃(ran)(ran)氣的(de)(de)溫(wen)度(du)(du)。然而，大(da)(da)多數金屬的(de)(de)熔點(dian)是1500攝氏度(du)(du)左右，也就(jiu)是說(shuo)，當發動(dong)(dong)機工作時，一旦溫(wen)度(du)(du)達到熔點(dian)，發動(dong)(dong)機很多部(bu)件就(jiu)會(hui)熔化掉！因此(ci)，如何讓發動(dong)(dong)機部(bu)件耐得了高溫(wen)，是一個極(ji)大(da)(da)的(de)(de)難題(ti)。

2、大風扇的制造問題

當今大飛(fei)機(ji)普遍(bian)采用(yong)渦(wo)輪(lun)風(feng)扇(shan)(shan)發動(dong)機(ji)作為(wei)其動(dong)力來源。如果說(shuo)渦(wo)輪(lun)的(de)重(zhong)點(dian)是要解(jie)決(jue)耐高溫的(de)問題(ti)(ti)，那么風(feng)扇(shan)(shan)的(de)問題(ti)(ti)重(zhong)點(dian)是要解(jie)決(jue)離心力和重(zhong)量(liang)的(de)問題(ti)(ti)。適(shi)用(yong)于大飛(fei)機(ji)的(de)航(hang)空發動(dong)機(ji)，其風(feng)扇(shan)(shan)直徑在3米左右，如此(ci)巨大的(de)風(feng)扇(shan)(shan)倘若(ruo)采用(yong)質量(liang)重(zhong)的(de)金屬(shu)材料，即(ji)使做成空心葉片(pian)，強大的(de)離心力也可以瞬間(jian)撕裂(lie)風(feng)扇(shan)(shan)。因此(ci)，如何讓大風(feng)扇(shan)(shan)葉片(pian)變輕(qing)并耐得了(le)離心力，就成為(wei)一個必須攻克的(de)難題(ti)(ti)。

3、材料與制造工藝問題

不(bu)管是熱(re)端的(de)(de)(de)渦輪、燃燒室也(ye)好，冷端的(de)(de)(de)風扇大葉片也(ye)好，其特(te)殊的(de)(de)(de)材(cai)料與(yu)制造工藝的(de)(de)(de)研制都必須(xu)過關(guan)。另外，航空發(fa)動機內部極(ji)為(wei)復雜精密，對制造裝配的(de)(de)(de)要(yao)求是“零(ling)差(cha)錯”，如何提升制造裝配工藝水平也(ye)是一項難(nan)度極(ji)高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)挑戰。正因為(wei)航空發(fa)動機極(ji)難(nan)制造，所以至(zhi)今能夠生產的(de)(de)(de)國家屈指(zhi)可數。也(ye)正是認識(shi)到航空發(fa)動機的(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)技(ji)術(shu)(shu)含量及其高(gao)(gao)(gao)附加(jia)值，航空發(fa)達國家歷來將其作為(wei)高(gao)(gao)(gao)度壟斷、嚴密封鎖的(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)科技(ji)尖端技(ji)術(shu)(shu)，其核心技(ji)術(shu)(shu)嚴禁向國外轉(zhuan)讓，并且在西方國家之間也(ye)不(bu)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？

一部航空發動(dong)機(ji)的(de)零(ling)部件動(dong)輒幾十萬個之(zhi)多，構造連接彼此傳(chuan)導(dao)，發揮(hui)非常重要的(de)動(dong)力能量，但(dan)是也(ye)容不得(de)一點(dian)馬虎和誤(wu)差，甚(shen)至一點(dian)微小的(de)錯(cuo)誤(wu)，都會讓航空發動(dong)機(ji)出現故(gu)障，輕則造成損失，重則傷及生命，機(ji)械建造要求是非常嚴苛的(de)。那(nei)么真比光刻機(ji)還要難嗎(ma)？確實如此。

首先來(lai)看航空發(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)的(de)建造難(nan)度，重要一點在于材質(zhi)的(de)建造，用(yong)最(zui)通俗簡單的(de)解釋來(lai)闡述，航空發(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)工作時，風扇葉片使用(yong)單晶材質(zhi)，能夠耐一定高溫，發(fa)(fa)動(dong)機(ji)(ji)啟(qi)動(dong)后(hou)，把空氣(qi)壓縮壓入燃燒室(shi)。

在內部(bu)和燃(ran)燒劇烈燃(ran)燒，猛烈的(de)(de)噴射流推動葉(xie)片(pian)高速旋轉產生總值驚人的(de)(de)動力(li)，而燃(ran)燒室內部(bu)的(de)(de)溫(wen)度(du)(du)不(bu)低于1600度(du)(du)，發動機外部(bu)必須不(bu)能感知到溫(wen)度(du)(du)，這個要(yao)求說(shuo)起來(lai)何其簡單，但(dan)是(shi)想要(yao)實現這個加(jia)工目(mu)標是(shi)非常艱(jian)難的(de)(de)。

燃(ran)燒(shao)室(shi)的(de)溫(wen)度一千多(duo)度，發(fa)動(dong)(dong)機(ji)外(wai)部(bu)(bu)卻連(lian)燙手的(de)溫(wen)度都沒有(you)，因為發(fa)動(dong)(dong)機(ji)的(de)風扇葉片熔(rong)點很(hen)低，燃(ran)燒(shao)室(shi)的(de)保溫(wen)和(he)阻燃(ran)工藝是(shi)最難的(de)重(zhong)點，不然發(fa)動(dong)(dong)機(ji)的(de)外(wai)部(bu)(bu)零部(bu)(bu)件都會損(sun)傷，不堪設想，但是(shi)想要達到(dao)這(zhe)個外(wai)部(bu)(bu)感知不到(dao)溫(wen)度，發(fa)動(dong)(dong)機(ji)內部(bu)(bu)穩(wen)定(ding)充分燃(ran)燒(shao)的(de)建造(zao)要求，談(tan)何(he)容(rong)易？這(zhe)融合了(le)多(duo)項學科的(de)高端科技，目前能建造(zao)出來的(de)國(guo)家也不是(shi)很(hen)多(duo)。

航空發動(dong)機(ji)屬(shu)于渦扇發動(dong)機(ji)，各個組成部件應對和承受(shou)的(de)(de)溫度上限(xian)各有不(bu)同(tong)，使用的(de)(de)材(cai)料也(ye)(ye)各不(bu)相同(tong)，燃燒室最(zui)高溫度需要阻燃鈦(tai)合(he)金材(cai)質(zhi)來打造，飛(fei)機(ji)的(de)(de)尾(wei)噴(pen)管也(ye)(ye)要和燃燒室使用同(tong)樣(yang)的(de)(de)材(cai)質(zhi)，才能確保飛(fei)機(ji)的(de)(de)安全(quan)。

但是阻(zu)燃鈦(tai)(tai)合金的(de)(de)加工非常難，鈦(tai)(tai)合金的(de)(de)鈦(tai)(tai)熔點能夠高(gao)達1660度的(de)(de)高(gao)溫，一般飛機發動機工作中，除了燃燒室，最高(gao)溫度都在(zai)600度左右，所(suo)以鈦(tai)(tai)是很安全的(de)(de)。

但是如果(guo)一些異常情況發(fa)生會引發(fa)鈦火事(shi)故，只有做阻(zu)燃涂(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)多一層(ceng)(ceng)(ceng)保險，在(zai)鈦合金的(de)表(biao)面做了阻(zu)燃涂(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)工藝處理(li)，而這(zhe)種阻(zu)燃涂(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)構成(cheng)，是成(cheng)分(fen)非常復雜(za)的(de)材料，需要注意這(zhe)種涂(tu)層(ceng)(ceng)(ceng)在(zai)一定條件和環境(jing)下，會存在(zai)脫落的(de)風險。

而且(qie)功能單一，只能阻(zu)止和延緩燃燒，不會(hui)提高(gao)鈦合(he)金(jin)的耐熱溫(wen)(wen)度(du)上限，就連鎳基高(gao)溫(wen)(wen)合(he)金(jin)能承受的溫(wen)(wen)度(du)也(ye)只有(you)600度(du)左右，一般用在(zai)高(gao)壓壓氣機(ji)部分的建造(zao)。

而(er)(er)光(guang)刻機的建造(zao)(zao)(zao)難度(du)則是(shi)另(ling)外一(yi)種情況，光(guang)刻機的電路投影精度(du)要求(qiu)到了納(na)米(mi)量級，極(ji)其精細微小，光(guang)刻機制造(zao)(zao)(zao)芯(xin)片(pian)時簡(jian)直就像在沖洗照片(pian)，高清(qing)像素的“照片(pian)”就是(shi)芯(xin)片(pian)的精度(du)指標，建造(zao)(zao)(zao)光(guang)刻機的工藝是(shi)最難的，而(er)(er)相比(bi)之下，航空發動機的材料(liao)建造(zao)(zao)(zao)起來更(geng)難一(yi)些，總而(er)(er)言之兩種都屬于目前世界上的尖端科技(ji)之一(yi)，各(ge)有各(ge)的難度(du)。

現在世界上(shang)先進的光刻(ke)(ke)機技術，已經開展了紫外(wai)光照射電(dian)(dian)路設計圖模板(ban)，簡單的工(gong)作(zuo)流(liu)程就是(shi)紫外(wai)光利用物鏡把模板(ban)上(shang)電(dian)(dian)路圖縮(suo)小比例(li)，投(tou)影到(dao)硅片刻(ke)(ke)電(dian)(dian)路圖。這(zhe)種(zhong)光源必須足(zu)夠穩定，保證精度(du)和純凈(jing)的光源，光刻(ke)(ke)機的超精度(du)測量要求極高，否則也無法加工(gong)出納米級(ji)的精度(du)芯片。

和航(hang)空發動(dong)機(ji)(ji)相比(bi)較的話(hua)，航(hang)發雖然不(bu)需(xu)要那(nei)么多芯片大(da)小的零件，但是動(dong)輒(zhe)幾十萬個零部(bu)件也是總體建造難度非常(chang)大(da)，甚至比(bi)光刻機(ji)(ji)的建造難度還要高。

航空發動機渦輪葉片要用(yong)到(dao)單晶(jing)材料，能夠(gou)耐高溫，而不(bu)同(tong)部位的(de)零部件能夠(gou)耐高溫的(de)程(cheng)度(du)又(you)不(bu)相同(tong)，使用(yong)的(de)材料也不(bu)一樣，不(bu)同(tong)的(de)材質(zhi)都組(zu)(zu)裝(zhuang)到(dao)發動(dong)機(ji)上，對于動(dong)力學和各個學科(ke)間的(de)協同(tong)和組(zu)(zu)裝(zhuang)融合(he)(he)，相互配合(he)(he)傳動(dong)工作，也是非常大的(de)設(she)計考驗。