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)燃氣渦(wo)(wo)(wo)輪(lun)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)，根據熱力學原理，渦(wo)(wo)(wo)輪(lun)燃氣溫(wen)(wen)度越(yue)高(gao)，流過(guo)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)單位體積或(huo)重量的空氣產生的功就越(yue)多。也就是(shi)(shi)說，為(wei)了(le)增大發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)的功率最好是(shi)(shi)不斷提高(gao)渦(wo)(wo)(wo)輪(lun)燃氣的溫(wen)(wen)度。然而(er)，大多數金(jin)屬的熔(rong)點(dian)是(shi)(shi)1500攝氏度左(zuo)右，也就是(shi)(shi)說，當(dang)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)工作時，一旦溫(wen)(wen)度達到(dao)熔(rong)點(dian)，發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)很多部(bu)件(jian)就會熔(rong)化(hua)掉！因(yin)此(ci)，如何(he)讓(rang)發(fa)動(dong)(dong)機(ji)(ji)(ji)(ji)部(bu)件(jian)耐得了(le)高(gao)溫(wen)(wen)，是(shi)(shi)一個極大的難題(ti)。

2、大風扇的制造問題

當(dang)今大飛(fei)機(ji)普(pu)遍采用渦輪風(feng)(feng)(feng)扇(shan)(shan)發(fa)動(dong)機(ji)作為(wei)其(qi)動(dong)力(li)來源。如(ru)果說渦輪的(de)重點是要解決耐高溫的(de)問題(ti)(ti)，那(nei)么風(feng)(feng)(feng)扇(shan)(shan)的(de)問題(ti)(ti)重點是要解決離(li)心(xin)力(li)和重量(liang)的(de)問題(ti)(ti)。適用于大飛(fei)機(ji)的(de)航空發(fa)動(dong)機(ji)，其(qi)風(feng)(feng)(feng)扇(shan)(shan)直徑在3米左右，如(ru)此(ci)巨大的(de)風(feng)(feng)(feng)扇(shan)(shan)倘若采用質量(liang)重的(de)金屬材料，即使做成空心(xin)葉片，強大的(de)離(li)心(xin)力(li)也(ye)可以瞬間撕裂風(feng)(feng)(feng)扇(shan)(shan)。因此(ci)，如(ru)何(he)讓大風(feng)(feng)(feng)扇(shan)(shan)葉片變輕并耐得了離(li)心(xin)力(li)，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

不管是熱端(duan)(duan)的(de)(de)(de)渦輪(lun)、燃燒室也好，冷端(duan)(duan)的(de)(de)(de)風扇(shan)大葉片(pian)也好，其(qi)(qi)特殊的(de)(de)(de)材料(liao)與制(zhi)造工藝的(de)(de)(de)研制(zhi)都必須過關。另外(wai)，航(hang)空(kong)(kong)發動(dong)機(ji)內(nei)部極(ji)為復雜精密(mi)，對制(zhi)造裝(zhuang)配的(de)(de)(de)要求是“零差錯”，如何提升制(zhi)造裝(zhuang)配工藝水平也是一項(xiang)難(nan)(nan)度極(ji)高(gao)的(de)(de)(de)挑(tiao)戰。正因為航(hang)空(kong)(kong)發動(dong)機(ji)極(ji)難(nan)(nan)制(zhi)造，所以(yi)至今能夠生產的(de)(de)(de)國(guo)家屈(qu)指(zhi)可數。也正是認識到航(hang)空(kong)(kong)發動(dong)機(ji)的(de)(de)(de)高(gao)技(ji)(ji)術(shu)(shu)含(han)量及其(qi)(qi)高(gao)附加值，航(hang)空(kong)(kong)發達國(guo)家歷來將其(qi)(qi)作為高(gao)度壟斷、嚴密(mi)封鎖的(de)(de)(de)高(gao)科技(ji)(ji)尖端(duan)(duan)技(ji)(ji)術(shu)(shu)，其(qi)(qi)核(he)心技(ji)(ji)術(shu)(shu)嚴禁向(xiang)國(guo)外(wai)轉(zhuan)讓，并且在西(xi)方(fang)國(guo)家之間(jian)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)部航空發動(dong)(dong)機(ji)的零部件動(dong)(dong)輒(zhe)幾十萬個之多，構造(zao)連接彼此傳(chuan)導，發揮非(fei)(fei)常重要的動(dong)(dong)力能量，但是也(ye)容不(bu)得一(yi)點(dian)馬(ma)虎(hu)和誤差，甚(shen)至一(yi)點(dian)微小的錯(cuo)誤，都會讓航空發動(dong)(dong)機(ji)出現(xian)故障，輕則(ze)(ze)造(zao)成損失，重則(ze)(ze)傷(shang)及生命，機(ji)械建造(zao)要求是非(fei)(fei)常嚴(yan)苛的。那(nei)么真(zhen)比光(guang)刻機(ji)還要難嗎？確實如此。

首(shou)先來(lai)看(kan)航空(kong)發(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)的建造難度，重(zhong)要(yao)一點(dian)在于材質(zhi)的建造，用最通俗簡(jian)單的解釋(shi)來(lai)闡述，航空(kong)發(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)工作時，風扇葉(xie)片(pian)使用單晶材質(zhi)，能夠耐一定高溫(wen)，發(fa)動(dong)(dong)(dong)機(ji)(ji)啟動(dong)(dong)(dong)后，把空(kong)氣壓縮壓入燃燒室。

在內部和燃燒劇烈燃燒，猛(meng)烈的(de)噴射流推(tui)動(dong)葉(xie)片高速旋轉產生總值驚人(ren)的(de)動(dong)力(li)，而燃燒室(shi)內部的(de)溫(wen)度不低于1600度，發動(dong)機外部必須不能(neng)感(gan)知到(dao)溫(wen)度，這個要(yao)求說起來何其簡單，但(dan)是想要(yao)實(shi)現這個加工目標是非常艱(jian)難(nan)的(de)。

燃燒室(shi)的(de)溫(wen)度一(yi)千多(duo)(duo)度，發(fa)動機外(wai)(wai)部(bu)(bu)卻連(lian)燙手的(de)溫(wen)度都(dou)沒有，因為發(fa)動機的(de)風扇葉片熔(rong)點很低，燃燒室(shi)的(de)保溫(wen)和阻燃工藝是最難的(de)重點，不然發(fa)動機的(de)外(wai)(wai)部(bu)(bu)零(ling)部(bu)(bu)件(jian)都(dou)會損傷(shang)，不堪設想(xiang)，但是想(xiang)要達到這個外(wai)(wai)部(bu)(bu)感知不到溫(wen)度，發(fa)動機內(nei)部(bu)(bu)穩定充分燃燒的(de)建造(zao)(zao)要求，談何(he)容易？這融合了多(duo)(duo)項(xiang)學科(ke)(ke)的(de)高端科(ke)(ke)技(ji)，目(mu)前能(neng)建造(zao)(zao)出(chu)來(lai)的(de)國家(jia)也不是很多(duo)(duo)。

航空發(fa)動(dong)機(ji)(ji)屬于渦扇發(fa)動(dong)機(ji)(ji)，各個組成部件應對和承受(shou)的溫(wen)度(du)上(shang)限各有(you)不同(tong)，使用的材料也各不相同(tong)，燃燒室(shi)最高溫(wen)度(du)需要阻燃鈦合(he)金材質來打(da)造(zao)，飛機(ji)(ji)的尾噴(pen)管也要和燃燒室(shi)使用同(tong)樣的材質，才(cai)能(neng)確保飛機(ji)(ji)的安全。

但是阻燃(ran)鈦合金的(de)加工(gong)非常難，鈦合金的(de)鈦熔點(dian)能夠高(gao)達1660度(du)的(de)高(gao)溫，一般(ban)飛機發(fa)動機工(gong)作中，除了(le)燃(ran)燒室，最高(gao)溫度(du)都(dou)在600度(du)左右，所以鈦是很安全的(de)。

但是(shi)如果(guo)一(yi)些異常情況發(fa)生會(hui)引(yin)發(fa)鈦火事故，只有做(zuo)阻(zu)燃(ran)涂層(ceng)(ceng)多(duo)一(yi)層(ceng)(ceng)保險，在(zai)(zai)鈦合金的(de)表面做(zuo)了(le)阻(zu)燃(ran)涂層(ceng)(ceng)的(de)工藝處理(li)，而這(zhe)種阻(zu)燃(ran)涂層(ceng)(ceng)的(de)構成，是(shi)成分非常復雜的(de)材料，需要注意這(zhe)種涂層(ceng)(ceng)在(zai)(zai)一(yi)定條(tiao)件和環境下(xia)，會(hui)存在(zai)(zai)脫落的(de)風險。

而且功能(neng)(neng)單一(yi)，只(zhi)能(neng)(neng)阻止(zhi)和延(yan)緩(huan)燃燒，不會提高(gao)(gao)鈦合(he)金的耐熱溫(wen)(wen)度(du)上(shang)限，就連(lian)鎳基高(gao)(gao)溫(wen)(wen)合(he)金能(neng)(neng)承受的溫(wen)(wen)度(du)也(ye)只(zhi)有600度(du)左右，一(yi)般用(yong)在高(gao)(gao)壓壓氣機部分的建(jian)造。

而(er)光(guang)刻機(ji)的建造(zao)(zao)難(nan)(nan)度則(ze)是(shi)(shi)另外(wai)一(yi)種情況，光(guang)刻機(ji)的電路(lu)投影精度要(yao)求到了納米量級，極(ji)其精細微小，光(guang)刻機(ji)制(zhi)造(zao)(zao)芯片時(shi)簡直就像在沖洗照片，高清(qing)像素的“照片”就是(shi)(shi)芯片的精度指標，建造(zao)(zao)光(guang)刻機(ji)的工藝是(shi)(shi)最難(nan)(nan)的，而(er)相比(bi)之下，航空發(fa)動機(ji)的材料建造(zao)(zao)起來(lai)更難(nan)(nan)一(yi)些(xie)，總而(er)言(yan)之兩種都(dou)屬于目前世(shi)界上的尖端科技之一(yi)，各有各的難(nan)(nan)度。

現在世界上先進的(de)(de)(de)光(guang)刻機(ji)技術，已經開展了紫外(wai)光(guang)照射電路設計(ji)圖模板(ban)，簡單(dan)的(de)(de)(de)工作流程(cheng)就是紫外(wai)光(guang)利用物鏡把模板(ban)上電路圖縮小比(bi)例，投(tou)影到(dao)硅片刻電路圖。這種光(guang)源必(bi)須足夠(gou)穩定(ding)，保證(zheng)精(jing)(jing)度(du)和(he)純凈的(de)(de)(de)光(guang)源，光(guang)刻機(ji)的(de)(de)(de)超精(jing)(jing)度(du)測量要求極高(gao)，否則也(ye)無(wu)法加工出納米(mi)級的(de)(de)(de)精(jing)(jing)度(du)芯片。

和航(hang)空發(fa)動(dong)機相比較的話(hua)，航(hang)發(fa)雖然(ran)不需要(yao)那么多芯片大小的零件，但(dan)是動(dong)輒幾十萬個零部(bu)件也(ye)是總體建(jian)造(zao)難度非常(chang)大，甚至(zhi)比光刻(ke)機的建(jian)造(zao)難度還要(yao)高。

航空發動機渦(wo)輪葉片要用到(dao)單晶(jing)材(cai)料(liao)，能夠(gou)耐(nai)高溫，而不同部位(wei)的(de)(de)零部件能夠(gou)耐(nai)高溫的(de)(de)程度又(you)不相同，使用的(de)(de)材(cai)料(liao)也不一樣，不同的(de)(de)材(cai)質都組裝到(dao)發動(dong)機上，對(dui)于動(dong)力學和各個學科間的(de)(de)協(xie)同和組裝融合，相互配合傳動(dong)工作，也是非常大(da)的(de)(de)設計考驗。