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標題: 我國航空發動機技術為何進步這么慢？ [打印本頁]

作者: 搬運工 時間: 2015-5-26 13:21
標題: 我國航空發動機技術為何進步這么慢？
本帖最后由搬運工于 2015-5-26 13:24 編輯

首先給大家簡單介紹一下航空發動機控制器這個東西。

航空發動機控制器是做什么用的呢？有人將其比作發動機的大腦。它感受飛行器的環境溫度、環境壓力、飛行高度、飛行速度、發動機各級轉子的轉速、發動機內部各重要部位的溫度和壓力、壓氣機各級轉子葉片的角度，尾噴口的大小和方向，再根據飛行員的操作意圖，是巡航飛行、加速還是減速、是否需要做機動，然后根據這些信息控制供給發動機所需要的燃油、調節葉片角度、調節尾噴口面積、調節尾噴口的角度。這是一個多輸入多輸出的系統，各輸入和輸出之間很多都是曲線關系，還包含了很多邏輯關系，所以控制器基本上就是一臺計算機。學過自控的同學大致可以了解這有多難。

控制器有多復雜？你可以這么想象，有2000多種齒輪、齒條、杠桿、凸輪、活門、噴嘴擋板，把這些都放在一個電飯鍋里是個什么情景。

控制器有多精密？舉個例子，控制器里有種東西叫活門，有點像平常我們見到的液壓缸，但密封方式不一樣。液壓缸里為了保證活塞兩邊的油不連通，液壓缸活塞上裝有橡膠皮碗，橡膠皮碗的直徑比活塞腔略大，橡膠有彈性，所以橡膠皮碗裝在活塞腔里時，皮碗就被壓緊在活塞腔壁上，皮碗和活塞壁之間是沒有縫的，所以活塞兩邊的油就被密封了。而控制器的活門由于工作需要，不能用彈性密封材料，而且活塞要能自由移動和旋轉，所以活塞和活塞腔之間是有縫的，但這個縫非常非常小，小到連油都過不去，活塞兩邊的油就被密封了。這個要求對縫隙的尺寸非常嚴格的控制，只要有個纖維或有點灰塵，活塞就被卡死了，所以裝配廠房都是無塵的，裝配工人的穿著和手術室的醫生一樣。平常你見到的機械零件掉地上撿起來接著用，活門這個東西掉地上就報廢了。

控制器的使用環境是什么樣的？控制器是安裝在發動機旁邊的，工作環境是高溫高振動。溫度極端條件是在冬季的東北，發動機沒啟動時是零下40度，啟動后是零上150度。10g加速度的振動是正常工作條件。

控制器的難點在哪？前面說過了，控制器的功能之一是控制給發動機的供油，這個功能有點像汽車的缸內直噴，汽車停止供油了頂多歇在路上，航空發動機停止供油了飛機就掉下來了。控制器幾千個零部件有一個出現問題，都可能是災難性的。保證不出問題有多難？你見過開了十年不出問題的車嗎？控制器可是要保證每一臺十年內都不能出問題。

前面說的都是機械液壓控制器，電子控制器的情況是什么樣的？電子控制器優勢是很明顯的，可以實現更復雜的控制，結構也更簡單，重量更輕，是未來控制器發展的方向。但電子控制器缺點也很致命，在惡劣環境下電子產品非常容易失效，而且電子產品的失效沒有任何先兆，難以預防。另外，電子傳感器的信號都很微弱，容易受到干擾，電子傳感器失效也是個問題。航空發動機的控制器是絕對不能失效的，這是電子控制器主要需要解決的問題。

為什么發動機的技術進步速度那么慢呢？

我想從技術和制度兩個方面說明一下。

先說說技術方面的原因。我們國家的航空工業原先都是蘇聯援建，所以并不是從零開始的，很多東西都有原型。這樣做起步比較容易，所以很快我們就有了自己的航空產品。但問題也就出在這里了，基礎的數據都沒有，只知道是什么樣子的，不知道為什么是這個樣子的。控制器像個多輸入多輸出的計算機，那么我設計控制器的時候當輸入是某個具體情況時，我總得知道控制器的輸出具體是多少吧，抱歉，沒有這個數據，誰也提供不了。那怎么辦呢？就是靠試驗，大量的試驗，發動機試驗，積累數據。欠的債都得補回來，先天不足就是靠后天補。但這可是發動機試驗，反復一次周期都很長，而且要反復很多次，這些反復驗證所需要的時間是非常長的。

再說說制度方面的原因。控制器是要保證十年內不能出問題的，那么究竟是怎么保證的？按照質量保證體系要求，也是試，大大小小的試驗，所有在用戶那里可能出現的情況都要模擬來進行試驗測試，不同環境下的試驗都要做，GJB150《環境試驗方法》規定的內容都要過。

（《環境試驗方法》的內容網上都有，不過還是給大家搬過來吧，省的大家去查了，這些試驗包括：高溫、低溫、溫度沖擊、溫度-高度、太陽輻射、淋雨、濕熱、霉菌、鹽霧、砂塵、爆炸性大氣、浸漬、加速度、振動、噪聲、沖擊、溫度-濕度-高度、飛機炮振）。

拿低溫試驗來說吧，小東西還可能用環境試驗器來模擬，發動機的整機試驗就不行了。你想想，飛機發動機噴出去的氣的反作用力能把飛機推上天，這得要多少空氣，把這么多空氣瞬間降低到零下40度難度是非常大的。所以進行發動機低溫試驗比較簡單的方法是在氣溫是零下40的地方做，但即使是中國最冷的地方一年也就那么幾天能達到這個溫度，一旦試驗出現問題下一次試驗就是一年以后了。

除了環境試驗以外還要進行壽命試驗，就是產品保證多長時間我就實際做多長時間的試驗，可以想象一比一的壽命試驗得做所需要的時間是非常長的。有加速等效壽命的試驗方法，但我們沒有基礎數據對吧，你憑什么說你做1個小時的試驗可以相當于實際上2個小時或3個小時試驗呢，所以目前很多試驗只能硬來，積累數據？即使用加速等效壽命試驗的方法也依然需要很長的時間。各試驗小部件先做，然后是整機，然后是發動機，最后裝在飛機上試飛，當通過了所有試驗考核以后產品的整個設計和工藝就被固化下來了，依靠質量保證體系保證以后生產的產品質量全都可控。

全部這些試驗做完，花的錢不說了時間消耗的那可是杠杠的。這時候你發現通過新技術的應用有一個小部件你可以改進一下，嗯，改得不錯，但誰能保證這個改進后的部件能否保證不出問題呢？你不能拍著胸脯說我保證，抱歉你沒有這個資格做這樣的保證，一切都要靠試驗說話。會為了你這個小小的改進把整個試驗過程再走一遍嗎？不會，動靜太大了，人力物力的消耗都是相當巨大的。你的小改進只能等重大的改進改型的時候，隨著重大改型一起進行試驗。由于有質量控制的要求，所有的技術改進都要讓步于質量控制，畢竟這東西出問題是機毀人亡的結果，誰也不可能逾越雷池半步。

所以發動機的技術進步不是漸進的，而是階段性的，你會發現發動機一段時間技術根本沒什么進步，然后突然就上一個臺階。你能看到的例子就是殲十相比殲八的進步。

綜上所述，單就因為技術和制度這兩方面原因，你看到的發動機的技術進步就難以持續地飛速發展。（轉）

作者: niufang2 時間: 2015-5-26 13:41
個人以為，航空發電機，精密復雜，在發達國家也不是件省力的事，日本研發心神時就感嘆，發動機實在太難了，
問題它還是個系統工程，要多單位合作，質量難以把控，
還有就是沒利潤，上到老總，下到檢驗員，只有生病勞死的專利，連打工妹還不如找個修助動車的來勁，
就算孔夫子帶學生還要送臘肉是不是

作者: 陽光小院暖茶 時間: 2015-5-26 14:01
太復雜

作者: 明月山河 時間: 2015-5-26 14:12
航空發動機控制器是機械控制的？有點意思，樓主上點圖？

作者: 桂花暗香 時間: 2015-5-26 14:18
字樣時代偶們航空因國家缺錢，上海麥道流了，就沒怎么發展，近年有錢了又開始了，買到和播音喝了，米國也禁了。沒辦法只有找烏了。烏缺錢，一拍即合！

作者: niufang2 時間: 2015-5-26 14:59
說以人為本，真做到了，啥問題都解決了，
就是你把科學家當做不可能再平凡的人，檢驗員不可能再平凡的人，農民不可能再平凡的人，則國家無往而不勝，
一會兒科學家偉大，一會兒檢驗員偉大，一會兒農民偉大，只不過是早敗晚敗的問題，

作者: 天空挑戰者 時間: 2015-5-26 15:33
普及了科學知識，很有益。發動機不是一個簡單東西。

作者: 大色貓 時間: 2015-5-26 17:06
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作者: 三八大蓋 時間: 2015-5-26 18:11
再一個我覺得就是制度問題，國有企業里即使你真的有什么技術成就或者突破，只要是被你的上級主管領導知道了，就會被扼殺在萌芽中。除非你和領導的關系的非常好，要不然你踩著他上去，他就下來了。真正受獎勵的倒是那些實際并沒有什么突破掛著領導的名字的科技成果，不是負能量爆棚，是現實生活的就是如此。所以，即使有技術，也不一定會發展。

作者: zcg719 時間: 2015-5-26 19:37
怎么下載啊

作者: numberone 時間: 2015-5-27 11:31
不要單純看技術問題，我們的人不是進步也很慢嗎？

作者: 風清揚極客 時間: 2015-5-27 11:51
航空發動機零部件繁多，質量難以控制。

作者: 大碗 時間: 2015-5-27 12:34
本帖最后由大碗于 2015-5-27 12:39 編輯

發動機燃油調節器，發動機的心臟。可喜的是國家已經看到了發動機對飛機工業的制約。現在已經成立發動機公司，將發動機獨立出去。

作者: ygcygx 時間: 2015-5-27 14:22
哈哈，抄作業的同學能比被抄作業的同學成績好？
不過由于差距太大，進步空間還是蠻大的哈哈。。。
哈哈

作者: m_e 時間: 2015-5-27 19:59
資，才，機。缺一個做到就難了，缺兩個還做到就不可思議了，都缺還做到就不大可能了。”沒有條件創造條件“不就是說明了條件的重要性嗎。

作者: 摩登原始人 時間: 2015-5-28 01:13
轉載的話，是否應該在第一行注明轉載？

是否應該表明原作者？

是否應該給出原地址鏈接？

這完全是不尊重原作者的行為

作者: donggaord 時間: 2015-5-30 10:12
就我跟航空航天的人打交道的經驗看，這些人要是能做出質量穩定可靠的產品那才是天方夜譚。還不如一些優秀的民營企業。什么c919，arj，打死我也不坐。
中國在制造業上差的不只是技術，更是管理、文化。

作者: 藍仁2015 時間: 2015-5-30 15:09
好復雜，不過看后還是有點了解，多謝分享！

作者: @風雨同路 時間: 2015-5-30 20:21
慢慢來吧,基礎工業提高了就出來了。

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