3000億美元也造不出來? 英為何羞辱中國航空發動機,3D難不倒我們

技術 BMW 戰鬥機 普惠公司 設計 德國 Google諾仁技術小子 2019-05-09

已經有一段時間了,對此感興趣。偶爾有點諷刺。

歷史期寶馬開始作為飛機發動機生產商,但在第一次世界大戰後德國被禁止為他們製造飛機或發動機(五年),因此他們改用摩托車和汽車。1924年他們恢復生產飛機發動機,並最終在1945年停止。1990年,寶馬收購了Klöckner-Humboldt-Deutz的空氣部件,後來將其整合到合資企業寶馬 - 勞斯萊斯。十年後,這件車賣給了羅爾斯·羅伊斯公司。

簡而言之,他們曾經制造飛機發動機,但不再是。

航空發動機那麼難造,看看3D工作原理,我真的明白了。

目前大部分航空發動機都是屬於燃氣渦輪型,民用客機的發動機突出的安全性和可靠性,而軍用發動機在這個基礎上還追求更大的推力,以及開加力時的最大推力。

由此可見,航空發動機領域中最強者必然是軍用航發,而軍用發動機算是人類科技的巔峰之作。

具備研發、製造和生產航空發動機的國家一般都不輕易出口自己的技術,只出口發動機成品,有的甚至連維護都需要送回原產國。

3D工作原理

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內部複雜程度


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航空發動機多難造?到現在都得依賴人工熟練裝配!


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圖-22M3的NK-25發動機渦扇發動機上密集的管線,在很長一段時間裡,這臺發動機和NK-32是世界上推力最大的航空發動機。


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NK-32發動機加力燃燒室的噴油環。


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組裝中的AL-31FP發動機,也就是蘇-30SM戰鬥機的動力裝置。


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發動機機匣上在加壓艙中進行氬弧焊的接口。在純氬氣的環境下焊接鈦合金不會被氧化,能獲得高質量焊縫,提高焊接結構的疲勞強度。


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發動機的渦輪葉片需要鑄造成形,這是在用失蠟法燒結陶瓷鑄型。


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澆築的單晶葉片與同等重量的黃金一樣昂貴。鑄造這種葉片的技術非常複雜,但這種葉片的性能在所有方面都優於普通葉片。每片葉片都用特殊的鎳鎢合金“生長”而成。


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這是為PD-41發動機製造的寬弦空心葉片,這種發動機是MS-21客機的動力來源。這個被隔出的特別區域裡的機器對鈦合金葉片毛坯進行切削成形,並對錶面進行機械打磨和拋光。


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噴氣發動機的重要組件,複雜的壓氣機轉子。


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組裝完畢的多級壓氣機轉子。

在成品發動機上密如織網的管道與管路,每根都有自己的作用。


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雖然噴氣發動機是20世紀最偉大的技術發明之一,但到現在仍只能依靠熟練工人手工裝配。


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AL-31FP矢量噴管的使用壽命是500小時,發動機1000小時大修前要像這樣翻新兩次噴管。


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矢量噴管能增強戰鬥機的機動性能,就其本身外形而言,也是相當令人震撼的。


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逐漸成形的AL-31FP尾噴管,收斂-擴散動作筒和部分魚鱗片已經安裝到位。


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通過測試後裝備打包出廠的等待打包的AL-31FP。發動機被整齊包裹上包裝紙和聚乙烯薄膜,但這還不夠,發動機包裝外面還要貼上標籤,以及一套完整的技術文檔:裡面包括合格證、表格等。


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加力狀態的Al-31FP。

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與F119相同,F135也採用三級風扇(在軍用渦扇發動機上,風扇是指整個低壓壓縮機組件)。每級風扇都包括一個單片式整體葉片轉子(IBR,或簡稱為“葉盤”,由實心鈦合金盤體和鈦葉片焊接而成)。

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由於F135無需推力矢量,所以普惠採用了傳統的軸對稱環形設計。F135的尾噴管由15片重疊的內外魚鱗片組成,外片正好遮蓋住內片之間的縫隙。內側魚鱗片較薄,具有金屬光澤的外觀,兩側直邊,末端為倒V形。在噴管完全張開時,內側魚鱗片之間會形成矩形間隙。


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F-35B的升力風扇是其垂直升力系統的重要組成部分,由兩級反向旋轉的風扇組成,一級疊加在另一級上方,每級都是整體葉盤結構。上級風扇有24片空心鈦葉片,下級則是28片實心葉片。

好吧,扣好了。

這是你可能想到的飛機引擎

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讓我們打開它來得到這個:

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現在,讓我們開始吧。

在第一部分的發動機,這也是最引人注目的部分,是涵道風扇。

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這基本上非常像家用風扇,向燃燒室吸入大量空氣。然而,由於它需要以合理的速度旋轉以實際維持燃燒,因為它由後面的低壓渦輪機驅動,需要起動推車或APU來提供加壓空氣以使壓縮機旋轉以啟動燃燒器。整個引擎

現在,進入下一位:低壓和高壓壓縮機

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壓縮機級分為兩個區域:高壓壓縮機和低壓壓縮機。在低壓壓縮機的直接位於管道風扇的後面它們在較低的壓力下運行,但增加了它們後面的高壓壓縮機的進入空氣的壓力。這兩個壓縮機級共同工作以基本上“擠壓”空氣,在燃燒室的過程中將其加熱。

這就是魔術發生的地方:燃燒室。

在這裡,熱空氣與噴氣燃料混合並燃燒,產生爆炸,這是從排氣中逸出的推力的主要輸出

但是,在排氣前注意一些刀片?它們是低壓和高壓渦輪機。

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這些渦輪機實際上是為整個發動機提供動力的渦輪,並且由於它們需要旋轉以實現自持式發動機,因此需要啟動推車或APU來提供引氣。

現在,最後一項是排氣。

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現在,請注意吸入發動機的大部分空氣是如何繞過內臟的?這是一種渦輪風扇發動機,其中大部分推力來自繞過的空氣,因此在不需要更強大的發動機的情況下提供更大的推力,並且還具有燃料效率,因此它幾乎用於所有客機。

另外兩種主要類型的發動機是渦輪噴氣發動機和渦輪螺旋槳發動機。渦輪噴氣發動機引擎摒棄了巨大的涵道風扇,和一個更強大的犧牲燃油經濟性的發動機相對於它的大小,所以純渦輪噴氣發動機被安裝在戰鬥機的飛機。渦輪螺旋槳發動機用導管(即螺旋槳)代替導管風扇,並且由於螺旋槳旋轉比風扇慢得多,因此tutboprops產生的推力遠小於渦輪風扇,因此用於通勤飛機或輕型到中型運輸。

現在,小飛機GA使用ICE(內燃發動機),就像一個在你的車,當然還有更奇特的發動機像衝壓發動機和超燃衝壓發動機,但這些都是這個答案的範圍之外。

在第二次世界大戰結束時; 事實上,在戰爭結束時,德國駕駛噴氣式飛機Me-262進入戰鬥。在戰爭結束時,英國也準備好使用噴氣動力的格洛斯特流星,但就我所知,它沒有參與戰鬥。

戰爭結束後,美國人掌握了勞斯萊斯內內發動機,大型活塞式航空發動機製造商普拉特惠特尼進入噴氣發動機領域。另一家擁有超過20年建造增壓器經驗的美國噴氣發動機製造商GE 在英國的Sir Frank Whittle的設計基礎上製造了噴氣發動機。1942年4月18日,GE 工程師成功運行了IA 引擎

我國航天始:

原標題:轟動世界!中國企業打破美國壟斷!造出航空發動機核心部件!


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