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)(shi)燃(ran)(ran)氣(qi)(qi)渦輪(lun)(lun)發(fa)動機(ji)(ji)，根據熱力(li)學(xue)原(yuan)理(li)，渦輪(lun)(lun)燃(ran)(ran)氣(qi)(qi)溫度越高，流過發(fa)動機(ji)(ji)單位體(ti)積或重量的空(kong)氣(qi)(qi)產生的功就越多(duo)。也就是(shi)(shi)(shi)說，為了增大發(fa)動機(ji)(ji)的功率最(zui)好是(shi)(shi)(shi)不斷(duan)提高渦輪(lun)(lun)燃(ran)(ran)氣(qi)(qi)的溫度。然而，大多(duo)數金屬(shu)的熔(rong)點(dian)是(shi)(shi)(shi)1500攝氏度左右，也就是(shi)(shi)(shi)說，當發(fa)動機(ji)(ji)工作時，一旦溫度達到(dao)熔(rong)點(dian)，發(fa)動機(ji)(ji)很多(duo)部件就會熔(rong)化掉(diao)！因此(ci)，如何讓發(fa)動機(ji)(ji)部件耐得了高溫，是(shi)(shi)(shi)一個極大的難題(ti)。

2、大風扇的制造問題

當今(jin)大(da)(da)飛機普遍采(cai)用(yong)(yong)渦輪風(feng)(feng)(feng)扇(shan)發(fa)動機作(zuo)為其動力來源。如果(guo)說渦輪的(de)重點(dian)是要(yao)解決耐高溫的(de)問題(ti)，那么風(feng)(feng)(feng)扇(shan)的(de)問題(ti)重點(dian)是要(yao)解決離(li)心(xin)力和(he)重量的(de)問題(ti)。適用(yong)(yong)于(yu)大(da)(da)飛機的(de)航空發(fa)動機，其風(feng)(feng)(feng)扇(shan)直徑在3米(mi)左右，如此巨大(da)(da)的(de)風(feng)(feng)(feng)扇(shan)倘若采(cai)用(yong)(yong)質量重的(de)金屬材料，即使(shi)做成空心(xin)葉片，強(qiang)大(da)(da)的(de)離(li)心(xin)力也可以瞬間撕裂風(feng)(feng)(feng)扇(shan)。因(yin)此，如何讓大(da)(da)風(feng)(feng)(feng)扇(shan)葉片變輕并耐得(de)了離(li)心(xin)力，就成為一(yi)個(ge)必須攻克的(de)難題(ti)。

3、材料與制造工藝問題

不(bu)管(guan)是熱端(duan)的(de)(de)(de)渦輪、燃(ran)燒(shao)室也(ye)好(hao)，冷端(duan)的(de)(de)(de)風扇大葉片也(ye)好(hao)，其(qi)特殊的(de)(de)(de)材料(liao)與制造工(gong)藝(yi)的(de)(de)(de)研制都必須過(guo)關。另外，航(hang)空(kong)發(fa)(fa)動(dong)機(ji)內部極(ji)為(wei)復(fu)雜精密，對(dui)制造裝(zhuang)配(pei)的(de)(de)(de)要求是“零(ling)差錯”，如何提升制造裝(zhuang)配(pei)工(gong)藝(yi)水平也(ye)是一項難(nan)度極(ji)高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)挑戰。正(zheng)因為(wei)航(hang)空(kong)發(fa)(fa)動(dong)機(ji)極(ji)難(nan)制造，所(suo)以至今(jin)能夠生產(chan)的(de)(de)(de)國家屈指可數。也(ye)正(zheng)是認(ren)識到航(hang)空(kong)發(fa)(fa)動(dong)機(ji)的(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)技(ji)術(shu)含量及其(qi)高(gao)(gao)(gao)附加(jia)值，航(hang)空(kong)發(fa)(fa)達國家歷(li)來將其(qi)作為(wei)高(gao)(gao)(gao)度壟斷、嚴密封(feng)鎖的(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)科技(ji)尖端(duan)技(ji)術(shu)，其(qi)核心技(ji)術(shu)嚴禁向國外轉(zhuan)讓，并且在(zai)西方國家之間(jian)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(bu)航(hang)空發(fa)動(dong)機(ji)的零部(bu)件動(dong)輒幾十萬個之(zhi)多(duo)，構造連接彼此傳導，發(fa)揮非(fei)常(chang)重要(yao)的動(dong)力能量(liang)，但是也容不得(de)一點馬虎和誤(wu)差，甚(shen)至(zhi)一點微小的錯誤(wu)，都(dou)會(hui)讓航(hang)空發(fa)動(dong)機(ji)出現故障，輕則造成損失(shi)，重則傷及生(sheng)命(ming)，機(ji)械建造要(yao)求是非(fei)常(chang)嚴苛的。那么真比光刻(ke)機(ji)還要(yao)難嗎？確實如此。

首先(xian)來看航(hang)空發動(dong)(dong)機的(de)建造難(nan)度，重要一點在于材(cai)質(zhi)的(de)建造，用最通俗簡(jian)單(dan)的(de)解釋來闡述，航(hang)空發動(dong)(dong)機工作時，風扇葉片使用單(dan)晶材(cai)質(zhi)，能夠耐(nai)一定高溫，發動(dong)(dong)機啟動(dong)(dong)后，把空氣(qi)壓縮壓入燃燒(shao)室。

在內部和燃(ran)燒(shao)劇烈燃(ran)燒(shao)，猛烈的噴射流推動葉片高速旋轉(zhuan)產(chan)生總值驚(jing)人的動力，而燃(ran)燒(shao)室內部的溫(wen)度(du)(du)不低于1600度(du)(du)，發動機外部必須不能感知到溫(wen)度(du)(du)，這個(ge)要求說起來何其簡單，但是想要實現這個(ge)加(jia)工目標是非(fei)常艱難的。

燃燒(shao)(shao)室(shi)的(de)溫度(du)(du)一千多(duo)度(du)(du)，發動(dong)機(ji)外(wai)部(bu)卻連燙手的(de)溫度(du)(du)都沒有，因為(wei)發動(dong)機(ji)的(de)風(feng)扇葉片熔點很低(di)，燃燒(shao)(shao)室(shi)的(de)保溫和阻燃工藝(yi)是最難的(de)重點，不(bu)(bu)然(ran)發動(dong)機(ji)的(de)外(wai)部(bu)零(ling)部(bu)件都會損傷，不(bu)(bu)堪設想，但是想要達到這個(ge)外(wai)部(bu)感知不(bu)(bu)到溫度(du)(du)，發動(dong)機(ji)內部(bu)穩定充分燃燒(shao)(shao)的(de)建造(zao)要求(qiu)，談何容(rong)易？這融合(he)了多(duo)項學(xue)科的(de)高端科技，目前能建造(zao)出來的(de)國家也不(bu)(bu)是很多(duo)。

航空(kong)發動(dong)機屬于渦扇發動(dong)機，各(ge)個組成(cheng)部件應對和(he)承受的溫(wen)度(du)上限各(ge)有不同，使用(yong)的材料也(ye)各(ge)不相(xiang)同，燃(ran)(ran)燒室(shi)(shi)最高溫(wen)度(du)需要(yao)阻(zu)燃(ran)(ran)鈦(tai)合金材質(zhi)來(lai)打造，飛機的尾噴管也(ye)要(yao)和(he)燃(ran)(ran)燒室(shi)(shi)使用(yong)同樣的材質(zhi)，才能確保飛機的安全。

但是阻燃(ran)鈦合(he)(he)金的加工非常(chang)難，鈦合(he)(he)金的鈦熔點能夠高(gao)(gao)達1660度(du)(du)的高(gao)(gao)溫，一般飛機(ji)發動機(ji)工作中，除了燃(ran)燒室，最高(gao)(gao)溫度(du)(du)都在600度(du)(du)左(zuo)右，所以鈦是很(hen)安全的。

但是(shi)(shi)如果一(yi)些異常情(qing)況發(fa)生會(hui)(hui)引(yin)發(fa)鈦火(huo)事故，只有做阻(zu)(zu)燃涂層(ceng)多一(yi)層(ceng)保險，在鈦合金的(de)(de)表(biao)面做了阻(zu)(zu)燃涂層(ceng)的(de)(de)工藝處理(li)，而這種(zhong)阻(zu)(zu)燃涂層(ceng)的(de)(de)構成(cheng)，是(shi)(shi)成(cheng)分非常復雜的(de)(de)材料，需要注意這種(zhong)涂層(ceng)在一(yi)定條(tiao)件和環境(jing)下，會(hui)(hui)存在脫落的(de)(de)風險。

而且功能單一，只(zhi)能阻止和延緩燃燒，不會提高(gao)鈦(tai)合金的耐熱溫度(du)上限，就連鎳基(ji)高(gao)溫合金能承受的溫度(du)也(ye)只(zhi)有600度(du)左右，一般用(yong)在高(gao)壓壓氣機部分的建造(zao)。

而光(guang)刻(ke)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)建造(zao)難度(du)則是(shi)(shi)另外一種(zhong)情況(kuang)，光(guang)刻(ke)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)電路投影(ying)精度(du)要求(qiu)到了納米量級，極其精細微小，光(guang)刻(ke)機(ji)(ji)制造(zao)芯(xin)片(pian)(pian)時簡直就像在沖洗照片(pian)(pian)，高清(qing)像素的(de)(de)(de)“照片(pian)(pian)”就是(shi)(shi)芯(xin)片(pian)(pian)的(de)(de)(de)精度(du)指標，建造(zao)光(guang)刻(ke)機(ji)(ji)的(de)(de)(de)工藝(yi)是(shi)(shi)最難的(de)(de)(de)，而相比之(zhi)(zhi)下(xia)，航空(kong)發動機(ji)(ji)的(de)(de)(de)材料建造(zao)起來更(geng)難一些，總(zong)而言之(zhi)(zhi)兩種(zhong)都屬于目(mu)前世(shi)界(jie)上的(de)(de)(de)尖端科技之(zhi)(zhi)一，各(ge)有各(ge)的(de)(de)(de)難度(du)。

現在世界上先進的(de)光(guang)(guang)刻機技術，已經開展了紫外光(guang)(guang)照射電(dian)路(lu)設計圖(tu)模(mo)板，簡(jian)單的(de)工(gong)作流程(cheng)就是紫外光(guang)(guang)利用物鏡把模(mo)板上電(dian)路(lu)圖(tu)縮(suo)小比例，投影(ying)到硅(gui)片(pian)刻電(dian)路(lu)圖(tu)。這種光(guang)(guang)源(yuan)必須足夠穩定，保證精度(du)和純凈的(de)光(guang)(guang)源(yuan)，光(guang)(guang)刻機的(de)超精度(du)測量(liang)要求極高，否則也無法(fa)加工(gong)出納米級(ji)的(de)精度(du)芯(xin)片(pian)。

和航空發動(dong)機相比較(jiao)的話，航發雖然(ran)不(bu)需(xu)要那么多(duo)芯片大小(xiao)的零件，但是(shi)動(dong)輒(zhe)幾十萬個零部(bu)件也是(shi)總體建(jian)造(zao)難度(du)非常(chang)大，甚至比光刻機的建(jian)造(zao)難度(du)還要高(gao)。

航空發動機渦輪葉片要(yao)用(yong)到(dao)單晶材料，能夠耐高(gao)溫，而不同(tong)部位的(de)(de)零部件(jian)能夠耐高(gao)溫的(de)(de)程度又不相(xiang)同(tong)，使用(yong)的(de)(de)材料也不一樣，不同(tong)的(de)(de)材質(zhi)都組裝到(dao)發(fa)動(dong)機上，對于(yu)動(dong)力學(xue)和各(ge)個(ge)學(xue)科間的(de)(de)協同(tong)和組裝融合，相(xiang)互配合傳(chuan)動(dong)工作(zuo)，也是非常(chang)大的(de)(de)設計考(kao)驗。