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)(de)(de)是(shi)燃(ran)(ran)氣渦輪(lun)發(fa)(fa)動機(ji)(ji)，根據熱力(li)學原理，渦輪(lun)燃(ran)(ran)氣溫度越高，流過發(fa)(fa)動機(ji)(ji)單位(wei)體積(ji)或重量的(de)(de)(de)(de)空氣產生的(de)(de)(de)(de)功(gong)就越多。也就是(shi)說，為了增大(da)發(fa)(fa)動機(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)功(gong)率最好是(shi)不斷提高渦輪(lun)燃(ran)(ran)氣的(de)(de)(de)(de)溫度。然而，大(da)多數金屬的(de)(de)(de)(de)熔(rong)點(dian)是(shi)1500攝氏度左右，也就是(shi)說，當(dang)發(fa)(fa)動機(ji)(ji)工作時，一旦溫度達到熔(rong)點(dian)，發(fa)(fa)動機(ji)(ji)很多部件就會熔(rong)化掉！因此，如(ru)何讓發(fa)(fa)動機(ji)(ji)部件耐(nai)得(de)了高溫，是(shi)一個極大(da)的(de)(de)(de)(de)難題。

2、大風扇的制造問題

當今大飛機普遍(bian)采用渦(wo)輪風(feng)扇發動(dong)機作為(wei)其(qi)動(dong)力(li)來源。如果說(shuo)渦(wo)輪的(de)(de)(de)重(zhong)(zhong)點是要(yao)解(jie)決耐高溫的(de)(de)(de)問(wen)題，那么風(feng)扇的(de)(de)(de)問(wen)題重(zhong)(zhong)點是要(yao)解(jie)決離心力(li)和重(zhong)(zhong)量的(de)(de)(de)問(wen)題。適用于(yu)大飛機的(de)(de)(de)航空(kong)發動(dong)機，其(qi)風(feng)扇直(zhi)徑在3米左右(you)，如此(ci)巨大的(de)(de)(de)風(feng)扇倘若采用質(zhi)量重(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)金屬材料，即使做成空(kong)心葉片(pian)，強大的(de)(de)(de)離心力(li)也可以瞬間撕裂風(feng)扇。因此(ci)，如何讓大風(feng)扇葉片(pian)變輕并耐得(de)了離心力(li)，就成為(wei)一個必須攻克的(de)(de)(de)難題。

3、材料與制造工藝問題

不管(guan)是(shi)(shi)(shi)熱端的(de)渦輪、燃燒室也好，冷端的(de)風(feng)扇大葉片也好，其(qi)特殊(shu)的(de)材料與制(zhi)造(zao)(zao)(zao)工藝(yi)的(de)研制(zhi)都必須過關。另外，航(hang)空(kong)發(fa)動機內部極為復雜(za)精密，對制(zhi)造(zao)(zao)(zao)裝(zhuang)配的(de)要求是(shi)(shi)(shi)“零差錯”，如何提(ti)升(sheng)制(zhi)造(zao)(zao)(zao)裝(zhuang)配工藝(yi)水平(ping)也是(shi)(shi)(shi)一項難度(du)極高(gao)(gao)的(de)挑戰。正(zheng)因(yin)為航(hang)空(kong)發(fa)動機極難制(zhi)造(zao)(zao)(zao)，所以至今能夠生(sheng)產的(de)國家(jia)屈(qu)指可數。也正(zheng)是(shi)(shi)(shi)認識到(dao)航(hang)空(kong)發(fa)動機的(de)高(gao)(gao)技術含量及其(qi)高(gao)(gao)附加值，航(hang)空(kong)發(fa)達國家(jia)歷來將其(qi)作為高(gao)(gao)度(du)壟斷(duan)、嚴(yan)(yan)密封(feng)鎖的(de)高(gao)(gao)科技尖端技術，其(qi)核心技術嚴(yan)(yan)禁向國外轉讓，并(bing)且(qie)在(zai)西方國家(jia)之間(jian)也不例(li)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)航空發(fa)(fa)動(dong)機(ji)的零部(bu)件動(dong)輒幾十萬個(ge)之多，構造(zao)連接彼此傳導，發(fa)(fa)揮(hui)非常(chang)重(zhong)要(yao)(yao)(yao)的動(dong)力(li)能(neng)量，但是(shi)也容不得一點馬虎(hu)和誤差，甚至一點微(wei)小的錯誤，都會讓航空發(fa)(fa)動(dong)機(ji)出現故(gu)障，輕(qing)則造(zao)成損失，重(zhong)則傷及生命，機(ji)械建(jian)造(zao)要(yao)(yao)(yao)求是(shi)非常(chang)嚴苛的。那(nei)么(me)真比(bi)光(guang)刻機(ji)還(huan)要(yao)(yao)(yao)難嗎？確實如此。

首先來看(kan)航空(kong)發動(dong)機的(de)建造難度，重要一(yi)點在于材質的(de)建造，用最通俗簡(jian)單的(de)解(jie)釋(shi)來闡述，航空(kong)發動(dong)機工作時，風扇葉片使用單晶材質，能夠耐一(yi)定高溫，發動(dong)機啟動(dong)后，把空(kong)氣壓(ya)縮壓(ya)入(ru)燃燒室(shi)。

在內部(bu)和燃燒劇烈(lie)燃燒，猛烈(lie)的(de)(de)(de)噴(pen)射流推(tui)動(dong)葉片高速旋轉產生總(zong)值(zhi)驚人的(de)(de)(de)動(dong)力，而燃燒室內部(bu)的(de)(de)(de)溫度不低于(yu)1600度，發動(dong)機(ji)外部(bu)必(bi)須(xu)不能感知到溫度，這個(ge)要(yao)求說起來何其簡單，但是想要(yao)實現這個(ge)加工目標是非常(chang)艱難(nan)的(de)(de)(de)。

燃燒室的溫度(du)一千多(duo)度(du)，發(fa)動(dong)機(ji)外部(bu)卻連燙手的溫度(du)都沒有，因(yin)為發(fa)動(dong)機(ji)的風扇葉片熔點很(hen)低，燃燒室的保溫和阻燃工藝是最難的重點，不然(ran)發(fa)動(dong)機(ji)的外部(bu)零部(bu)件都會損傷，不堪設想，但是想要達到這(zhe)個(ge)外部(bu)感知不到溫度(du)，發(fa)動(dong)機(ji)內部(bu)穩定充分燃燒的建(jian)造(zao)要求，談(tan)何(he)容易(yi)？這(zhe)融合了多(duo)項學(xue)科的高端(duan)科技，目前能(neng)建(jian)造(zao)出來的國家(jia)也不是很(hen)多(duo)。

航(hang)空發動機屬于渦扇發動機，各個(ge)組(zu)成部件應(ying)對和(he)承受的溫度上限(xian)各有不同，使用(yong)的材料也(ye)各不相同，燃(ran)燒(shao)室最高溫度需要阻(zu)燃(ran)鈦合金材質來(lai)打(da)造，飛機的尾噴管也(ye)要和(he)燃(ran)燒(shao)室使用(yong)同樣的材質，才能確保飛機的安全。

但是(shi)阻(zu)燃(ran)鈦(tai)合(he)金(jin)(jin)的(de)加工非常難，鈦(tai)合(he)金(jin)(jin)的(de)鈦(tai)熔點能夠高(gao)(gao)達(da)1660度的(de)高(gao)(gao)溫，一(yi)般(ban)飛機發動機工作(zuo)中，除(chu)了(le)燃(ran)燒室，最高(gao)(gao)溫度都(dou)在600度左右，所(suo)以鈦(tai)是(shi)很(hen)安全的(de)。

但是(shi)如果一(yi)些異(yi)常情(qing)況發(fa)生會(hui)引發(fa)鈦火事故(gu)，只有做阻燃涂(tu)層(ceng)多一(yi)層(ceng)保險(xian)，在(zai)鈦合(he)金的(de)表(biao)面做了(le)阻燃涂(tu)層(ceng)的(de)工藝處理，而這(zhe)種阻燃涂(tu)層(ceng)的(de)構成，是(shi)成分非常復雜(za)的(de)材料，需要(yao)注意這(zhe)種涂(tu)層(ceng)在(zai)一(yi)定條件和環(huan)境下，會(hui)存(cun)在(zai)脫落的(de)風(feng)險(xian)。

而且功能單一(yi)(yi)，只能阻止(zhi)和延緩燃燒，不會提高鈦合(he)金的耐熱溫(wen)度上限，就連鎳基高溫(wen)合(he)金能承受的溫(wen)度也只有600度左(zuo)右，一(yi)(yi)般用在高壓(ya)壓(ya)氣機(ji)部分的建造。

而光刻機(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)建(jian)造難度(du)則(ze)是(shi)另外一(yi)種情況(kuang)，光刻機(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)電路(lu)投影精度(du)要求到了納(na)米量(liang)級(ji)，極其精細微小，光刻機(ji)制造芯片時簡(jian)直(zhi)就(jiu)像(xiang)在(zai)沖(chong)洗照(zhao)片，高清像(xiang)素的(de)(de)(de)(de)(de)“照(zhao)片”就(jiu)是(shi)芯片的(de)(de)(de)(de)(de)精度(du)指標，建(jian)造光刻機(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)工藝是(shi)最難的(de)(de)(de)(de)(de)，而相比之下，航空發動機(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)材料建(jian)造起來更難一(yi)些，總(zong)而言之兩種都屬于目前世界上的(de)(de)(de)(de)(de)尖端(duan)科(ke)技之一(yi)，各(ge)(ge)有各(ge)(ge)的(de)(de)(de)(de)(de)難度(du)。

現在世界上先(xian)進的光(guang)(guang)刻機技(ji)術，已經開展了紫外光(guang)(guang)照(zhao)射電路設計圖(tu)模板(ban)，簡單(dan)的工(gong)作流程就是紫外光(guang)(guang)利用物鏡把模板(ban)上電路圖(tu)縮(suo)小比例(li)，投影到硅片刻電路圖(tu)。這(zhe)種光(guang)(guang)源(yuan)必(bi)須足夠(gou)穩(wen)定，保證精度和(he)純凈的光(guang)(guang)源(yuan)，光(guang)(guang)刻機的超精度測量要求極高，否則也無法加工(gong)出(chu)納(na)米級(ji)的精度芯片。

和航(hang)空(kong)發動機相比(bi)較的(de)(de)話，航(hang)發雖然不需要(yao)那么多芯片大小的(de)(de)零(ling)件(jian)(jian)，但是(shi)動輒幾十萬個零(ling)部(bu)件(jian)(jian)也是(shi)總(zong)體建造難度非常大，甚至比(bi)光刻機的(de)(de)建造難度還(huan)要(yao)高。

航空發動機渦輪葉片要(yao)用到(dao)單晶材(cai)料(liao)，能(neng)夠(gou)耐(nai)高溫，而不(bu)同部(bu)位的零部(bu)件能(neng)夠(gou)耐(nai)高溫的程度又(you)不(bu)相同，使用的材(cai)料(liao)也不(bu)一樣(yang)，不(bu)同的材(cai)質(zhi)都組裝到(dao)發動機上，對于動力(li)學和各個學科間的協同和組裝融合，相互配合傳動工(gong)作，也是非(fei)常大的設計考驗。