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(cai)用(yong)的(de)是(shi)燃(ran)氣(qi)(qi)(qi)渦(wo)輪(lun)發動機(ji)(ji)，根據(ju)熱力學原理，渦(wo)輪(lun)燃(ran)氣(qi)(qi)(qi)溫(wen)度(du)越高，流過發動機(ji)(ji)單位體積或重量的(de)空(kong)氣(qi)(qi)(qi)產生的(de)功就越多(duo)(duo)。也就是(shi)說，為(wei)了(le)增(zeng)大發動機(ji)(ji)的(de)功率最好是(shi)不斷提高渦(wo)輪(lun)燃(ran)氣(qi)(qi)(qi)的(de)溫(wen)度(du)。然而，大多(duo)(duo)數金屬的(de)熔點是(shi)1500攝氏度(du)左右(you)，也就是(shi)說，當發動機(ji)(ji)工作時，一(yi)旦溫(wen)度(du)達(da)到(dao)熔點，發動機(ji)(ji)很(hen)多(duo)(duo)部件(jian)就會熔化掉！因此，如何(he)讓發動機(ji)(ji)部件(jian)耐得了(le)高溫(wen)，是(shi)一(yi)個(ge)極大的(de)難題(ti)。

2、大風扇的制造問題

當今大(da)飛機普遍采用渦輪(lun)風(feng)扇(shan)發動機作為其動力來(lai)源。如果說渦輪(lun)的(de)重(zhong)點是(shi)要解決(jue)耐高溫的(de)問題，那么風(feng)扇(shan)的(de)問題重(zhong)點是(shi)要解決(jue)離心力和(he)重(zhong)量的(de)問題。適(shi)用于大(da)飛機的(de)航空發動機，其風(feng)扇(shan)直徑在(zai)3米左右(you)，如此(ci)巨大(da)的(de)風(feng)扇(shan)倘若(ruo)采用質(zhi)量重(zhong)的(de)金屬材料，即使做(zuo)成空心葉片，強大(da)的(de)離心力也可以瞬間撕裂風(feng)扇(shan)。因(yin)此(ci)，如何讓大(da)風(feng)扇(shan)葉片變輕(qing)并耐得了離心力，就(jiu)成為一個必須攻克的(de)難題。

3、材料與制造工藝問題

不管是(shi)熱端(duan)的(de)(de)渦輪(lun)、燃燒室也(ye)(ye)好，冷(leng)端(duan)的(de)(de)風扇大葉片也(ye)(ye)好，其特殊的(de)(de)材料與制(zhi)造(zao)工(gong)藝的(de)(de)研(yan)制(zhi)都必須過(guo)關。另外，航空發動機內(nei)部極為復(fu)雜(za)精密(mi)，對制(zhi)造(zao)裝(zhuang)配(pei)的(de)(de)要求是(shi)“零差錯(cuo)”，如何提升制(zhi)造(zao)裝(zhuang)配(pei)工(gong)藝水平也(ye)(ye)是(shi)一項難(nan)度(du)極高(gao)的(de)(de)挑戰。正因為航空發動機極難(nan)制(zhi)造(zao)，所以至今能夠生產(chan)的(de)(de)國(guo)家屈指(zhi)可數。也(ye)(ye)正是(shi)認識到航空發動機的(de)(de)高(gao)技術含量(liang)及(ji)其高(gao)附加(jia)值，航空發達國(guo)家歷來將(jiang)其作為高(gao)度(du)壟斷、嚴(yan)密(mi)封鎖的(de)(de)高(gao)科(ke)技尖端(duan)技術，其核(he)心技術嚴(yan)禁向國(guo)外轉讓，并且在西方國(guo)家之間也(ye)(ye)不例外。

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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)航空發動機(ji)的零部(bu)件動輒幾十萬個之多(duo)，構造(zao)連接彼此傳導，發揮非常(chang)(chang)重(zhong)要(yao)的動力能量(liang)，但是也容不(bu)得一點馬虎和誤差，甚至一點微小(xiao)的錯誤，都會讓(rang)航空發動機(ji)出現故(gu)障，輕則造(zao)成損失，重(zhong)則傷(shang)及生命，機(ji)械建造(zao)要(yao)求是非常(chang)(chang)嚴苛的。那(nei)么真比光(guang)刻機(ji)還要(yao)難(nan)嗎？確(que)實如此。

首(shou)先來看航(hang)空(kong)發動(dong)機(ji)的建(jian)造(zao)難度，重要一(yi)點在(zai)于材質(zhi)的建(jian)造(zao)，用最通俗簡(jian)單的解釋來闡(chan)述，航(hang)空(kong)發動(dong)機(ji)工作(zuo)時，風(feng)扇(shan)葉片使用單晶材質(zhi)，能夠(gou)耐一(yi)定高溫，發動(dong)機(ji)啟動(dong)后(hou)，把空(kong)氣壓縮(suo)壓入燃燒室(shi)。

在內(nei)(nei)部(bu)(bu)和(he)燃燒(shao)劇烈燃燒(shao)，猛烈的(de)噴射(she)流推動(dong)葉片(pian)高(gao)速(su)旋轉(zhuan)產生總(zong)值驚人的(de)動(dong)力，而燃燒(shao)室內(nei)(nei)部(bu)(bu)的(de)溫度(du)不(bu)低于1600度(du)，發動(dong)機外部(bu)(bu)必須不(bu)能(neng)感知(zhi)到(dao)溫度(du)，這個(ge)要(yao)求說起來何(he)其簡(jian)單，但是想要(yao)實現這個(ge)加(jia)工目標是非常(chang)艱難的(de)。

燃燒室的(de)(de)溫(wen)度(du)(du)一千(qian)多度(du)(du)，發動機外部卻(que)連燙手的(de)(de)溫(wen)度(du)(du)都沒有(you)，因(yin)為(wei)發動機的(de)(de)風(feng)扇(shan)葉(xie)片熔(rong)點很低，燃燒室的(de)(de)保溫(wen)和阻(zu)燃工(gong)藝是最難的(de)(de)重點，不(bu)然發動機的(de)(de)外部零部件都會(hui)損傷(shang)，不(bu)堪設(she)想(xiang)，但是想(xiang)要達到(dao)這(zhe)個外部感知不(bu)到(dao)溫(wen)度(du)(du)，發動機內部穩定充分燃燒的(de)(de)建造要求，談何容(rong)易？這(zhe)融合了多項學科(ke)的(de)(de)高(gao)端科(ke)技，目前能建造出來的(de)(de)國家(jia)也不(bu)是很多。

航(hang)空發動機(ji)屬于渦扇發動機(ji)，各個(ge)組成部件(jian)應(ying)對和(he)承(cheng)受的(de)溫度(du)上限各有不同(tong)，使用的(de)材料也各不相同(tong)，燃燒(shao)室(shi)最(zui)高溫度(du)需要(yao)(yao)阻燃鈦合金材質來打造，飛(fei)機(ji)的(de)尾噴管(guan)也要(yao)(yao)和(he)燃燒(shao)室(shi)使用同(tong)樣(yang)的(de)材質，才能確保飛(fei)機(ji)的(de)安全。

但(dan)是(shi)阻燃鈦合金的(de)加(jia)工(gong)非常(chang)難，鈦合金的(de)鈦熔點能夠高(gao)達1660度的(de)高(gao)溫，一般飛機(ji)發動(dong)機(ji)工(gong)作中，除了燃燒室，最(zui)高(gao)溫度都在600度左右，所以鈦是(shi)很安(an)全(quan)的(de)。

但是(shi)如果一些異常情況發生會(hui)(hui)引(yin)發鈦火事(shi)故，只有(you)做(zuo)阻燃涂層(ceng)多(duo)一層(ceng)保險，在鈦合金的表面做(zuo)了(le)阻燃涂層(ceng)的工藝(yi)處理，而這(zhe)種阻燃涂層(ceng)的構成(cheng)，是(shi)成(cheng)分非常復雜的材料，需要(yao)注(zhu)意這(zhe)種涂層(ceng)在一定條件和環境下，會(hui)(hui)存(cun)在脫落的風險。

而且功能單(dan)一，只(zhi)能阻止和延(yan)緩燃燒，不會提高鈦合金的(de)耐熱溫(wen)度(du)(du)上限，就連鎳基(ji)高溫(wen)合金能承受的(de)溫(wen)度(du)(du)也只(zhi)有600度(du)(du)左右，一般(ban)用在高壓壓氣(qi)機部分(fen)的(de)建造。

而光刻機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)建造(zao)(zao)難(nan)(nan)(nan)度則是另外一(yi)種情(qing)況(kuang)，光刻機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)電路投影精度要求(qiu)到了納(na)米量(liang)級，極其精細(xi)微(wei)小，光刻機(ji)(ji)(ji)制造(zao)(zao)芯片(pian)時簡直就像(xiang)在沖(chong)洗照(zhao)片(pian)，高(gao)清(qing)像(xiang)素的(de)(de)“照(zhao)片(pian)”就是芯片(pian)的(de)(de)精度指標，建造(zao)(zao)光刻機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)工藝是最難(nan)(nan)(nan)的(de)(de)，而相比(bi)之(zhi)下，航(hang)空發(fa)動(dong)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)材料建造(zao)(zao)起來(lai)更難(nan)(nan)(nan)一(yi)些，總(zong)而言之(zhi)兩種都屬于目前世(shi)界上的(de)(de)尖端科技(ji)之(zhi)一(yi)，各(ge)有各(ge)的(de)(de)難(nan)(nan)(nan)度。

現(xian)在世界上先(xian)進的(de)光(guang)刻(ke)機技術，已經開展(zhan)了紫外光(guang)照(zhao)射電路設(she)計圖模板(ban)，簡單的(de)工作流程就(jiu)是紫外光(guang)利用物鏡把模板(ban)上電路圖縮小比例(li)，投影(ying)到硅片(pian)刻(ke)電路圖。這(zhe)種(zhong)光(guang)源必須(xu)足夠穩(wen)定，保(bao)證精(jing)度(du)和純凈(jing)的(de)光(guang)源，光(guang)刻(ke)機的(de)超精(jing)度(du)測量要求極(ji)高(gao)，否則也無(wu)法加工出納(na)米級的(de)精(jing)度(du)芯片(pian)。

和(he)航(hang)空發動(dong)機相比較的(de)話，航(hang)發雖(sui)然不需(xu)要那么多(duo)芯片大(da)小(xiao)的(de)零件(jian)，但是(shi)動(dong)輒(zhe)幾十萬(wan)個零部件(jian)也是(shi)總體建(jian)造(zao)難度非(fei)常(chang)大(da)，甚至比光(guang)刻(ke)機的(de)建(jian)造(zao)難度還要高。

航空發動機渦輪葉(xie)片要用(yong)到(dao)單晶材(cai)料，能(neng)夠耐高溫，而(er)不同部位的(de)零部件能(neng)夠耐高溫的(de)程度又不相同，使用(yong)的(de)材(cai)料也(ye)不一樣，不同的(de)材(cai)質都(dou)組裝(zhuang)到(dao)發動機上，對于動力學和(he)各(ge)個學科間的(de)協同和(he)組裝(zhuang)融(rong)合，相互配合傳(chuan)動工作，也(ye)是非常大(da)的(de)設計考(kao)驗。