我國航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)為何進(jìn)步這么慢？

搬運(yùn)工

首先給大家簡單介紹一下航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制器這個(gè)東西。

航空發(fā)動(dòng)機(jī)控制器是做什么用的呢？有人將其比作發(fā)動(dòng)機(jī)的大腦。它感受飛行器的環(huán)境溫度、環(huán)境壓力、飛行高度、飛行速度、發(fā)動(dòng)機(jī)各級(jí)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速、發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部各重要部位的溫度和壓力、壓氣機(jī)各級(jí)轉(zhuǎn)子葉片的角度，尾噴口的大小和方向，再根據(jù)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(jī)動(dòng)，然后根據(jù)這些信息控制供給發(fā)動(dòng)機(jī)所需要的燃油、調(diào)節(jié)葉片角度、調(diào)節(jié)尾噴口面積、調(diào)節(jié)尾噴口的角度。這是一個(gè)多輸入多輸出的系統(tǒng)，各輸入和輸出之間很多都是曲線關(guān)系，還包含了很多邏輯關(guān)系，所以控制器基本上就是一臺(tái)計(jì)算機(jī)。學(xué)過自控的同學(xué)大致可以了解這有多難。

控制器有多復(fù)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(gè)電飯鍋里是個(gè)什么情景。

控制器有多精密？舉個(gè)例子，控制器里有種東西叫活門，有點(diǎn)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(shí) ，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(dòng)和旋轉(zhuǎn)，所以活塞和活塞腔之間是有縫的，但這個(gè)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(gè)要求對(duì)縫隙的尺寸非常嚴(yán)格的控制，只要有個(gè)纖維或有點(diǎn)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(shù)室的醫(yī)生一樣。平常你見到的機(jī)械零件掉地上撿起來接著用，活門這個(gè)東西掉地上就報(bào)廢了。

控制器的使用環(huán)境是什么樣的？控制器是安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)旁邊的，工作環(huán)境是高溫高振動(dòng)。溫度極端條件是在冬季的東北，發(fā)動(dòng)機(jī)沒啟動(dòng)時(shí)是零下40度，啟動(dòng)后是零上150度。10g加速度的振動(dòng)是正常工作條件。

控制器的難點(diǎn)在哪？前面說過了，控制器的功能之一是控制給發(fā)動(dòng)機(jī)的供油，這個(gè)功能有點(diǎn)像汽車的缸內(nèi)直噴，汽車停止供油了頂多歇在路上，航空發(fā)動(dòng)機(jī)停止供油了飛機(jī)就掉下來了。控制器幾千個(gè)零部件有一個(gè)出現(xiàn)問題，都可能是災(zāi)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(tái)十年內(nèi)都不能出問題。

前面說的都是機(jī)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(yōu)勢(shì)是很明顯的，可以實(shí)現(xiàn)更復(fù)雜的控制，結(jié)構(gòu)也更簡單，重量更輕，是未來控制器發(fā)展的方向。但電子控制器缺點(diǎn)也很致命，在惡劣環(huán)境下電子產(chǎn)品 非常容易失效，而且電子產(chǎn)品的失效沒有任何先兆，難以預(yù)防。另外，電子傳感器的信號(hào)都很微弱，容易受到干擾，電子傳感器失效也是個(gè)問題。航空發(fā)動(dòng)機(jī)的控制器是絕對(duì)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(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)進(jìn)步速度那么慢呢？

我想從技術(shù)和制度兩個(gè)方面說明一下。

先說說技術(shù)方面的原因。我們國家的航空工業(yè)原先都是蘇聯(lián)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(chǎn)品。但問題也就出在這里了，基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)都沒有，只知道是什么樣子的，不知道為什么是這個(gè)樣子的。控制器像個(gè)多輸入多輸出的計(jì)算機(jī)，那么我設(shè)計(jì)控制器的時(shí)候當(dāng)輸入是某個(gè)具體情況時(shí)，我總得知道控制器的輸出具體是多少吧，抱歉，沒有這個(gè)數(shù)據(jù)，誰也提供不了。那怎么辦呢？就是靠試驗(yàn)，大量的試驗(yàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)，積累數(shù)據(jù)。欠的債都得補(bǔ)回來，先天不足就是靠后天補(bǔ)。但這可是發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)，反復(fù)一次周期都很長，而且要反復(fù)很多次，這些反復(fù)驗(yàn)證所需要的時(shí)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(nèi)不能出問題的，那么究竟是怎么保證的？按照質(zhì)量保證體系要求，也是試，大大小小的試驗(yàn)，所有在用戶那里可能出現(xiàn)的情況都要模擬來進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試，不同環(huán)境下的試驗(yàn)都要做，GJB150《環(huán)境試驗(yàn)方法》規(guī)定的內(nèi)容都要過。

（《環(huán)境試驗(yàn)方法》的內(nèi)容網(wǎng)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(yàn)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(dòng)、噪聲、沖擊、溫度-濕度-高度、飛機(jī)炮振）。

拿低溫試驗(yàn)來說吧，小東西還可能用環(huán)境試驗(yàn)器來模擬，發(fā)動(dòng)機(jī)的整機(jī)試驗(yàn)就不行了。你想想，飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)噴出去的氣的反作用力能把飛機(jī)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(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)低溫試驗(yàn)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(dá)到這個(gè)溫度，一旦試驗(yàn)出現(xiàn)問題下一次試驗(yàn)就是一年以后了。

除了環(huán)境試驗(yàn)以外還要進(jìn)行壽命試驗(yàn)，就是產(chǎn)品保證多長時(shí)間我就實(shí)際做多長時(shí)間的試驗(yàn)，可以想象一比一的壽命試驗(yàn)得做所需要的時(shí)間是非常長的。有加速等效壽命的試驗(yàn)方法，但我們沒有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)對(duì)吧，你憑什么說你做1個(gè)小時(shí)的試驗(yàn)可以相當(dāng)于實(shí)際上2個(gè)小時(shí)或3個(gè)小時(shí)試驗(yàn)?zāi)兀阅壳昂芏嘣囼?yàn)只能硬來，積累數(shù)據(jù)？即使用加速等效壽命試驗(yàn)的方法也依然需要很長的時(shí)間。各試驗(yàn)小部件先做，然后是整機(jī)，然后是發(fā)動(dòng)機(jī)，最后裝在飛機(jī)上試飛，當(dāng)通過了所有試驗(yàn)考核以后產(chǎn)品的整個(gè)設(shè)計(jì)和工藝就被固化下來了，依靠質(zhì)量保證體系保證以后生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量全都可控。

全部這些試驗(yàn)做完，花的錢不說了時(shí)間消耗的那可是杠杠的。這時(shí)候你發(fā)現(xiàn)通過新技術(shù)的應(yīng)用有一個(gè)小部件你可以改進(jìn)一下，嗯，改得不錯(cuò)，但誰能保證這個(gè)改進(jìn)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(gè)資格做這樣的保證，一切都要靠試驗(yàn)說話。會(huì)為了你這個(gè)小小的改進(jìn)把整個(gè)試驗(yàn)過程再走一遍嗎？不會(huì)，動(dòng)靜太大了，人力物力的消耗都是相當(dāng)巨大的。你的小改進(jìn)只能等重大的改進(jìn)改型的時(shí)候，隨著重大改型一起進(jìn)行試驗(yàn)。由于有質(zhì)量控制的要求，所有的技術(shù)改進(jìn)都要讓步于質(zhì)量控制，畢竟這東西出問題是機(jī)毀人亡的結(jié)果，誰也不可能逾越雷池半步。

所以發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)進(jìn)步不是漸進(jìn)的，而是階段性的，你會(huì)發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)一段時(shí)間技術(shù)根本沒什么進(jìn)步，然后突然就上一個(gè)臺(tái)階。你能看到的例子就是殲十相比殲八的進(jìn)步。

綜上所述，單就因?yàn)榧夹g(shù)和制度這兩方面原因，你看到的發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)進(jìn)步就難以持續(xù)地飛速發(fā)展。（轉(zhuǎn)）

@風(fēng)雨同路

慢慢來吧,基礎(chǔ)工業(yè)提高了就出來了。

藍(lán)仁2015

好復(fù)雜，不過看后還是有點(diǎn)了解，多謝分享！

donggaord

就我跟航空航天的人打交道的經(jīng)驗(yàn)看，這些人要是能做出質(zhì)量穩(wěn)定可靠的產(chǎn)品那才是天方夜譚。還不如一些優(yōu)秀的民營企業(yè)。什么c919，arj，打死我也不坐。
中國在制造業(yè)上差的不只是技術(shù)，更是管理、文化。

摩登原始人

轉(zhuǎn)載的話，是否應(yīng)該在第一行注明轉(zhuǎn)載？

是否應(yīng)該表明原作者？

是否應(yīng)該給出原地址鏈接？

這完全是不尊重原作者的行為

m_e

資，才，機(jī)。缺一個(gè)做到就難了，缺兩個(gè)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(chuàng)造條件“不就是說明了條件的重要性嗎。

ygcygx

哈哈，抄作業(yè)的同學(xué)能比被抄作業(yè)的同學(xué)成績好？
不過由于差距太大，進(jìn)步空間還是蠻大的哈哈。。。
哈哈

大碗

發(fā)動(dòng)機(jī)燃油調(diào)節(jié)器，發(fā)動(dòng)機(jī)的心臟。可喜的是國家已經(jīng)看到了發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)飛機(jī)工業(yè)的制約。現(xiàn)在已經(jīng)成立發(fā)動(dòng)機(jī)公司，將發(fā)動(dòng)機(jī)獨(dú)立出去。

風(fēng)清揚(yáng)極客

航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件繁多，質(zhì)量難以控制。

numberone

不要單純看技術(shù)問題，我們的人不是進(jìn)步也很慢嗎？