飞机发动机到底难在哪里？

通流

发动机是机械行业实力的一个检测。这里的机械行业不仅是加工，还有设计，以及更基础的材料。材料不仅是材料本身，也包括加工方法。

发动机到底难在哪里呢？

现代飞机发动机大致有4个部分：风扇，压气机，燃烧室，涡轮
以及涉及整个发动机的空气系统（secondary flow system）和转子动力学

哪里是难点？答案是：都难。

风扇的难点是：结构振动与制造。结构振动由于气动有关，像超级难搞的颤振。制造有PW的空心叶片，和GE的复合材料叶片。这些叶片的制造成本非常贵。如波音777的发动机，一片风扇叶片的成本是5万美元。也就是一辆奔驰车的价钱。

压气机的难点是气动。也就是级与级的匹配。由于流动的极其非定常性，一般的定常计算很难算得好。而非定常计算有超出了目前的计算能力。所以，很多工作还是要靠积累。

燃烧室就更麻烦了。燃烧室的气流基本都是涡，加上放热和化学反应，目前的数值模拟基本无法模拟整个燃烧过程。而燃烧稳定性更是难。加上材料。还有，燃烧室的出口的温度的均匀性也需要控制。目前燃烧室基本靠冷态的计算和吹风实验，加上热态实验。

透平是整个开发中最花钱的地方。透平一级的进口温度1500C以上，超过材料能力300C到400C。必须要冷却。材料在高温下的稳定性，耐腐蚀性等，都是各国的秘密。温度的控制，特别是局部温度的控制，对于发动机的寿命有着极大地影响。一般来说，温度相差30C，寿命可能会缩短一半，或延长一倍。要知道气流的温度是1500C。30C的温度变化，很难搞的。

其它的还有，空气系统：非常的复杂。
转子动力学的难点是气动负荷的估算。
还有噪声。由于噪声的来源在很多时候跟紊流有关，所以这个问题很难用理论全部解决。

其实，这里的很多东西是相互联系的。如压气机的性能，与制造技术有很大关系。间隙控制的不好，会对压气机的性能产生很大的影响。PW4000的喘振问题据说就是跟机匣的刚性不够有关。燃烧室的出口温度分布，会直接影响涡轮的寿命。麻省理工学院最近的研究表明，空气系统的周向不均匀，也会极大地影响涡轮叶片的寿命。

麻省理工学院的Epstein教授说：航空发动机是一个灰色领域。意思是这里一半是科学一半只能靠经验。

通流

由于发动机的复杂性，我的介绍很可能有不妥的地方。希望大家补充。也希望大家理解发动机的复杂性。

我国目前终于开始搞发动机了，现在加入这个领域，正是时候。

至尊仙

叶片的颤震是不是只有在变速的时候才有？
高速时，速度稳定后有没有？
告诉我，我帮你写个公式。

[ 本帖最后由 至尊仙 于 2011-4-19 22:35 编辑 ]

通流

你说的是共振。颤振是流固耦合的结果。那里都会发生。应该是速度越高，危害越大。

shirazbj

"一片风扇叶片的成本是5万美元。也就是一辆奔驰车的价钱"

奔驰车要是能飞，也就不只这个价钱了。
除了奔驰车，还有好多其他的车。要是除了波音和ab, 还有好多其他的山寨飞机就好玩了。大家都可以开飞机了。呵呵。

至尊仙

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通流

大仙生活的世界，真的跟我们常人不一样。您的思维逻辑不是像我这样的凡人能够领悟的。

至尊仙

又回归到相似和相对的问题上了，你要对古人说我动你不动，相对来说就是你动我不动，估计没有一个古人不会认为你不是疯子。
古人重相似，而今天只认相对，何解？同理。

那个公式你不妨验证验证，是不是进气速度到200米/秒的左右的时候，颤震开始明显了。
后解待续。。。。。。。。。。。。

[ 本帖最后由 至尊仙 于 2011-4-20 20:04 编辑 ]

凌白日

:lol LZ写的不错，某人有的学习了

金枪鱼

不错，学习了

通流

任何一个问题，都够你搞一辈子的。对于大学教授，这是最理想的状况。所谓的job security。

至尊仙

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凌白日

:L LS，翻翻压缩机的相关文章吧。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。

至尊仙

和你谈肯定是对牛弹琴！都要按你说，干嘛你说那些文章没解决掉问题。如果写文章一定要把以前的文章都看一遍的话，世上将不再有书（看前人写的书都够看几辈子的）。

[ 本帖最后由 至尊仙 于 2011-4-25 13:34 编辑 ]

zzqbuaa

思想好奇怪！