都說(shuō)航空發(fā)動(dòng)機(jī)是工業(yè)皇冠上的明珠，那到底“明珠”在哪?磚家們嗶哩啪啦講了一堆，咱學(xué)識(shí)淺薄，用白話文單說(shuō)最難一點(diǎn)。

依慣例，從小學(xué)知識(shí)說(shuō)起。

發(fā)動(dòng)機(jī)向外噴東西越多越快，產(chǎn)生的推力也就越大，但是燃油炸藥這些，爆炸速度已經(jīng)接近分子間傳遞信息的理論極限。如果基礎(chǔ)物理不突破，那么為了提高推力，就只能拼命往發(fā)動(dòng)機(jī)里塞更多燃料。燃料一多，空氣就不夠燒了，所以又得裝個(gè)“抽風(fēng)機(jī)”。這就是發(fā)動(dòng)機(jī)的基本原理：壓縮更多的空氣供更多的燃料燃燒。

問(wèn)題就出在這個(gè)抽風(fēng)機(jī)上。

這張圖囊括了發(fā)動(dòng)機(jī)的幾乎所有基本原理。三大核心部件：高壓壓氣機(jī)、主燃燒室、高壓渦輪，再加兩個(gè)關(guān)鍵詞：內(nèi)涵道、外涵道。

高壓壓氣機(jī)就是一臺(tái)“抽風(fēng)機(jī)”，和后面渦輪連成一體。風(fēng)扇先把空氣吹進(jìn)來(lái)，壓氣機(jī)高速旋轉(zhuǎn)，把空氣壓縮到燃燒室，燃燒產(chǎn)生的強(qiáng)大氣流往外噴射產(chǎn)生飛機(jī)的動(dòng)力，同時(shí)推動(dòng)后面的渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)，渦輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)前面的壓氣機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，繼續(xù)壓縮更多的空氣進(jìn)來(lái)。

看暈的同學(xué)再捋一捋：壓氣機(jī)旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力來(lái)自渦輪，渦輪旋轉(zhuǎn)的動(dòng)力來(lái)自燃料燃燒，燃料燃燒的空氣來(lái)自壓氣機(jī)的壓縮，這三角戀也是夠復(fù)雜的。

索性補(bǔ)幾個(gè)名詞解釋：

外涵道和內(nèi)涵道的比例叫“涵道比”，外涵道的空氣不進(jìn)燃燒室，直接向后噴出。外涵道比例大的，叫 “大涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)”：省油、低速，適合客機(jī)貨機(jī)等大型飛機(jī);外涵道比例小的，叫“小涵道比發(fā)動(dòng)機(jī)”，費(fèi)油、高速，適合戰(zhàn)斗機(jī)等小型飛機(jī)。

這種前面一個(gè)風(fēng)扇，后面一個(gè)渦輪的發(fā)動(dòng)機(jī)，叫“渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)”，簡(jiǎn)稱“渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)”。

如果把內(nèi)涵道無(wú)限縮小，這就是一臺(tái)“渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)”，簡(jiǎn)稱“渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)”。

如果把外涵道無(wú)限縮小，風(fēng)扇也就沒(méi)必要了，這就是“渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)”，簡(jiǎn)稱“渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)”。

行文至此，干貨來(lái)了：高壓渦輪的葉片就是全世界最難最難最難制備的材料，工作環(huán)境極為惡劣：高溫、高壓、高強(qiáng)度!這就是所謂的工業(yè)皇冠上的明珠，也是我們最短的短板，沒(méi)有之一。

上圖這造型就是典型的渦輪葉片。在燃料和葉片的關(guān)系中，燃料的盈余量很大，所以無(wú)論葉片有多牢靠，多倒些燃料，就可以緊緊把葉片逼到奔潰邊緣工作。為了充分壓榨葉片，還有很多冷卻技術(shù)，比如，葉片上的小孔，工作時(shí)有高速氣流噴出，在葉片表面形成一層氣膜，這叫“氣膜冷卻技術(shù)”。

發(fā)動(dòng)機(jī)里溫度最高的便是渦輪前面那段，這叫“渦輪前溫度”，是衡量發(fā)動(dòng)機(jī)代差的主要參數(shù)。因?yàn)槟透邷厥怯补Ψ�，只要這點(diǎn)追上了，哪怕其他參數(shù)不行，也可以通過(guò)設(shè)計(jì)快速提升，這個(gè)進(jìn)度是可預(yù)期的，但材料研發(fā)的進(jìn)度是說(shuō)不準(zhǔn)的。

渦前溫度每提高100K，推力增加15%，相差200K就意味著相差一代。聽(tīng)說(shuō)渦前溫度全球平均每年提升10K，有人說(shuō)我們的發(fā)動(dòng)機(jī)落后美帝20年，估計(jì)就是根據(jù)這個(gè)算出來(lái)的。

雖然發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也很復(fù)雜，但難度無(wú)法與材料相比，想辦法弄一臺(tái)樣品，直接山寨就是。別嘲笑山寨，這家伙還有個(gè)帥氣的正經(jīng)名字：逆向工程。寫(xiě)論文第一步都是文獻(xiàn)綜述，任何研發(fā)工作，首先了解同類產(chǎn)品并借鑒升級(jí)，是非常合理的做法。任何國(guó)家都這么干，以前這么干，現(xiàn)在這么干，未來(lái)還這么干!只不過(guò)我們底子薄，現(xiàn)在干得更多而已。當(dāng)然了，像發(fā)動(dòng)機(jī)這么復(fù)雜的機(jī)器，自己沒(méi)有吃透，也是不可能完成山寨的。
　
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