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飞机制造巨头的波音和空客技术那么牛,能制造航空发动机吗?

时间:2018-07-22 09:32来源:中国航空网 作者:中国航空

 

空客与波音两大航空业研发制造巨头,他们十分擅长设计制造各型航空器。技术确实牛,但航空发动机,航电设备,甚至座椅,机上厨房,卫生间等都不生产,也就是说,它们就制造一飞机壳儿。在航空工程领域中有一句话:“飞机是一个国家工业的王冠,航空发动机则是王冠上的宝石”。这就说明航空发动机在航空工程行业的特殊地位,对于目前全球的航空工业布局而言,航空发动机一般都是集中在一个公司或者工厂进行研发和制造的,并不是融入到飞机制造厂或者公司。这种现象在美国如此,在欧洲如此,在俄罗斯如此。所以波音和空客并不是致力于研发航空发动机。分两方面讲一下:第一方面,波音和空客是整机制造商,不造发动机,它们是发动机的搬运工。第二方面,波音和空客在发动机上的造诣很深,经常能指导发动机厂商怎么造发动机。在全世界范围内,绝大多数飞机制造商,都是不自己造发动机的。


那为什么波音和空客不自己生产飞机发动机呢?制造先进喷气航空发动机的关键在于材料、加工工艺及设计制造,波音、空客在航发材料上应该没有问题,自己不行也可以直接采购本国内的产品,关键在于加工工艺和设计制造。我们都知道航发的原理很简单,以涡扇发动机为例:就是风扇、低压压气机(高涵道比涡扇特有)、高压压气机、燃烧室、驱动压气机的高压涡轮、驱动风扇的低压涡轮和排气系统等组成。但是原理简单,工程化很困难,尤其是大推力先进航发的加工制造极其困难,目前先进航发多达数万个零部件,每个零部件的加工工艺要求都不近相同,甚至可以毫不夸张的说,给你个先进航发在没有操作手册的时候,连如何拆解都困难。


如图(上):波音747的JT9D是当时世界上推力最大的发动机。

对于那些有先进航发制造经验的企业来说,一个航发数万个零部件,比如A、B、C、D、E、F、G……它们知道如何加工、如何装配,可是对没有先进航发制造经验的企业来说,不要说如何加工、如何装配了,甚至连哪个是A哪个是B都不知道,这就需要一步步从头摸索,按我们通俗的话来说,就是“技术累积”。其次,每个航发的零部件都是有“公差”的,就每个零部件加工的时候,会有一定的大小差别,是不可能完全一样的,那这个差别是多少?没制造过航发的企业不知道,最后装配在一起的总差别又是多少,还是不知道。这就对以后航发的可靠性提出了难题,航发不是汽车发动机,汽车发动机出问题的时候,汽车大不了停在路边不开就是了,而用航发的飞机不行,飞机飞到一半航发出问题了,那飞机也就完了。所以航发需要进行漫长而又严格的各种测试,而正如前文所说,先进航发有多达数万个零件,同时航发的使用环境又极其严酷,涡轮叶片工作环境是在上千度的高温下,保持每分钟数万转的稳定运行,每秒钟的进气流量都是按“公斤”计算的,这么严酷的工作环境与这么多的零件想要确保不出问题是极其、极其困难的。


如图所示:波音747的大头设计源自军用运输机。波音787是最容易辨识出来的客机,没有之一。主要就是因为它的发动机后缘采用了锯齿设计,发动机看起来象是一朵反插的菊花。锯齿设计的主要目的在于降低噪音,让来自外函道的冷空气和内函道的热空气混合更为平滑。这个设计并不是发动机厂商自行作主的,而是波音公司、NASA和发动机厂商的多方合作,缺一不可。


波音和空客实力如此雄厚,为什么不自己研发航空发动机?发展至今波音公司已经走过了102年的历史,其中经历过荣耀波峰,也经历过破产边缘,现在也已发展成为开发、生产和销售固定翼飞机、旋翼机、运载火箭、导弹和人造卫星为一体的世界最大的航天航空器制造商。其波音737型客机,历经数代产品,销量突破万架。而即便是年轻的空客现在也48年了,它更是集欧洲的航空产业力量为一身的民航客机制造商。然而即便庞大如波音、空客也无力涉足航发领域。


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来源: 敬仰军魂

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