了充分压榨叶片的能力,人们开发了很多冷却技术,
比如,叶片上开上密密麻麻的小孔,工作时有高速气流喷出,在叶片表面形成一层气膜,这叫「气膜冷却技术」。
那么,谁家的叶片能承受更高的温度,谁家的发动机就能倒进去更多的燃料,于是发动机的推力也就更大、更牛。
发动机里温度最高的便是燃料燃烧的地方,也就是涡轮前面那段,这叫「涡轮前温度」。
这个参数是衡量发动机代差的主要参数。
因为耐高温属于材料技术,是组重要的硬功夫,只要这点追上了,哪怕其他参数不行,也可以通过巧妙的设计快速提升,
这个进度是可预期的,但材料研发的进度就很难且说不准了。
涡前温度每提高100度,推力就能增加15%,相差200度就意味着发动机相差了一代。
听说涡前温度全球平均每年提升10度,人们常说的中国发动机落后美帝20年,就是根据这个算出来的。
虽然发动机结构设计也很复杂,但难度无法与材料相比。
做发动机,只要想办法弄一台样品,直接山寨就是了。
其实在工业领域,山寨这家伙还有个帅气的正经名字:逆向工程。
就像写论文,第一步都是文献综述,任何研发的工作,
你首先都要了解同类产品并借鉴升级,这啊,其实是非常合理的做法。
任何国家都是这么干的,
以前这么干,现在这么干,未来还会这么干!
只不过中国底子薄,现在干得更多而已。
当然了,像发动机这么复杂的机器,如果自己技术没吃透,就连山寨也是做不到的。
举个例子:
某年,歼六发动机连续发生断轴事故,一度导致60%的飞机停飞,严重影响我国的防空。
折腾两年才搞明白,这个发动机当时是山寨了相当部分的毛子的设计,
但是呢,其中有一处倒圆角的半径出了问题,
毛子的设计是0.6mm-0.8mm,无奈当时中国的刀具材料不过关,圆角刀两侧的磨损过快,于是加工时半径少了0.2mm。
就因为这0.2mm,导致应力急剧增加,
也就是说原本的压力是平均分散在叶片上的,但是因为这个拐角的地方少了0.2毫米,导致压力集中到了一点上。
最终使得涡轮轴断裂,多次酿成机毁人亡事故。
你想想,一个发动机需要多少这样的细节组成?
而整个军工,又需要多少这样的细节组成?
现代军工体系的庞杂程度,完全超乎人们的想象!
从某种角度说,军工其实是「阳谋」,比拼的就是人员和投入!
什么单项技术都是浮云,这个严密而庞大的体系才是最高的技术门槛。
有点扯远了。
我们回到主题上来。
正是因为这种极端条件下的苛刻要求,
美帝有些发动机,为了减少不必要的连接和缝隙,
核心部件就从一整个大铁疙瘩里一点一点削出来,相当败家,这玩意儿俗称整体叶盘。
这样叶片和圆盘连在一起,不但更牢固,重量还能下降30%,
于是逐渐成为发动机主流,美帝计划以后的战斗机涡轮全部采用整体叶盘。
不过加工这玩意儿手艺可不是一般的高明,通常需要高端机床。
说到机床,嗯,叹息。
顺便在这里说一说美俄思路的差异。
毛子的数学功底极强,可以说融到骨子里,他们经常靠线性计算搞定一切。
比如苏27的发动机就是用销钉固定,可以简单理解为用螺丝固定的。
毛子就是任性的把受力分布计算到极致,使压力均匀分散到各个地方,发动机硬是不散架!
这功夫也是没谁了!
虽然航空发动机工作环境极高温极高压,但工作时间毕竟比较短,
另外一种场景则是温度和压力都稍微低点,但工作时间非常长。
由于温度和时间具有一定的当量关系,这其实是一回事。
对钢的稳定性评价通常采用「高温长时效试验」,
举例来说:蒸汽轮机叶片钢的试验时间通常要超过一万小时,
但如果把温度提高到670度,试验的时间可以缩短到400小时。
所以除了航空发动机,中国的大功率蒸汽轮机、燃气轮机也是苦的一逼!
键盘侠们可以集中火力往这儿喷。
很多同学就不信邪了,
为啥材料这么难?
这其实还是怪人类科技太落后,什么都要靠试验,只能通过一次一次试验,才能找到最优方案。
做材料和炒菜差不多,最后的成份都知道,猪肉萝卜炖粉条,比例也数得出来。
但其中的入锅顺序、火候、食材的预处理、种菜的肥料、养猪的饲料、用的什么
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