第399章發動機
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第399章 發動機
周鐵民並沒有直接和劉萬程談具體任務，而是問他:“南海的撞機事件，你聽說了吧？”
這個事件發生還沒有一年，劉萬程當然聽說過，就點了點頭。
周鐵民說:“普通老百姓不明白裏面的內情，總是在抱怨國家軟弱，不敢和人家硬碰硬。我們內部人員卻明白，咱們沒有這個能力和人家硬碰硬啊！
當時就有軍事方面的領導提出來，要對咱們的飛行員，加強科技方面的教育，明白咱們和人家的差距，再處理這類問題的時候，要避免如此過激的行為。
老首長當時沒有表態。事後，他跟我們這些人談話的時候，說起這件事來。他說，不該責怪咱們的英雄！
為什麽呢？因為對方欺人太甚！
在這個事件發生之前不久，米國的偵察機到咱們東海這邊來抵近偵查，咱們也是派出了飛機進行驅離。
可是，東海離著他們的軍事基地太近，他們仗著飛機比我們先進，竟然派出倆架三代機，將我們派出的飛機鎖定，硬生生把我們迫降在了我們自己的機場上，然後揚長而去！
恥辱啊，這是每一個軍人的恥辱！這就無怪乎當南海再生事端的時候，我們的英雄無法忍受這種恥辱，和對方硬碰硬了！所以，老首長說，不能怪我們自己的英雄。要怪，只能怪我們自己的戰鬥機落後！”
說到這裏，周鐵民就沈默了。
劉萬程也沒有出聲，他的心裏也很郁悶。誰都愛國，誰都希望自己的國家強大起來。可是，歷史的原因，讓我們與世界強國的距離落的太遠太遠。想趕上去，甚至超越人家，不是靠老百姓拿嘴說說就可以做到的。他因為工作原因，又在米國待過許久，是非常清楚自身與人家的差距有多大的。
這時候，周鐵民又說話了:“老首長身體不行的時候，曾經多次說過一句話，國家拿不出能和敵人抗衡的三代機甚至是四代機來，他不想死，也怕死。因為，他死了都不放心！老首長還是走了，我們讓他死不瞑目！”
說到這裏，周鐵民眼角就有了淚水。可以看出來，他和那位老首長，應該是有著深厚的感情。
又過了許久，周鐵民擦了眼淚說:“我們一直在努力，從航電技術、雷達技術到氣動技術、風洞實驗。我們的技術人員舍小家為大家，可以說到了舍生忘死的地步！
特別是有了你的芯片制造技術和智能三維機床加工技術，我們攻克了一道又一道的難關。就現在我們掌握的技術來看，我們完全可以制造出與米國不相上下的四代機來，有些技術，我們甚至已經超越了對方。”
劉萬程就奇怪地看著周鐵民，既然我們有了制造技術，為什麽不去造呢，缺錢？
看劉萬程的神色，周鐵民就知道他在想什麽。不由苦笑一下說:“可惜的是，我們自己造不了飛機的心臟，發動機。在發動機上，我們一直指望北方大國的供應。他們不供應給我們更高水平的發動機，我們就只能自己制造一些二代機，更高水平的飛機，我們只能進口他們的。
所以，我們雖然手裏掌握著更多先進的技術，也只能白白放著，只能讓老首長死不瞑目！”
飛機發動機，號稱航空制造工業塔頂的明珠，目前也只有幾個發達國家可以制造，這個劉萬程是知道的。
可是，我們到底為什麽無法制造，困難在什麽地方？他並不知道。
周鐵民和他說這些，絕對不是沒有目的的閑聊，一定是與即將交代給他的任務有關。
那麽，在這方面，他又能做什麽呢？
周鐵民還是不說讓他做什麽，卻拿出幾張紙和一支筆來，邊畫圖邊和他講解起了飛機發動機技術。
二戰之前的發動進，跟我們現在的汽車發動機原理相同，都是是活塞式的。但這種發動機有一個缺點，就是飛機的速度有一個極限。當飛機的速度接近音速的時候，螺旋槳的葉片就會耐不住與空氣摩擦的高溫而損壞。也就是說，活塞式的螺旋槳發動機，是無法突破音障的，只能做低速發動機。
於是，就有了一開始的渦輪噴氣式發動機。這種發動機的工作原理，已經與活塞式發動機完全不同了。它使用燃氣爆燃膨脹後，直接向後噴出做為動力，推動飛機飛行。
所以，以這個技術制造的飛機，叫噴氣式飛機。
1937年，世界上第一個渦輪噴氣發動機誕生。它是長桶狀的，由前部多排葉輪旋轉，將空氣壓縮進入中部燃燒室，與燃油混合後點燃，燃氣向後部噴出的同時，推動與前部多排葉輪同軸的渦輪旋轉，渦輪靠轉軸與前部的多排葉輪連接，從而形成周而覆始的壓氣、燃爆、噴氣連續運轉，產生動力。
這就是最原始的噴氣式發動機。我們制造的的二代機和北方大國到他們型號的米格25，都是這種發動機。
這種發動機有很多缺點。首先就是發動機自身溫度過高，很容易造成內部零件損壞，使用壽命過短，維修頻率過高，不利於作戰。由於發動機產生的高溫，也很容易被對方雷達捕捉、擊落。其次就是油耗高，大大限制了飛機的作戰半徑。
於是，就有了現在更先進一步的發動機:渦扇發動機。
渦噴發動機只有一個空氣通道，專業上叫做“涵道”，而渦扇發動機卻有兩個空氣通道。也就是說，渦噴發動機是單涵道發動機，而渦扇是雙涵道發動機。
渦扇發動機分為內涵道和外涵道，內涵道的原理，與單純的渦噴發動機相同，稱為核心機。通過核心機驅動前方一個大風扇，推動前方的冷氣流向後噴湧，進入外部整流罩與核心機外殼形成的外涵道，然後從尾部噴出。這樣就等同於給核心機內部降溫的同時，也增加了向後的動力，達到了降溫和省油的目的，保護了發動機的零部件不易損壞，也大大節省了燃油，有效提高了戰鬥機的作戰半徑。
說到這裏，劉萬程也就大致明白了飛機發動機的發展歷史和原理。可是，他還是不能明白周鐵民和他說這些的目的。
這時候，周鐵民放下手裏的筆說:“知道目前我們的短版在什麽地方？”
劉萬程還是搖頭，他對這個的確是一竅不通。
周鐵民說:“有了原理，有了更精密的計算機技術，內外涵道構造，輪軸、葉片構造，涵道比，甚至包括飛機外形、合理氣動布局，都難不住我們的科研技術人員，都可以通過反覆實驗設計出來。現在，難就難在中部耐高溫的葉片制造上！”
劉萬程還是一臉懵圈。那麽多覆雜的東西都難不住，一個小小的葉片就造不出來了？
周鐵民就解釋說:“航空發動機被譽為現代航空工業的皇冠，也是國家綜合實力的重要標志之一。
提高航空發動機的性能，就必須提升其關鍵部件——中部受熱渦輪葉片的性能。
渦輪葉片由於處於溫度最高、應力最覆雜、環境最惡劣的環境中工作，而被列為第一關鍵件，並被譽為皇冠上的明珠。
渦輪葉片也稱動葉片，是渦輪發動機中工作條件最惡劣的部件，又是最重要的轉動部件。
先進航空發動機的燃氣進口溫度達1380℃，推力達226KN。渦輪葉片承受氣動力和離心力的作用，葉片部分承受拉應力大約140MPa；葉根部分承受平均應力為280~560MPa，相應的葉身承受溫度為650~980℃，葉根部分約為760℃。
這是我們的科學家經過反覆實驗，總結出來的科學數據。
發動機葉片的制造工藝，直接決定了發動機的性能，也是一個國家航空工業水平的顯著標志。
除了高溫條件，熱端葉片的工作環境還處在高壓、高負荷、高震動、高腐蝕的極端狀態，因而要求葉片具有極高的綜合性能，這就需要葉片采用特殊的合金材料，利用特殊的制造工藝，制成特殊的基體組織——單晶組織，才能最大可能地滿足需要。
現在，通過對國外發動機的拆裝解析，我們知道，這個葉片是空心的，也就是說，它工作的時候，葉片的內外部，都有氣流流過，以便用最快的速度，將溫度降下來，保持在一個較低的溫度範圍內，才不易燒壞。
同時，我們也知道，這個葉片必須是單一結晶體，不能像其他金屬鑄件那樣，存在結晶界面。否則，葉片遇到高溫的時候，就會從結晶界面這個不穩定的地方融化，從而影響整體葉片的機械強度，無法達到要求。
覆雜單晶空心渦輪葉片，已經成為當前高推重比發動機的核心技術。正是先進單晶合金材料的研究使用和雙層壁超氣冷單晶葉片制造技術的出現，使單晶制備技術在當今最先進的軍用和商用航空發動機制造上，發揮關鍵作用。目前，單晶葉片不僅早已安裝在所有先進航空發動機上，也越來越多地用在了重型燃氣輪機上。
你的旋轉關節三維智能加工機床，為我們解決了葉片的結構微調問題，可以讓我們制造的葉片達到最高的精度和一致性，這也是我們領先於世界的地方。
耐高溫合金方面，我們通過對外國制造葉片的金相分析和不斷實驗，也基本掌握了制造方法和配比。
至於單結晶晶體鑄造，我們本來就有研究，也已經取得進展。”
劉萬程就有些奇怪了，這不都進行的很順利嗎，那你還和我說這個幹什麽，我不懂這玩藝兒，也幫不上忙啊？
他就問周鐵民:“那周哥，我又能做些什麽呢？”
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周鐵民並沒有直接和劉萬程談具體任務，而是問他:“南海的撞機事件，你聽說了吧？”
這個事件發生還沒有一年，劉萬程當然聽說過，就點了點頭。
周鐵民說:“普通老百姓不明白裏面的內情，總是在抱怨國家軟弱，不敢和人家硬碰硬。我們內部人員卻明白，咱們沒有這個能力和人家硬碰硬啊！
當時就有軍事方面的領導提出來，要對咱們的飛行員，加強科技方面的教育，明白咱們和人家的差距，再處理這類問題的時候，要避免如此過激的行為。
老首長當時沒有表態。事後，他跟我們這些人談話的時候，說起這件事來。他說，不該責怪咱們的英雄！
為什麽呢？因為對方欺人太甚！
在這個事件發生之前不久，米國的偵察機到咱們東海這邊來抵近偵查，咱們也是派出了飛機進行驅離。
可是，東海離著他們的軍事基地太近，他們仗著飛機比我們先進，竟然派出倆架三代機，將我們派出的飛機鎖定，硬生生把我們迫降在了我們自己的機場上，然後揚長而去！
恥辱啊，這是每一個軍人的恥辱！這就無怪乎當南海再生事端的時候，我們的英雄無法忍受這種恥辱，和對方硬碰硬了！所以，老首長說，不能怪我們自己的英雄。要怪，只能怪我們自己的戰鬥機落後！”
說到這裏，周鐵民就沈默了。
劉萬程也沒有出聲，他的心裏也很郁悶。誰都愛國，誰都希望自己的國家強大起來。可是，歷史的原因，讓我們與世界強國的距離落的太遠太遠。想趕上去，甚至超越人家，不是靠老百姓拿嘴說說就可以做到的。他因為工作原因，又在米國待過許久，是非常清楚自身與人家的差距有多大的。
這時候，周鐵民又說話了:“老首長身體不行的時候，曾經多次說過一句話，國家拿不出能和敵人抗衡的三代機甚至是四代機來，他不想死，也怕死。因為，他死了都不放心！老首長還是走了，我們讓他死不瞑目！”
說到這裏，周鐵民眼角就有了淚水。可以看出來，他和那位老首長，應該是有著深厚的感情。
又過了許久，周鐵民擦了眼淚說:“我們一直在努力，從航電技術、雷達技術到氣動技術、風洞實驗。我們的技術人員舍小家為大家，可以說到了舍生忘死的地步！
特別是有了你的芯片制造技術和智能三維機床加工技術，我們攻克了一道又一道的難關。就現在我們掌握的技術來看，我們完全可以制造出與米國不相上下的四代機來，有些技術，我們甚至已經超越了對方。”
劉萬程就奇怪地看著周鐵民，既然我們有了制造技術，為什麽不去造呢，缺錢？
看劉萬程的神色，周鐵民就知道他在想什麽。不由苦笑一下說:“可惜的是，我們自己造不了飛機的心臟，發動機。在發動機上，我們一直指望北方大國的供應。他們不供應給我們更高水平的發動機，我們就只能自己制造一些二代機，更高水平的飛機，我們只能進口他們的。
所以，我們雖然手裏掌握著更多先進的技術，也只能白白放著，只能讓老首長死不瞑目！”
飛機發動機，號稱航空制造工業塔頂的明珠，目前也只有幾個發達國家可以制造，這個劉萬程是知道的。
可是，我們到底為什麽無法制造，困難在什麽地方？他並不知道。
周鐵民和他說這些，絕對不是沒有目的的閑聊，一定是與即將交代給他的任務有關。
那麽，在這方面，他又能做什麽呢？
周鐵民還是不說讓他做什麽，卻拿出幾張紙和一支筆來，邊畫圖邊和他講解起了飛機發動機技術。
二戰之前的發動進，跟我們現在的汽車發動機原理相同，都是是活塞式的。但這種發動機有一個缺點，就是飛機的速度有一個極限。當飛機的速度接近音速的時候，螺旋槳的葉片就會耐不住與空氣摩擦的高溫而損壞。也就是說，活塞式的螺旋槳發動機，是無法突破音障的，只能做低速發動機。
於是，就有了一開始的渦輪噴氣式發動機。這種發動機的工作原理，已經與活塞式發動機完全不同了。它使用燃氣爆燃膨脹後，直接向後噴出做為動力，推動飛機飛行。
所以，以這個技術制造的飛機，叫噴氣式飛機。
1937年，世界上第一個渦輪噴氣發動機誕生。它是長桶狀的，由前部多排葉輪旋轉，將空氣壓縮進入中部燃燒室，與燃油混合後點燃，燃氣向後部噴出的同時，推動與前部多排葉輪同軸的渦輪旋轉，渦輪靠轉軸與前部的多排葉輪連接，從而形成周而覆始的壓氣、燃爆、噴氣連續運轉，產生動力。
這就是最原始的噴氣式發動機。我們制造的的二代機和北方大國到他們型號的米格25，都是這種發動機。
這種發動機有很多缺點。首先就是發動機自身溫度過高，很容易造成內部零件損壞，使用壽命過短，維修頻率過高，不利於作戰。由於發動機產生的高溫，也很容易被對方雷達捕捉、擊落。其次就是油耗高，大大限制了飛機的作戰半徑。
於是，就有了現在更先進一步的發動機:渦扇發動機。
渦噴發動機只有一個空氣通道，專業上叫做“涵道”，而渦扇發動機卻有兩個空氣通道。也就是說，渦噴發動機是單涵道發動機，而渦扇是雙涵道發動機。
渦扇發動機分為內涵道和外涵道，內涵道的原理，與單純的渦噴發動機相同，稱為核心機。通過核心機驅動前方一個大風扇，推動前方的冷氣流向後噴湧，進入外部整流罩與核心機外殼形成的外涵道，然後從尾部噴出。這樣就等同於給核心機內部降溫的同時，也增加了向後的動力，達到了降溫和省油的目的，保護了發動機的零部件不易損壞，也大大節省了燃油，有效提高了戰鬥機的作戰半徑。
說到這裏，劉萬程也就大致明白了飛機發動機的發展歷史和原理。可是，他還是不能明白周鐵民和他說這些的目的。
這時候，周鐵民放下手裏的筆說:“知道目前我們的短版在什麽地方？”
劉萬程還是搖頭，他對這個的確是一竅不通。
周鐵民說:“有了原理，有了更精密的計算機技術，內外涵道構造，輪軸、葉片構造，涵道比，甚至包括飛機外形、合理氣動布局，都難不住我們的科研技術人員，都可以通過反覆實驗設計出來。現在，難就難在中部耐高溫的葉片制造上！”
劉萬程還是一臉懵圈。那麽多覆雜的東西都難不住，一個小小的葉片就造不出來了？
周鐵民就解釋說:“航空發動機被譽為現代航空工業的皇冠，也是國家綜合實力的重要標志之一。
提高航空發動機的性能，就必須提升其關鍵部件——中部受熱渦輪葉片的性能。
渦輪葉片由於處於溫度最高、應力最覆雜、環境最惡劣的環境中工作，而被列為第一關鍵件，並被譽為皇冠上的明珠。
渦輪葉片也稱動葉片，是渦輪發動機中工作條件最惡劣的部件，又是最重要的轉動部件。
先進航空發動機的燃氣進口溫度達1380℃，推力達226KN。渦輪葉片承受氣動力和離心力的作用，葉片部分承受拉應力大約140MPa；葉根部分承受平均應力為280~560MPa，相應的葉身承受溫度為650~980℃，葉根部分約為760℃。
這是我們的科學家經過反覆實驗，總結出來的科學數據。
發動機葉片的制造工藝，直接決定了發動機的性能，也是一個國家航空工業水平的顯著標志。
除了高溫條件，熱端葉片的工作環境還處在高壓、高負荷、高震動、高腐蝕的極端狀態，因而要求葉片具有極高的綜合性能，這就需要葉片采用特殊的合金材料，利用特殊的制造工藝，制成特殊的基體組織——單晶組織，才能最大可能地滿足需要。
現在，通過對國外發動機的拆裝解析，我們知道，這個葉片是空心的，也就是說，它工作的時候，葉片的內外部，都有氣流流過，以便用最快的速度，將溫度降下來，保持在一個較低的溫度範圍內，才不易燒壞。
同時，我們也知道，這個葉片必須是單一結晶體，不能像其他金屬鑄件那樣，存在結晶界面。否則，葉片遇到高溫的時候，就會從結晶界面這個不穩定的地方融化，從而影響整體葉片的機械強度，無法達到要求。
覆雜單晶空心渦輪葉片，已經成為當前高推重比發動機的核心技術。正是先進單晶合金材料的研究使用和雙層壁超氣冷單晶葉片制造技術的出現，使單晶制備技術在當今最先進的軍用和商用航空發動機制造上，發揮關鍵作用。目前，單晶葉片不僅早已安裝在所有先進航空發動機上，也越來越多地用在了重型燃氣輪機上。
你的旋轉關節三維智能加工機床，為我們解決了葉片的結構微調問題，可以讓我們制造的葉片達到最高的精度和一致性，這也是我們領先於世界的地方。
耐高溫合金方面，我們通過對外國制造葉片的金相分析和不斷實驗，也基本掌握了制造方法和配比。
至於單結晶晶體鑄造，我們本來就有研究，也已經取得進展。”
劉萬程就有些奇怪了，這不都進行的很順利嗎，那你還和我說這個幹什麽，我不懂這玩藝兒，也幫不上忙啊？
他就問周鐵民:“那周哥，我又能做些什麽呢？”
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