上面說了這麽多,為什麽造民航發動機這麽難?這就不得不提現代噴氣發動機發展的兩個難點,第壹是控制,第二是材料。
1,控制問題
(渦輪風扇發動機氣流控制)
噴氣發動機的控制主要分為兩個方面,第壹是壓力控制,第二是溫度控制。
比如如何提高高壓壓縮機出口的壓力,從而提高壓縮機的增壓比?如何提高尾口排出氣體的溫度和壓力,使發動機有更強的推力?如何降低低壓渦輪的排氣溫度,從而提高發動機的整體效率?如何防止發動機喘振?
所有這些都需要空氣動力學和熱學方案的大量改進以及研究人員的大量實驗來探索。如果這些問題解決不了,就會影響發動機的工作狀況,造成結構損壞、空停等嚴重情況。
2、材料問題
(渦輪葉片的成形過程和晶體結構)
汽輪機總是在極端高溫高壓條件下工作,惡劣的環境對其材料制造工藝有著非常嚴格的要求。
目前世界上主流的渦輪葉片主要是粉末冶金技術制造的空心葉片,葉片內部的空心結構具有特殊的走向和構型。而且為了避免分體鑄造造成的應力集中和結構缺陷,葉片和葉盤需要壹次性鑄造,技術難度較高。
除了渦輪,渦扇發動機寬弦葉片的制造也需要很高的技術。
(寬弦葉片成型工藝)
比如為減輕重量增加強度而設計的葉片盆/葉片背鈦蒙皮和鈦合金蜂窩夾層的葉片結構。
此外,擴散連接/超塑性成形的寬弦風扇葉片也是壹種非常困難的成形工藝。
(空心挖掘鏟)
這種葉片采用兩種鈦合金夾在中間的波浪形加強結構,可以減輕重量,提高整個風扇葉片的強度。