航空发动机被称为研发制造难度最大的现代工业造物，这么难造吗？

航空发动机（尤其是军用）要在非常有限的体积内追求极致的性能，需要更尖端的材料和更精细的设计，材料能满足几百至几千小时的稳定工作就可以了。三转子（三轴）发动机的是英国罗尔斯·罗伊斯，比如罗罗以前的RB211系列和目前的瑞达系列。

法国没有能力搞先进航空发动机，目前有能力搞先进航空发动机的只有两个国家三个公司，即英国的罗罗，美国的GE和普惠，效率，推力和涵道比，增压比，涡轮前温度都有匹配关系。涡轮前温度越高，匹配的总增压比会提高，民用大涵道比发动机涵道比尽量增大，匹配的风扇亚比会降低，军用小涵道比是尽量提高涡轮前温度，它的要求和民用不同。感觉已经到了现有常用材料的瓶颈了，镍基合金承载温度从700升到1000℃提升的比较快，到1100℃再往上就很难了。1400℃是镍基合金的熔点范围，现在已经0.8Tm了，更高的温度只能指望陶瓷叶片或复合材料叶片了。

现在的航空发动机有离心式和轴流式

地面燃气轮机希望实现高效率、低成本、耐久性和长时可靠性（温度相对低一点，要求材料在更长时间的（10万小时级）稳定运行），对体积要求相对低一点。地面燃气轮机工况相对稳定（比如电站），材料能使用更长的时间；而航发工况更复杂（起飞、爬升、巡航、剧烈机动）导致材料失效更快。这两个领域要做好的话，都需要几十年的持续投入和积累。如果德国和日本要搞先进航发的话，不少东西也是得从头开始。战后德国的人才流失严重，国防工业也被压制。此外也存在需求不足的因素。毕竟欧洲要直面苏联的压力，MD在欧洲防务是很上心的，欧洲人只要想要，总能从美国人那里搞到配备先进航发的战斗机。德国虽然在燃机领域颇有建树，但是航发和燃机的差异还是很大的，没有足够的驱动力，几大巨头们也不愿走这条无止境烧钱的路。

MTU利用自己在燃机领域积累的雄厚实力，参加了不少航发的国际合作，大多负责压气机和低压涡轮部分；核心机一般都是交给美英的合作中完成，这也算是术业有专攻吧。台风配备的EJ200好像也是RR负责核心机，德国人搞压气机。空客的航发都是固定的几家采购，RR（trent系列）、GE和PW（GP系列)或者一些合作成立的公司（像IAE的V2500），德国可能还是以参与为主。自然科学，和工业是可以积累一步一步往前走，所谓后人站在巨人肩膀上。接下来二流的人才从事商业贸易，三流的进了IT行业。那搞技术的，认清形势以后还能坚持的就只有四流的了。最后的最后，把科研落实到生产的现场工人，他们是被很多人看不起的，航发却要通过他们的双手生产，组装，调试。

这长图片更直观

我个人认为航发追求的是极端恶劣条件下（高温高压高应力）保证长期的、稳定的、极端的性能。这个高温就难倒了很多领域：半导体工业有很多技术难点，但是常温或100~200℃左右的问题起码可以通过各种常见设备（SEM，TEM，FIB，3DAP等等）进行研究，实验方法也是成熟的，即使是原位研究是可能的。而在航发中，如高速（甚至是超音速）气流中的燃烧问题、材料在极高温度下（1000℃）的蠕变以及相变过程的原位研究等就是用现有手段难以实现的。

对物理过程的认识和工程方面的实践都存在巨大困难的前提下，还要不断推进技术前沿，我认为是能称得上最难。准确来说是风扇带动的外涵气流产生了超过整机80%以上的推力，单个叶片上的气动载荷超过2吨，而工作时的离心载荷更是达到13吨以上，而GE90-115B的复合材料+钛合金包边叶片更是作为工艺品在博物馆展出(具体哪个博物馆想不起名字了)，而作为GE90的后辈GEnx将风扇叶片减少至19片，其单片叶片所承受的气动载荷更大(具体数值没有查过)。

马赫数较低的阶段，涡扇发动机效率高

涡轮其实是个能量转换的部件，就像水轮机的涡沦把水流的势能转换为发电机转子的动能再来发电。航发涡轮是把燃油燃烧产生的热能转化为涡轮旋转的动能，继而带动风扇和压气机产生推力。涡轮温度越低，燃油的热能散失的越多，转化效率越低，所以这是没办法的事情。合金叶片对高温的承载能力有限，可不可以换种思路，将材料的研究着力于耐高温涂料上，高温涂料经过特殊的工艺处理能达到很好的效果，可以减少对金属材料的依赖，转而在涂料材料上去的巨大突破。目前来看，未来可能的替代材料是陶瓷基复合材料（CMC），它的温度能比金属高很多，甚至不需要涂层，但是还有很多问题需要解决。据说GE搞过实验，结果我还不了解。这应该还是很有希望的一条路。

发动机材料不是任何东西都离不开铁，而是铁作为杂质不太好完全消除，而且现在国内的镍基高温合金国军标铁含量也已经可以降低到0.05%，实际产品铁含量更低。而且也不是所有的镍基高温合金都不含铁，比如发动机中用量最大的IN718合金，是含有18%的铁，因为铁便宜。还有，发动机材料选用镍基而不是铁基最主要的原因并不是铁的蠕变温度问题，而是因为铁会发生同素异构转变，镍则不会。此外，钴基材料是更好的高温结构材料，但钴价格太昂贵，所以综合来说镍基材料是最优的。航空发动机为了进气顺畅，是没有致密滤网这种东西的，最多在入口安装惯性或者离心分离器。只有地面装备的燃气轮机如M1 Abrams装备的AGT1500燃气轮机，出于使用环境需要，才会加装滤网，不过M1每次大修发动机时，会发现许多压气机叶片都被没过滤干净的沙粒打出凹坑或者边缘受损。

早期的风扇是窄弦风扇，由实心钛合金锻造而成

俄罗斯(前苏联)很擅长利用系统工程理论，将一个个不够先进的零部件整个成为整体性能突出的产品，最典型的莫过于前苏联米格25歼击机。和欧美同类军工产品相比，俄罗斯的相关产品具有易于维护，粗犷的特点。不能说精良的、精密的就一定是好的，各有各的优点。二战时期的苏德战场将两种风格的优缺点暴露无遗：德式坦克(虎式、豹式等)做工十分精良，制造工艺在当时相当先进，但对维护的要求很高，产量低，在恶劣的苏联冬季气候中无法有效发挥自身的效力；反观苏式坦克(如T-34)，结构简单，可利于大规模制造，操作更简单，斯大林格勒拖拉机厂的工人在生产出一台T-34后自己就驾驶着上战场了。随着战事的不断进行，德军装备战损严重，不能得到及时补充，而苏军的装备源源不断涌向战场，最后德军被活活拖垮。 

所以，极端追求设备的先进性成为很多人的误区，如何是现有设备发挥最大效力可能是需要重点解决的问题。飞天巡洋，动力先行，航发技术关乎国家军事力量，是各国最精尖端技术的集合，其面临的问题之广之繁之困难，试验成本之高是难以想象的，比如涡喷发动机燃烧室温度越高性能越好，但哪种材料怎样处理可以在如此高温下的使用就成为了绝对屏障，因为不可能去穷举试验。航发看似粗旷实则精密之极。

航发和燃气轮机的做功过程是布雷顿循环

开发新材料的脚步从未停下，只是在这种环境下满足要求的材料确实比较难开发。现在也有脉冲爆震和超燃冲压发动机的研究，但是在跨音速段，涡扇确实是非常有优势。希望以后能有反重力引擎吧。内流空气系统对维持发动机瞬态工作条件的稳定十分重要，如果稍有闪失就可能导致部件局部过热或者零件间隙偏差过大进而影响性能甚至导致安全事故。钛合金一般用在风扇和压气机叶片，工作温度比较低，正常情况下不会发生钛火。我以前看过一篇关于钛火的论文，主要原因一方面是外物撞击等造成的剧烈摩擦、冲击导致压气机钛合金叶片发生钛火；另一方面就是喘振等导致高温气体从燃烧室反向冲到压气机，导致叶片发生钛火。

为了提高航空发动机性能，RR搞的三转子发动机，pw搞的是齿轮传动，目的都是解藕中压涡轮或低压涡轮与风扇或中压压气机的转速（传统设计，他们是在一根轴上）。大函道比发动机风扇要求叶尖尽量不超音，而风扇直径很大，所以风扇转速不能太高，否则效率恶化。低压涡轮增好相反，转速越高效率越高。一个绳子栓了两蚂蚱，只能互相妥协。我比较关心航发的轴承使用和维护，以现在高氮合金钢轴承（内外圈）氮化硅（陶瓷球滚动体）还是无法满足航发的实际工况温度要求。

那就需要润滑系统的补充，首先是满足高速、高温、高负载（高扭矩）能形成良好油膜，其次需要润滑油交换带走热量，并冷却后输回（油路循环系统）。轴流式更适合多级排列，提高压气比，但是相应的就出现了空气倒流的可能，所以引入了可调静止叶片的概念，和放气活门的概念防止喘震，另外n1 n2转子的速度匹配也要精确控制，因为n1可以认为空转，而n2却要带动其他附件转动，所以转子间的速度匹配也十分困难，就更不用说Rb211及其后来的三转子系列了，所以能搞三转子技术的公司很少。

压气机采用转子+静子的结构

但为什么一定要搞三转子呢？因为三转子相对于2转子压气机的压缩过程更平滑，更加不容易喘震、也就是说可以提高压气比，从而提高涡轮钱燃气总压，提高推力，换句话说，如果难度不大，转子越多可能从某一角度说，发动机将会越好。

航空发动机经历了活塞，涡喷，涡扇三代了，涡扇的潜力也基本到头了，新一代超燃冲压以及爆轰发动机我们和西方站在同一起跑线上，虽然我们基础方面还是会差一点，但是靠着集中力量办大事的优势，下一代发动机上和美英比肩还是很有可能的。

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些都抗氧化保护膜类Sr原位反应自Mg2Si/ZM5复合材料通真空应炉氩气保护ZM5熔体加入Si获原位反应自Mg2Si/ZM5复合材料采用OM、ESEM、XRD等探讨Sr种复合材料组织与性能影响规律AXfa0002SiCw/LD2Al复合材料超塑变形协调机制研究SiCw/LD2Al复合材料具备高比强度、高比刚度、耐磨、耐热、热膨胀系数并调等系列优异性能航空、航领域广泛应用差机械加工性能限制进步发展解决问题提近终形型技术高应变速率超塑性近终形关键金属基复合材料高应变速率拉伸超塑性已经进行深入研究于压缩变形尤其SiCw/LD2Al复合材料压缩变形机制研究少本文主要SiCw/LD2Al复合材料界面应力集角度研究超塑变形协调机制AXfa0003TiCp/W复合材料热冲击损伤行数值模拟揭示Tic颗粒增强钨基复合材料（TiCp/W）高温失效规律采用限元宏观微观两面该复合材料氧乙炔热冲击损伤行进行数值模拟复合材料非稳态温度场模拟结、材料宏观与微观损伤行模拟结都与实验结吻合AXfa0004Ti-Al-B合金铝含量硼化物存式形态影响用熔铸制备硼化物颗粒增强钛基复合材料通XRDSEM详细研究含铝量变化合金相组及硼化物形态存式变化规律AXfa0005SiCw/MB15镁基复合材料超塑性变形空洞行用金相显微镜、扫描电镜SiCw/MB15镁基复合材料340℃应变速率1.67×10-2s-1变形条件超塑性变形程空洞行进行研究结表明空洞先三叉晶界处形空洞变形初期由扩散控制变形期由基体塑性变形控制AXfa0006原位TiB晶须TiC颗粒复合增强Ti复合材料压缩性能及微观结构采用反应热压制备原位TiB晶须TiC颗粒复合增强钛复合材料复合材料进行高温压缩试验变形前微观结构进行析AXfa0007效SiCw/2024Al复合材料点腐蚀行影响利用273恒电位仪测试室温3.5％NaCl溶液效状态SiCw/2024Al复合材料电化腐蚀行影响规律结表明同效状态复合材料点蚀电位没影响却使其点蚀电流发较变化三种效状态复合材料表面点腐蚀程度同由于复合材料微观组织结构差别导致点腐蚀速率同造AXfa0008激光熔敷Ti5Si3/γ耐磨复合材料涂层组织与耐磨性Ti-Si-Ni合金粉末原料BT9钛合金进行激光熔敷处理制备金属化合物Ti5Si3增强相、镍基固溶体γ相基体快速凝固"原位"耐磨复合材料表面改性层整改性层组织均匀、致密、与基体结合良具高硬度及较抗滑磨损性能AXfa0009金属基复合材料自发浸渗制备工艺般言金属基复合材料增（补）强相与基体相复合需要借助外力粉末冶金烧结前粉体两组机械混合及压力铸造熔体外压驱使进入孔颗粒预制件提供类外力通需要复杂工艺条件昂贵设备制品尺寸形状诸限制寻求经济简便复合材料制备直项极具挑战性任务熔体自发浸渗颗粒预制件项前景看尝试自发浸渗熔体外力作用借助浸润导致毛细管压力自发进入颗粒孔预制件用传统型工艺陶瓷粉末预制所需要形状尺寸金属性熔体自发渗入并充满预制件空隙冷却凝固获颗粒连续基体均匀布复合材料若组间匹配、复合良期望复合材料具理想力性能AXfa0010铜/钢复合材料研究及应用使金属材料限度发挥其所具性能其性能同材料加组合制复合材料钢/钢复合材料（钢表面复铜或铜合金）由于具防腐蚀、抗磨损、导电导热性能优良、美观、本低等优点军工、电、造币、炊具及建筑装饰等领域着广阔应用前景其研究越越引起内外关注本文主要介绍铜/钢复合材料应用、产新进展AXfa0011喷射沉积形颗粒增强金属基复合材料制备技术发展析喷射沉积形颗粒增强金属基复合材料制备技术研究现状系统介绍原位反应喷射沉积形程进行各类反应总结内外喷射沉积形颗粒增强金属基复合材料制备技术优缺点基础发展溶铸-原位反应喷射沉积形金属基复合材料制备新技术AXfa0012铝基复合材料腐蚀控制研究进展铝金属基复合材料（MMCs）具比强度比刚度高耐磨蚀等优点视航空航及汽车工业等领域前途新型结构材料内外均致力于铝MMCs制备提高机械性能研究相言该材料腐蚀性能特别腐蚀控制研究则少显与铝MMCs应用益增现状适应研究铝MMCs腐蚀及腐蚀控制问题已材料科重要课题AXfa0014电封装材料研究现状电及封装技术快速发展封装材料性能提更严格要求综述种新型封装材料发展现状；并金属基复合材料重点别增强体基体材料制备工气及微结构几面讨论材料热性能影响；据进步提改善封装材料热性能途径及未发展向AXfa0015内部素金属基复合材料磨损性能影响综述析金属基复合材料内部素磨损性能影响些素包括增强体种类、、形状取向、体积数析表明述素通影响复合材料磨损机制影响磨损性能金属基复合材料各种条件表现磨损机制性造其磨损性能稳定原AXfa0016金属层状复合材料超塑变形行通热压合轧制研制金属层复合材料复合材料超塑性变形行进行研究发现定变形条件高塑性材料低塑性材料存"牵效应"并复合各组元流变应力、应变速率敏性指数m进行理论推导实验研究单合金相比金属复合材料许优点面增强材料功能另面具优良性能价格比具强劲市场竞争能力许工业领域获广泛应用本课题双层复合材料基础研制层金属复合材料者除具双层复合材料优点外其自身特点即组元间存界面层扩散良界面层性能介于两组元间超塑变形高塑性组元低塑性组元产带作用使复合材料获较整体超塑性AXfa0017外部素金属基复合材料磨损性能影响综述析载荷、滑速度、滑距离、环境温度等外部素金属基复合材料磨损性能影响与复合材料内部影响素类似外部素通影响复合材料磨损机制影响复合材料磨损率AXfa0018颗粒增强铝基复合材料研制、应用与发展颗粒增强铝基复合材料（SiCp/Al）具高比强度比刚度、耐磨、耐疲劳、低热膨胀系数、低密度、高微屈服强度、良尺寸稳定性导热性等优异力性能物理性能广泛应用于航、军事、汽车、电、体育运等领域世纪80代初始世界各竞相研究发类材料材料制备工艺、微观组织、力性能与断裂特性等角度进行许基础性研究工作取显著绩目前各相继进入颗粒增强铝基复合材料应用发阶段美欧洲发达家该类复合材料工业应用已始并且列21世纪新材料应用发重要向本文通介绍析外颗粒增强铝基复合材料研制、应用发展趋势并析内该材料现状基础根据"十五"期间内需求探讨析我颗粒增强铝基复合材料发展策期待提建议策于提高内颗粒增强铝基复合材料应用发展所贡献AXfa0019金属层状复合材料研究状况与展望顾金属层状复合材料工艺、机制面研究现状析存问题并今研究进行展望随着科技术突飞猛进发展社材料提更严格、苛刻要求复合材料由于设计各组元优点并弥补各自足具单金属或合金比拟优异综合性能今材料科研究热点复合材料般层状复合材料、颗粒增强复合材料纤维增强复合材料其层状复合材料比颗粒增强、纤维增强复合材料产工艺简单倍受欢迎广泛应用于宇航、石油、化工、轻工、汽车、造船、电、电力、冶金、机械、核能及用品等领域AXfa0020SiC/Wn层状复合材料力性能与显微结构研究陶瓷/金属层状复合材料由于金属破坏前通塑性变形吸收量能量既阻碍裂纹失稳扩展能起预报材料失效作用与同金属与陶瓷间性非强能极提高复合材料靠性金属作陶瓷增韧相层状复合材料研究着非诱前景用金属钨作延性层增韧碳化硅陶瓷设备SiC/W层状复合材料并测试其力性能结表明保持强度变同断裂韧性提高1倍XRDSEM析发现WSiC发化反应界面产新相增强层状复合材料界面结合同降低金属陶瓷增韧效AXfa0021低体积数AL2O3颗粒增强铝基复合材料制备工艺颗粒增强铝基复合材料由于价格低廉,性能优越,目前已经广泛应用于民产各部门.目前制备颗粒增强铝基复合材料比较熟工艺粉末冶金、搅拌铸造、挤压铸造等,几种各其优缺点.挤压铸造种本低,制备材料性能优良制备.挤压铸造制备颗粒增强铝基复合材料体积数高,所材料难进行挤压等塑性变形.使通挤压铸造工艺复合材料能够进行塑性变形,本文通预制块掺入铝粉降低预制块体积数,降低复合材料体积数,使能够进行塑性形.AXfa0022内应力蠕变SicW/A1复合材料残余应力影响碳化硅增强铝基复合材料经历定温度变化材料内部产热错配应力材料冷却室温该应力残余应力由于该力复合材料微观组织结构、性能较影响所近广泛重视近我研究表明热处理改变材料热错应力残余应力本文探讨热处理工艺SiCwA1复合材料残余应力影响AXfa0023SiCw／60601A1复合材料瞬间液相焊接接界面形机理研究SiC／6061A1复合材料瞬间液相焊接接界面结构形机理焊接程采用Zn－A1合金作间层并辅助刮擦、搅拌工艺观察Zn－A1合金／母材界面行润湿、溶解角度析Zn－A1合金与母材间相互作用AXfa0024热挤压SiCp／2A12复合材料才组织性能研究热挤压17vol．％SiCp／2A12复合材料型材组织性能影响结表明热挤压加工改善增强颗粒基体布消除热压坯料内部孔隙明显改善P／M制备SiCp／2A12复合材料型材组织力性能AXfa002515vol％A12O3颗粒增强6061铝基复合材料高温压缩变形行颗粒增强铝基复合材料具比强度高、比模量高、导热性及尺寸稳定性等优点其塑性较差塑性加工程伴随着颗粒断裂及表面裂现象严重影响产品性能发现接近固液两相区进行塑性形具比较效本文亚微米级A12O3颗粒增强6061铝合金复合材料进行高温压缩变形试验研究AXfa0026SiCp颗粒尺寸及含量铝基复合材料拉伸性能影响粉末冶金制备同尺寸体积含量碳化硅颗粒增强铝基复合材料拉伸性能进行研究AXfa0027ZrCp/W复合材料高温拉伸行提高W高温强度W加入20vol％ZiC颗粒形ZrCp/W复合材料20～1400℃拉伸试验结表明：随温度升高复合材料应力――应变曲线非线性行加剧杨氏模量降低抗拉强度断裂应变随温度升高增强度1200℃现峰值480．4MPa复合材料高温强化机理ZrC颗粒载荷传递基体位错强化AXfa0028PSZ／Ni系复合材料高温氧化行采用粉末冶金制备PSZ/Ni系复合材料同组复合材料别700℃、900℃空气等温材料金属氧化行进行析结表明金属Ni组元氧化程度随陶瓷组元增加增加且高温更加严重其原主要面PSZ具较高氧离传导率导致氧向材料内部迅速扩散；另面复合材料存量金属与陶瓷界面缩短氧扩散途径PSZ高氧导率及金属（陶瓷）呈颗粒散存使金属表面积增加导致金属相氧化加剧

6061铝合金热压缩实验 应变为1，变形量应该是多少

请详细的描叙问题

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