为什么航空发动机那么难造 航空发动机和光刻机哪个难

一、为什么航空发动机那么难造

1、发动机的耐高温问题

大飞机航空发动机采用的是燃气涡轮发动机，根据热力学原理，涡轮燃气温度越高，流过发动机单位体积或重量的空气产生的功就越多。也就是说，为了增大发动机的功率最好是不断提高涡轮燃气的温度。然而，大多数金属的熔点是1500摄氏度左右，也就是说，当发动机工作时，一旦温度达到熔点，发动机很多部件就会熔化掉！因此，如何让发动机部件耐得了高温，是一个极大的难题。

2、大风扇的制造问题

当今大飞机普遍采用涡轮风扇发动机作为其动力来源。如果说涡轮的重点是要解决耐高温的问题，那么风扇的问题重点是要解决离心力和重量的问题。适用于大飞机的航空发动机，其风扇直径在3米左右，如此巨大的风扇倘若采用质量重的金属材料，即使做成空心叶片，强大的离心力也可以瞬间撕裂风扇。因此，如何让大风扇叶片变轻并耐得了离心力，就成为一个必须攻克的难题。

3、材料与制造工艺问题

不管是热端的涡轮、燃烧室也好，冷端的风扇大叶片也好，其特殊的材料与制造工艺的研制都必须过关。另外，航空发动机内部极为复杂精密，对制造装配的要求是“零差错”，如何提升制造装配工艺水平也是一项难度极高的挑战。正因为航空发动机极难制造，所以至今能够生产的国家屈指可数。也正是认识到航空发动机的高技术含量及其高附加值，航空发达国家历来将其作为高度垄断、严密封锁的高科技尖端技术，其核心技术严禁向国外转让，并且在西方国家之间也不例外。

二、航空发动机和光刻机哪个难

航空发动机的建造涉及到人类知识领域的多个学科组合，属于最尖端的科技之一，也是最复杂不过的机械，承载着人类的飞天梦想，保障着飞行器的安全和动力，航空发动机的建造水平确实很难，甚至比光刻机还要难吗？

一部航空发动机的零部件动辄几十万个之多，构造连接彼此传导，发挥非常重要的动力能量，但是也容不得一点马虎和误差，甚至一点微小的错误，都会让航空发动机出现故障，轻则造成损失，重则伤及生命，机械建造要求是非常严苛的。那么真比光刻机还要难吗？确实如此。

首先来看航空发动机的建造难度，重要一点在于材质的建造，用最通俗简单的解释来阐述，航空发动机工作时，风扇叶片使用单晶材质，能够耐一定高温，发动机启动后，把空气压缩压入燃烧室。

在内部和燃烧剧烈燃烧，猛烈的喷射流推动叶片高速旋转产生总值惊人的动力，而燃烧室内部的温度不低于1600度，发动机外部必须不能感知到温度，这个要求说起来何其简单，但是想要实现这个加工目标是非常艰难的。

燃烧室的温度一千多度，发动机外部却连烫手的温度都没有，因为发动机的风扇叶片熔点很低，燃烧室的保温和阻燃工艺是最难的重点，不然发动机的外部零部件都会损伤，不堪设想，但是想要达到这个外部感知不到温度，发动机内部稳定充分燃烧的建造要求，谈何容易？这融合了多项学科的高端科技，目前能建造出来的国家也不是很多。

航空发动机属于涡扇发动机，各个组成部件应对和承受的温度上限各有不同，使用的材料也各不相同，燃烧室最高温度需要阻燃钛合金材质来打造，飞机的尾喷管也要和燃烧室使用同样的材质，才能确保飞机的安全。

但是阻燃钛合金的加工非常难，钛合金的钛熔点能够高达1660度的高温，一般飞机发动机工作中，除了燃烧室，最高温度都在600度左右，所以钛是很安全的。

但是如果一些异常情况发生会引发钛火事故，只有做阻燃涂层多一层保险，在钛合金的表面做了阻燃涂层的工艺处理，而这种阻燃涂层的构成，是成分非常复杂的材料，需要注意这种涂层在一定条件和环境下，会存在脱落的风险。

而且功能单一，只能阻止和延缓燃烧，不会提高钛合金的耐热温度上限，就连镍基高温合金能承受的温度也只有600度左右，一般用在高压压气机部分的建造。

而光刻机的建造难度则是另外一种情况，光刻机的电路投影精度要求到了纳米量级，极其精细微小，光刻机制造芯片时简直就像在冲洗照片，高清像素的“照片”就是芯片的精度指标，建造光刻机的工艺是最难的，而相比之下，航空发动机的材料建造起来更难一些，总而言之两种都属于目前世界上的尖端科技之一，各有各的难度。

现在世界上先进的光刻机技术，已经开展了紫外光照射电路设计图模板，简单的工作流程就是紫外光利用物镜把模板上电路图缩小比例，投影到硅片刻电路图。这种光源必须足够稳定，保证精度和纯净的光源，光刻机的超精度测量要求极高，否则也无法加工出纳米级的精度芯片。

和航空发动机相比较的话，航发虽然不需要那么多芯片大小的零件，但是动辄几十万个零部件也是总体建造难度非常大，甚至比光刻机的建造难度还要高。

航空发动机涡轮叶片要用到单晶材料，能够耐高温，而不同部位的零部件能够耐高温的程度又不相同，使用的材料也不一样，不同的材质都组装到发动机上，对于动力学和各个学科间的协同和组装融合，相互配合传动工作，也是非常大的设计考验。