问题

战斗机的发动机通过逆向工程不就能再制造出来了吗?

回答
战斗机发动机这玩意儿,你说逆向工程能不能造出来?理论上是能,但实际操作起来,那可真是把“理论上的可能”和“现实中的巨大鸿沟”给活生生掰开来看的活计。想当年,苏联就没少研究美国那几个航发,虽然也搞出了点名堂,但跟人家的原版比起来,那差距可不是一点半点。

咱们就掰开了揉碎了说。首先,要逆向工程,你得先拿到东西。这飞机发动机,不是你家门口的五金店能随便进的。人家都是国家级的战略物资,别说拆了研究,你就是想在机场边上多看两眼,都可能被当成间谍抓起来。就算幸运能搞到一台,那也是千难万难。而且,现代战斗机发动机,那玩意儿的结构有多复杂?你想象一下,无数个精密部件,每一个都像是头发丝一样细致,而且还在以超乎想象的速度旋转和承受极端温度与压力。光是把它拆开,而不弄坏里面任何一个极其精密的零件,就得费老大劲。

拆完了,接下来就是“看”。这“看”可不是一般人能干的。人家发动机里面用了多少种材料?合金成分是什么?热处理工艺怎么做的?内部的流道设计是怎样的?这些细节,普通人拿尺子量量,拿放大镜瞅瞅,根本看不出所以然。这玩意儿,得靠最顶尖的材料科学、精密机械制造、空气动力学等领域的专家,用最先进的扫描设备,比如X光、CT、电子显微镜什么的,一点一点地去“读”出来。而且,即便你能把所有数据都扫描出来了,那也只是个“三维模型”。里面关键的参数,比如叶片表面的微观结构,甚至是一些涂层的成分和厚度,这些都决定了它能不能在极高的温度和压力下正常工作,甚至能不能坚持到下一次大修。这些东西,光看是看不出来的,很多时候都需要通过化学分析、物理性能测试来验证。

举个例子,发动机的涡轮叶片,那玩意儿是整个发动机里最“金贵”的部件之一。它要承受数千度的高温和巨大的离心力。为了做到这一点,人家用的合金成分就极其复杂,而且表面还涂了耐高温的陶瓷涂层。你想想,这合金里加了什么稀土元素?比例是多少?热处理到什么程度?涂层又是怎么喷上去的?这些都是极其机密的工艺,哪怕只是一点点偏差,都可能导致叶片在关键时刻裂开。逆向工程想要做到这一步,就得把这些成分配比、工艺流程都给一一复原出来,这难度系数,比把一个现代计算机的芯片完全仿制出来还要高出不少。

再说了,发动机的工作原理涉及到大量的空气动力学和热力学计算。即便你把所有零件都仿制出来了,如果对流道的精细设计理解不到位,或者对气流的扰动控制不精确,那么这个发动机的推力、效率、可靠性就会大打折扣。很多时候,一个不起眼的内部通道形状的微小改变,就可能让发动机的性能发生天翻地覆的变化。这就像是你拿到了顶级厨师的菜谱,但不知道火候怎么掌握,调料的顺序怎么来,最后做出来的味道可能就差了十万八千里。

而且,现代航空发动机的生产制造,不仅仅是复制零件,更是一个高度集成化的系统工程。它涉及到无数个供应商,每一个环节的质量控制都极其严格。很多核心部件的制造,都需要极其昂贵的专用设备和特殊的生产环境。你就算逆向出来了设计图纸,那也要有能力制造出这些设备,并且按照同样严格的标准去生产和组装。这背后牵扯到的技术、人才和资金,是任何一个国家都要掂量掂量的。

所以说,战斗机发动机通过逆向工程来再制造,这事儿绝不是简单地“山寨”一下就能解决的。它是一个技术、人才、工艺、设备、材料以及国家工业体系的全面比拼。很多时候,即使是技术实力很强的国家,在面对像美国F22、F35这样的先进战斗机发动机时,也只能望洋兴叹,只能从中学习一些先进的设计理念和材料技术,而无法做到完全的“克隆”。这就像是看到一个超级跑车,你能知道它长什么样,知道它用了什么轮胎,但你未必能造出同样高性能的发动机。

总而言之,战斗机发动机的逆向工程,那是条艰辛异常的路。它不仅需要顶尖的科技实力,还需要巨大的投入和长期的积累。它更像是在解一道极其复杂的数学题,解出来答案是一回事,但要让这个答案在现实中完美运行,又是另一回事了。

网友意见

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别觉得逆向研发简单,能逆向是学透了以后能理解不同的思路和结果。逆向要知其然,知其所以然,是充分理解透彻。

逆向不等于复制,复制是和原来的一模一样,你对着抄袭,然后有些小修小补通过实验或经验可以改改小毛病。

逆向是说你理解它当时为什么这么设计、这么设计有什么好处、什么缺陷,和我的思路不同在哪里。

越是复杂的东西越难逆向,正向还搞不定额的时候,就是老老实实正向研发交学费,自己躺雷区,填短板。

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#工程师#

机械行业真的是一个非常奥妙的行业。

谢耳朵总是瞧不起霍华德,其实事实上霍华德的能力很不见得就比谢耳朵差。

系统级总工程师所需要的综合能力实际上要远远高于理论物理学家。

要害就在于误差。

加工一个零件,设计是15.000mm宽,其实不是。是15.000+-0.008mm,到底是多少,极难知道。因为你切割的端面根本不是平的,到底是多少,取决于你量哪里。

磨一个平面,在设计图上一平如镜,实际上也不是。打一束激光上去观察几米外的反射点,你会发现反射点偏离理想位置。那意味着这个面其实是坑坑洼洼的。你去商场可以观察一下,地面反射出来的灯光就常常是扭曲的。机械加工面幅度可能小,但本质上没什么区别。

钻一个深孔,笔笔直,实际上是微弯的,甚至是蛇形弯曲的。同心度并不够,如果你拿来做滑膛炮的炮膛的话,同心度不足意味着发射后炮弹对膛壁的摩擦不均匀,于是发热进一步的不均匀,不均匀的升温会进一步的加剧炮管扭曲,每一炮看慢动作炮管都要剧烈形变,并且迅速的被高温改变机械性能以至于不得不停止发射。

车一个圆,在最好的情况下也是一个实质的卵形,且实质上这最好的情况很少发生。

打一个轴心孔,不在正中心,就偏了那么微不足道的一点点,转子转动起来声音就不对。随后就会发现密闭不紧,功率不足。

拧上六个螺栓,紧固两块钢板。只因为你先拧紧了一个,再拧紧其它,钢板的应力就偏向一个角。稍遇震动,较紧的部位会最先金属疲劳,结构性撕裂。

你要把一根6米长,直径一米的轴装进一个内径一米的轴套,你要是横着往里插,你会发现轴是弯的,轴头垂着,轴套还是扁的——好像泡软的意大利空心面。

于是你只能把轴套和轴都立起来从上往下装。那要是你的厂房没这么大空高呢?你知道船用汽轮机主轴有多长吗?

然后是材料问题,无穷无尽的探伤、金相检验、性能测试。各种晶化、蠕变、疲劳、环境耐受问题。各种结构强度问题、抗拉性、高温性能迁移问题。各种导电问题、绝缘问题、压电效应、信号屏蔽、击穿、散热。防尘防水防酸防盐防高温防寒……一言难尽。

每一个环节都不理想,而且还会在工作中发生不同方向的偏移。这些误差之间的交互关系极其复杂,垂向有继承,横向有交联。不是一环扣一环,而是一环扣几环,几环扣几环。

工程师就是误差的巫师。控制得好,误差互相抵消,开动起来还有“磨合效应”——越跑越顺。甚至还有自维护性。

控制得不好,动都不动,硬动散架。

这些误差的处置和管理是一门极其复杂的艺术。误差在哪里,谁先谁后,谁在谁之上,对航空发动机这种复杂度的工业结晶而言,想要在没有主动传授的前提下纯靠测量和试错逆向破解,极其的困难。

如何准确的描述问题的复杂度呢?

我们打一个非常精准的比方——这在数学上非常类似基因组工程。

若干个基因共同决定生物的某一个性状,我们可以大概的知道某些基因与某些性状有关,但不知道具体是什么关联。而同一个基因还以不特定的形式参与到其它形状的表达中,具体机制也不清楚。改变一个基因位点,看似对整体性状有一个确切的结果——譬如会把黑皮肤变成白皮肤——但你如果再改动其它的位点,就有可能又突然把白皮肤变成黑皮肤而且生出一个大耳垂。再多动一个呢,生出来的大耳垂、黑皮肤、但却有先天心脏病。如果你把后面几个基因都在这个状态下固定,然后你去修改最初的那个“白皮肤基因”呢,诶,肤色又没变。

将上述交缠扩大到几百基因规模。你就差不多明白航空发动机的误差工艺奥秘要破解起来是什么样的复杂度了。


(特别声明,以下内容是在3.8K赞数之后追加,不能认为赞同本答案的人一定赞同下面这一段话)

ok,好像很多人对前面那一句“系统级工程师所需要的综合能力实际上要远远高于理论物理学家”反应很大,那么我就掰开了说一下这个问题。

这涉及到认识论的本质——在理论物理(或者一切理论研究,比如数学类研究)上的突破中,能力和训练到底扮演什么样的角色?

究其本质,人类只是“大脑信号处理机”。大脑中的念头本质上只是得到两阶段加工的随机放电现象。

首先不特定的因素促使你的大脑皮层放电,这个信号则会被一些你无法直接控制的潜在机制——也就是潜意识——加工成一个“灵感”。

也就是到这里,你才形成了一个“想法”。

到形成了有眉有眼的想法,人的显式的思维过程才开始发生。到这里,我们才开始有了“咦,我来考虑一下这个可能性”的行为。从“我来考虑这个可能性”开始,人的直接思考能力——也就是“聪明才智”,才开始介入过程。

理论物理研究对这个过程高度的依赖。因为它是要在本来没任何人想到的地方趟出路来。因此这条路的第一推动一定是一种无迹可寻、无力可借的“天赐”。决定物理学家是否能抓住那一闪念的要素有两个,第一是潜意识的过程能不能将那一次放电加工成一个灵感的蛋,第二个是随后的显式的思维过程能不能顺利的将这个灵感的蛋孵化。

第一阶段是产生最初的闪念。如果最开始的闪念就没能加工成一个灵感,那么也就根本不会启动思维过程,自然也就没有下文了。

第二阶段,是对闪念的初筛。如果闪念加工成了灵感,却在大脑里稍微转了两下念头就发现了“难以解决的矛盾冲突”,它就会被极其快速的放弃。这种被早期放弃的闪念,甚至是不会留下什么明显的记忆的,更加不必说被拿出来与人讨论以至于流入科学社区成为一个被广泛谈论的东西了。

只有连闯两关的优胜者,才会进入第三阶段——引起思考者自己足够的重视,被念念不忘,不断的投入更多的思考资源。连这一关也闯过了,它才会最后被投入学术声望资源进行发表,被第二个人知道。——不只是投稿和公开发表,实际上仅仅是与同僚进行口头讨论,也已经是在拿自己的学术前途和名誉资本做赌注。

如果你仔细的查看这个过程,你会发现人自己的聪明才智介入的时点是很晚的。上面谈到的第二阶段里,人类做出最初判断所依赖的是一种直觉。这种直觉对待这些原始的灵感是什么态度呢?很遗憾,是“宁错杀,勿放过”。道理非常简单——我们的智力资源极其有限,如果这个初筛机制把每一个原始闪念都放行到显式思考阶段,人将不会获得更高的思考效能,而只会被无数的无意义的胡思乱想淹没。在客观第三者看来,你的表现不是“充满智慧”,而是如同精神病患者,注意力涣散、逻辑混乱、思考缺少连贯性。恰恰是因为初筛机制的这种宁枉勿纵的特性,才使得你能够对被它放行的灵感放心的投入资源。

那么高智能的人与普通人的差别在哪里?在于长期的专注训练和积累使得他们的初筛机制对特定主题有更好的“直觉”,潜意识运转时更不容易误判“有原则问题”,因此能看到更多可能的潜在合理性。而一旦闯过这个潜意识判断的阶段,那个灵感的雏形也很容易获得更多的资源成长为一种值得深究的假说。

但是——重点就在这个“但是”——但是最初的那个灵感本身是随机的,是不受人控制的。

就如同人不能控制自己的梦境,至关重要的、能启动这一切进城的第一推动——灵感——犹如风中的蒲公英种子。作为一块土壤,你所能做的全部努力本质上不过是让自己的变得肥沃,但无论你多么肥沃,你的能力也只体现在一旦有种子落在你身上你能呵护它长大。

你不能命令风如何吹,你对是否会有种子落在你身上没有决定权。

想清楚这一点,投身于理论研究的人们才能摆脱一种致命的焦虑——研究没有结果,思考没有突破,并不是一个纯然的能力问题,甚至可以说与你的能力并没有太大的关系。

所以你不要焦虑,不要沮丧。你更首要的任务是决定你是否要在这样一种“自我肥沃,长期等待”的游戏中坚持下去。

而越是理解“理论研究的关键并不在于能力,而在于长期坚持的态度和上天的赐予”的人,在心平气和、日拱一卒的等待游戏中才占据战略性的优势。而恰恰是因为他们能长期有效的坚持,他们作为灵感的土壤才会真的不断更加的肥沃和有效,以至于渐渐的充满生机,万物生长——时常可以触类旁通,跨越原有的专业界限,无心插柳柳成荫。

简而言之——越是认定理论物理研究是靠能力,认为“出成果说明能力强,不出成果说明没能力”的人,越没有机会真的看到出成果的那一天。而恰恰越是做这一行的人,越不能将理论物理研究的关键定义为能力。越这样主张,自己的学术生命反而会越悲观——他们往往最早转行去投行。

将有建树的理论物理学家推上“绝顶聪明”宝座的观念,其实是一种大众流行文化,一种新时代的单方面的偶像崇拜。而且恰恰是这种偶像崇拜,扭曲了青年进入这个领域的动机和基本姿态。

其实很多年轻人的学术生命都不该那么早就夭折的。他们误以为没有成果是“自己不够聪明”,是“能力问题”。既然是“能力不足”,当然不如“及时止损”咯。

其实真正的问题是他们不够诚恳——理论物理研究更多的是一个“念念不忘,必有回响”的功夫,而不是什么“天才绝顶,一鸣惊人”的游戏。

是资质平平但因为念念不忘而走了运的诚恳者成功后被后人戴上了“天才”的皇冠,这才是理论物理研究的真相。要点在于智力正常而专注的念念不忘,不在于如何的“聪明”。

另一方面,单纯从智力挑战的艰难度而言,理论物理研究并不比复杂的工程问题挑战大。

首先,是问题的规模上复杂工程常常比理论问题规模更大。如果比较的是现代的尖端系统工程,那么可以说很多工程的问题规模都是超出单个人脑所能处理的规模上限的。系统工程师、总设计师们,除了要有一个极其宏观的认知能力、极强的思考利和判断力,还需要掌握极其完整的知识结构,完全不能自限于“自己的专业”。他必须还要是一个团队领导者和管理大师,有强烈的组织观念和协调能力。因为他必须要能成为多个子方向专业部门的可靠的桥梁,要为每一个子方向和子部门提供超出他们本地局限的上下文。传动不能这么做,可能是因为市场部门的局限;这个翼面布局不可行,不是因为空气动力学不可行,而是出于驾驶员的生理限制;这个结构不可用,不是因为它做不出来,而是因为考虑到行业的普遍水平,很难找到能做这种维护的维修工程师,强行做出来售后部门会爆炸。

第二个原因,是因为理论问题是公共问题,而工程问题却是一个私有问题。

理论问题之所以成其为问题,是建立在一种可以重复的、与时间和空间无关的普遍前提之上。所以是一种“公问题”。也因此理论研究者天生就有很多的可以相互沟通的同僚资源。

而工程问题之所以成其为问题,是建立在一个特定的特殊前提之上。是因为这条江、这座山、这种合金、这种工艺条件、这种市场态势、这种特定需求,才有了你这个工程问题。即使不考虑保密限制,能与你有效沟通的也只有与你分享同一工程前提的人。假如在另一个大洲有一座一模一样的山要挖这一模一样的一个隧道,那么你们彼此间才能享有理论物理学家那样的讨论条件。这种事情虽然不能说完全没有,但是即使有,又能有多少人呢?而这些人又为什么要无偿的向你分享他们的知识产权呢?在大多数时候,双方之间还是天然的敌我竞争关系,不但不能沟通,反而要绞尽脑汁的互相保密——设计歼20的设计师根本不可能指望F22或者F35的设计师给他任何指点。

本来问题就是在全世界范围内进行极限竞争,而能援助你的却只有极少的参与者。问题的难度和规模不在理论物理研究之下,但是学术条件却远比后者恶劣。那么当然可以说前者的综合能力要求要高于后者。

第三,总的来说,理论物理学家如果有所建树,往往比系统工程师享有卓越得多的名望。道理很简单——理论问题是一个普遍的问题,因此受益者也就是普遍的。而系统问题是“私问题”,哪怕是大到如三峡工程这种规模,它也仅仅只惠及到很少部分人的很少部分生活。因为在“可感知度”上的天然差异,导致了对理论物理学家并不对称的文化崇拜。这种崇拜其实与他们的能力并不对称,并不能因此推论出理论物理学家一定比系统工程师能力强。


题外话就说到这里。


下面的收藏夹最好看看:


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当年中国购买波音737,配套的备用发动机买了一批,这批发动机一到中国,中央的红头文件就下来了——《关于做好CFM56核心机测绘工作的指示》

美国人把备用发动机装箱封好贴上封条,每半年检查一次,中国一到手立刻拆箱、编号、测绘、建模、组装、装箱、贴封条,五个月完成,美国人过来一点问题都没有发现

可惜就是最后出了叛徒,红头文件给交到美国人手里了

别说航发不可能焊死,你就是焊死了,中国也把这玩意儿破拆了测绘,除非你能把叶片也焊一块了


58空难以后,中国还对坠毁的CFM56做过一次测绘,那次测绘资料很多,想看的网上搜搜就行


某些人估计是弄错了一个概念,中国测绘发动机为了是什么?难道是为了重新造一个中国版CFM56吗?那中国未免太闲了

CFM56的核心机是F101,中国想要知道的是设计理念,而不是原模原样再造一台CFM56,测绘是为了知其然,更要知其所以然,什么公差都是小问题

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逆向工程在汽车、航空领域的外形设计中用的比较多,在工程设计领域逆向工程几乎是不可实现的。

之所以在外形设计领域用的多是因为外形设计所需求的参数就只有尺寸,尺寸测量是十分成熟的技术,样件量好了就能画出一个和样件一模一样的图纸。

工程设计领域涉及的参数很多,尺寸、位置、形状公差、位置公差、表面处理方法、材质、力学性能、加工方法等等,这还只是设计图需要的参数。设计图到零件还要经过工艺图,工艺图里要求的参数更复杂更仔细,可以说你不知道这个零件厂的设备是设计不出来工艺图的,而没有工艺图是生产不出来零件的。

单纯依靠对样件的测量和分析是很难得到上述这么众多的信息的,即便是得到了也需要做大量的试验、需要大量的样件,这样付出的成本可能比正向设计出一个一样性能的东西更难。

而且设计图、工艺图、零件的各种参数也不一定就很符合设计逻辑,你用原理去逆推也不一定能得到可靠的结论。举个例子,比如有A和B两个零件,A是关键零件,加工精度直接影响到寿命,B一般认为是非关键零件,精度和寿命影响不大,然后偶然间得到了A和B的图纸(比逆向工程还开挂),你发现B的精度要求居然和A是一样的,那B精度为什么要求这么高呢?设计师、工程师不可能做没道理的事,你要只是逆向工程加分析可能得到的结论就是B其实也是关键零件,它的加工精度对某些性能影响很大,原来的理论有漏洞。

但其实原因有可能就是A和B因为排产和负荷率的原因都是一台机床加工出来的,B的精度高低确实都无所谓,但一台机床下来的零件精度没法不同,所以工艺图干脆也就把精度设计成一样的,对于一个像发动机这么复杂的产品来说类似的情况是很多的。

所以航空发动机不只是无法逆向工程,即便给你全套设计图纸很多国家也不一定产的出来一样性能的发动机,这是因为设计图转化到工艺图时会出问题。全套设计图、工艺图、一模一样的工厂和设备都有也有可能生产不出来一样的发动机,原因是没有熟练工人,合格率、装配精度和生产速度都很低。

目前阶段中国实际上在航空发动机的设计领域难点在于系统工程,航空发动机的设计需要不断逼近极限,这需要超强的系统工程能力。

像是高温材料、单晶体叶片、陶瓷涡轮盘之类的单项技术难点反而是比较好攻克的,单项技术方面要求提清楚了再给足经费过一段时间总会开花结果,毕竟现在中国都是在技术跟跑,摸着美国过河,中国提的技术指标美国肯定都是达到过的,所以给足钱、给足人、等一等总会实现的。

系统工程能力是通过大量试验和设计工作才能积累的,航空发动机设计需要各个领域共同工作,机械、材料、微电子、力学、控制工程等等,哪个领域该提什么指标才能达到设计要求,各个领域各自预留多少设计冗余才能兼顾性能和寿命,这些都属于系统工程能力。单项技术很厉害未必就能设计出一款好的发动机,就好像二战时英国有最好的炮、最好的钢、最好的发动机,英国设计生产出来的坦克理论上应该是最强的,但实际上英国坦克就很挫,英国的丘吉尔、克伦威尔坦克参数和表现就是很差,被技术底蕴最差的苏联坦克吊起来打。

系统工程能力与其说是技术不如说是经验,经验就需要时间、实践才能积累,这是谁也无法逃脱的规律,谁也取不了巧。

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印度造个炮管都能炸了膛,这是给了印度全套生产资料的情况下。

如果没给,光给你个炮管,哪怕你都探测出来,这个材料铁占多少碳占多少镍占多少,你知道这钢是在多少度的温度下热轧几次?

不知道,得试,又回到原点,这个材料,你得搞出来,几百几千次的试。不求完全一样,但是性能必须一样或者高于。

测一个零件,宽 103.03mm,制造业嘛,不可能精确到原子位置都一模一样,一定会有公差,那这个允许的公差是 103.00±0.05mm 呢?还是 103.03±0.01mm 呢?

不知道。

不知道公差的情况下是什么后果呢?好一点的,装配都装配不上,坏一点的直接炸了,你也不知道为啥。

这还只是测量逆向制造,还有工况要求,各种工况下零件要求的性能在一个什么区间,很可能看起来你这个材料在一个工况下表现不错,但是在另一个工况下就炸了,为啥?不知道,找原因,最坏的结果是材料还是不行,接着试,甚至都找不到原因,因为高工况情况下你不能时间静止去测量那个工况下材料性能和尺寸。

哪怕只是借鉴设计,人家那里有个凹陷,就摆在那,你想了十天十夜也没想明白这个凹陷是干啥的,然后大笔一挥给去掉了,直到造出成品,在某个工况下这个零件受了极大的压力崩了,后来设计师才知道那个凹陷是干啥的,试错成本不就有了?这很重要,不是你完全按它的造就行了,这关系着你的设计思想和经验,以后要根据这个思想要造好多装备的。这就是制造业的底蕴和积累,某个技巧就是用来解决某一类问题的,人家这样的经验到处都是,你不知道,你盯着人家这个技巧造出来的玩意儿十天十夜不知道是干嘛的,得试错,得弄清楚,把别人解决这类问题的经验变成你自己的。

任何一个做到顶尖的东西都需要一丝不苟,哪怕就学个游泳,人家肌肉控制就是比你做得好,光看是看不出来的,如果没有老师教,只能自己一点一点琢磨,去试。

拿过来简单逆向出来当然可以,但是这只能称之为玩具,要想达到人家的性能,要在每一点上都要精益求精一丝不苟,要知其然还要知其所以然,其难度不亚于自己研发。最大的价值大概就是给设计师一个大体的设计思路,这个启发可能会减少我们数年的时间。

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假设美国人送了一只NBA球队来中国(注意这玩意儿是会开口说话的,每个人都能告诉你他自己的成长历程),让你照这哥几个培养一只省篮球队去竞争全运会冠军,你能培养出来不?

而机械零件甚至还不会说话!没人会告诉你,那里表面有个坑,是用来在加工过程中装卡零件的。你拿起零件翻过来一看卧槽这形状好复杂,你一辈子也想不明白这是怎么从一整块料上切割下来的(从晶像分析可以知道绝不是铸造的),其实人家是好几个组件焊接的(牛逼就牛逼在能焊接的让你看不出来)。

说个我自己经历的真实例子:国内某化工厂进口的减速机,齿轮打坏了,找到我们让我们给配一副齿轮。客户直接把打坏的齿轮寄给我们,也给了我们图纸,让我们照着加工。(搞机械的都知道,齿轮这东西,尺寸主要靠计算,所以测绘反而比较容易)

陆陆续续干了一个半月,东西弄的差不多了,我们在这中间也跟客户有了更多沟通,逐渐了解到客户那里的一些新情况:

1. 客户的设备是70年代从东欧引进的,后来找国内高校和研究所改过无数次。目前的负载是最初老外核定负载的两倍以上。

2. 这个不是减速机,而是增速机,转速快的时候,输出大概有4万转。

3. 负载比较大,工作的时候震动很大。

4. 大概每三到六个月就会打坏齿轮。

我们在不太忙的时候闲聊偶尔会说起客户的这些事情,被我们的一个专家听到了(这人本事不小,大国工匠拍的时候来拍他了,后来节目里没看见他)。专家思量了一下,说这种设备不应该有那么大的震动,更不应该坏的这么频繁,另外化工厂通常不能停机,这个设备坏了,一定切换备用的,现在应该是闲着的。专家极力让我们联系客户,要把客户的设备壳体拆下来发到我们这里来。

我们废了好大劲说服客户,我们自己去拆了拉回来的。测量后,发现一根齿轮轴的一个安装孔偏了0.1x(2019-07-17:特此更正,原答案为0.015,后面补充说明)。专家又让客户把过去打坏的齿轮多发几套过来,证实确实是齿轮受力不均匀导致的。然后专家拍板,将快干好的齿轮按照斜齿加工(倾斜的非常小,几乎跟直齿完全一样)。

后来我们的齿轮在现场安装到设备里面,一开机,客户的总工马上说,这东西自打进口就是他在管,已经有二十年没有听到过这么小的声音了!后来客户把他其他的平行设备停掉,把配我们齿轮的这台开到最大负载(改造后的最大负载,比原始设计的负载翻了一倍不止),两年多终于把我们的齿轮也打坏了。

后来我们自己猜测,可能是在设备改造的过程中,设备壳体被意外撞击过,导致发生了变形。

当然我们是不会吧这些细节告诉客户的,我们就跟客户说是完全按照他们给的图纸加工的(图纸是直齿),这样他再找别人干,还是不如我们的耐用。

我们那副齿轮用到一年的时候,客户来电话让再干两套,我们直接价格翻了一倍多,客户采购那边很不高兴,但是客户总工明确说只要我们的,责任他来担!后来采购砍掉了我们价格的零头成交了。(人家采购砍价也是算绩效的,所以我们报价的时候就留了个零头给他砍)

从这以后,客户认为我们实在是太牛逼了,后来又找我们干了不少别的活。(在这之前客户曾经找过无数高校和研究所,也找过欧洲原厂,都是最多用半年,原厂给解释说是负载太高了)

这东西比起航空发动机简单了不知道几个数量级。通过这个例子,可以想象到,如果你只是拿到了一套加工好的东西,要做出性能完全一样的,简直就是天方夜谭。

航空发动机我还知道一点。这玩意儿要大修的。大修的时候基本就拆成螺钉螺帽了,有些轴承里面的滚子都要一个一个扣出来检查更换。

所以你跟我说是焊死的?那别说大修了,平时维护都成问题啊。我相信那只是外行不懂的人找了个他自己想象中的理由罢了。

这东西别说不用焊死,就是当着你的面给你造一台,你该弄不了还是弄不了!

七十年代末引进斯贝发动机(就是摔死林元帅那架飞机上用的发动机,有年头了啊),我们是得到了全套图纸的。咱们全国组织攻关,直到九十年代末,性能还没有赶上摔死林元帅的那几台!!

到底差在哪?跟你说哪都差,现在差的多的领域基本没有了,但是有很多是一致性和稳定性不好。

所以,我们设计比别人差一点点,材料比别人差一点点,工艺比别人差一点点,管理比别人差一点点。。。。。。。。。最后我们的航发比别人差了一代!!

正是这每一个“一点点”支撑起了一个工业国家的竞争力。所以别幻想我们一发力就赶英超美了。每个人都踏踏实实干好自己的工作,给自己的要求就是每天抽出一小时学习新知识,每年都要比去年干的好,这样到我孙子那一辈,咱们人均GDP赶上美国还是有希望的。

------ 2019-07-17 补充 ------

昨天碰到这个老专家,一起吃饭,顺便请教了一下。以下内容基本上都是老专家说的。

1 关于孔位偏差

那个轴孔是偏了“十几道”(也就是0.1x mm,精确数字不记得了)不可能是0.015,0.015这个精度在我们原来那个单位就接近测量和加工的极限了,所以,如果我们真的测量结果是偏了0.015,那也只能给个合格的结论,断不敢凭借这个测量结果去干点啥的。

就算差了一个数量级,但是对于一个七八百(mm)大的减速箱来说,如果不是有意识去测量,是不会发现的。特别是,这种偏差基本上无法在现场测量出来。(所以原答案中这个倒是没说错)

2 关于如何形成的偏差

首先出厂的时候不可能有这么大的误差(所以我在评论中说的一种可能“原本就有误差,但是因为原来负载没有那么大所以无所谓”是不成立的),因为这种轴孔只能是镗床加工,这两对轴孔肯定是一次装卡后加工的,对于镗床来说,如果有这么大的偏差,那床子就算废了(或者,需要重新修磨轨道)。

修孔修坏了也不可能,这个东西不大,如果是修孔,应该是拆下来在镗床上修孔,所以不可能有这么大的偏差。化工厂对大型设备检修的时候,有一种现场修孔的方法(特别大的设备不好拆卸转移的),专家说他也是听别人说过,没有亲眼见过:专门做一根带有移动刀架的轴,在现场将这根轴架到原来的轴孔中,找正原来的轴孔后,转动这根轴来修孔(轴上有移动刀架,刀架上装刀具。把一台车床的床头放到现场,用联轴器连到这根轴上。)专家认为,这种方法应该是存在很多问题,他没见过不好说具体是啥问题,但是除非实在没办法应该是不会这么干的。这个减速箱没有多大,用不着这样。

所以最有可能就是这个设备在检修过程中发生过意外碰撞,导致了变形。

3 关于专家的学历

文革期间组织上推荐上的工农兵大学,文革后他们都算大专,后来函授的本科。

评论中有人提到那个年代的的大专含金量很高,我也这样恭维他,他说“别扯淡了”,他们一帮人都没参加高考,大学里“啥样的傻逼都有”,到了单位,还特么是“知识分子”,外行领导内行的事情多了去了,所以后来有些基层的工人看不惯他们这批人,他自己也看不惯“有些傻逼瞎JB指挥”,偏偏他自己是属于只会干活不会吹牛的,所以没当上领导。要说还是文革前的老大学生和八几年之后的大学生素质高。

我说,你就很牛逼啊。他说,他这人就是有点小聪明,另外就是干废的活比较多,攒了点经验。(比较谦虚吧)

4 关于最后修成斜齿

其实在修斜齿之前,那个齿轮已经完全加工好了。所以修成斜齿之后,一方面是齿厚略薄,另一方面是表面硬化的那一层也会有点影响。

关于齿厚变薄:对于单向旋转、负载稳定的齿轮来说,其实只有一个齿面是工作面。评论中有人说渐开线齿轮对孔距的要求没有那么严格,这个是对的。但是轴向有偏差后会导致受力不均,所以容易打坏。

关于表面硬化层受影响:齿轮加工的表面硬化,一个是渗碳淬火,然后精磨齿面,另一个是完全加工成型后渗氮处理。前者的硬化层比较厚(0.x mm),后者硬化层比较薄(~0.1 mm)。像这个齿轮,轴孔偏0.1x,由于齿轮宽度比齿轮轴长度小的多,因此真正在齿轮上的倾斜,可能两端也就相差0.02~0.03,即使考虑加工过程中重新装卡找正需要额外修磨掉的尺寸,也就是0.05~0.06,所以修磨成斜齿之后,是可以正常使用的。

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能,但是不值。如果哪个国家有全部原件的生产能力的话,正向设计一台性能相当的发动机其实比逆向工程更容易。

中国搞逆向工程的原因是156项后中国的工业体系相当畸形,生产能力和研发能力不在一个层次上。

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没有发动机被焊死,不要信这种胡说,问题不成立。

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多年前出学校不多久曾在瑞士培训接收公司买的机床。

因为语言能力比较渣,听力不行,瑞士人英语不行,所以沟通有点问题。但我本能的觉得他们瑞士人总是神神密密的。

某日我翻书自学(我听不明白,他们说不明白,只能自学),我到机床那对着设备自己看查,中午吃了饭也没休息,就爬到了机床顶上,但是有点犯困就趴着睡一会。过一会我看到他们质检员跑来了,鼓捣了一会出去了,留了一个皮革小包,打开状态放在另一台未完工机床工位上。我嗖的跳下去看了一眼,是一包十几件工具,长长短短的。

我可以说很多钳工一辈子没用过这个东西,这是一套音叉,我要不是见过修钢琴我都不知道这是音叉。敲了一下,不是我们常用音阶,具体哪个调我也说不好。质检用这个干嘛我能猜到,但是具体怎么用可能永远猜不到。

所以题主这个问题就简单了,退一万步,把全套零件拿来,图纸拿来,不教怎么装永远别想摸索出来怎么装。

那要生产出零件就更不用提了。

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给你拆你都不会拆。

拆开了你也不知道怎么装回去。

你装回去了就坏了,没坏也会效率下降50%,搞得你以为这是玄学,还需要开光仪式。

你会拆了会装了保证没问题了,但是你还是造不出来。

你能看到的只有零件成型后的外形和性能,给你个铁坨子让你造,依然只能抓耳挠腮。举个不恰当的例子,你想知道刘翔怎么跑那么快,就去看他比赛的录像,发现跑得快很简单嘛,先迈左脚后迈右脚。但是让你一跑只能跟在人家后面吃土。你只能看到人家迈左脚迈右脚,看不到他在比赛之前怎么训练的。当然基本原理大家都知道,按时训练,饮食搭配什么的。可能人家天天喝可乐吃炸鸡皮,半夜一点训练中午十二点睡觉(这是打比方哈),但是人家就是跑得比你快。为什么比你快,工程学的积累。科学和工程学是两回事儿。科学大家都能知道,按时训练,饮食搭配就能跑得快。工程学就不一样了。你觉得吃水果蔬菜加红肉,早七点到十二点训练,就能出好成绩,但是人家之所以跑那么快,是因为无数人已经尝试过各种组合,最后发现每天吃三顿炸鸡皮,半夜1:03:54起来训练,中间渴了就喝带冰碴儿的百事可乐,这样才能训练出最优秀的田径运动员。你说超出科学的范畴了吗?好像也没有。这要是真事儿的话,你能理解吗?你理解不了。所以科学还是得学,工程学还是得慢慢积累。

当然逆向工程绝对不是一点用都没有的。还拿跑步举例子,你跑步一直跑不快,看了刘翔比赛的视频发现他跑步先迈左脚,而你是先迈右脚,经过思考你发现,右腿比左腿有劲,所以先迈左脚起步会更快。所以说有科学解释的话,逆向工程还是挺有用的。

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我父亲曾在中航工业某厂工作。他给我讲,在中美蜜月期的时候,厂里拿到了一个美国援助的飞机发动机的一部分,是上面拆掉飞机之后发给各个厂让逆向的。

拿到之后,先测绘。测绘的技术员真的没见过这种零件,不知道每个结构都是干什么用的。画出来的图纸给工程师看,工程师看着图纸上的一个小圆孔,想不通是干啥用的,拿来零件一看,气得骂:“沙眼你也给我画出来?!”

楼上提到的公差问题,确实是完全靠蒙,而且拿到的只是部分零件,并不是整个发动机,因此甚至不知道哪里和哪里配合。得等到交上去之后让上面的研究所再慢慢研究。

测绘完了之后,铸造工程师来看,又是左想右想想不出来这个东西的铸造工艺。铸造的模开不出来,猜CNC加工,零件的复杂程度也是加工不出来。我们不知道美国的铸造工艺多先进,美国的数控机床多先进,就根本无法想象这个零件是如何加工出来的。

同时去问材料(材料是美国已经直接告诉我们的了),几大钢铁厂都回话说,这种钢,中国目前造不出来。

因此,哪怕是发动机中的某个零件,甚至还不是叶片这种性能要求极高的零件,扔给工业基础落后的国家,他们是全方位无从下手的。每个环节都遇到重大的技术问题,这已经不是具体某个技术的问题了,而是整个工业体系的代差。

——更新——

第一,我说的状况是八十年代的事情了,现在中美的工业体系差异已经不是我所能说清楚的,但是中国已经在很多方面赶上甚至超过了美国。

第二,虽然当时逆向生产是做不出来的,但并不是说拿到了没用。把零件和图纸交给研究所,对我们的研究思路启发很大。逆向生产是一个纯粹工业上的事情,直接考验你的工业体系,而科研是另一个方面,科研可以短期内让你在工业体系不如别人的情况下,生产出性能差不多的产品,长期上,科研决定着工业突破的方向。因此,拿到这样的零件,对我们的发展依然是帮助很大的。

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上学时候暑假有科技发明作业,有一次我打算用四驱车剩余零件做电动小车。

我先用纸板制成扁纸盒,纸盒侧面打洞,插上车轴,再装车轮。前轴两个轮,后轴有三个轮,中间轮上方是马达,马达套气门芯直接驱动中间轮。

制作时突然发现马达与后轴高度差过小,装不上去。于是我灵机一动,切了一块橡皮垫在马达底下,就完美了。

我同学知道后,把我的车子借走抄作业,两天后我看到了他的成果,尺寸不但与我的一模一样,连马达下面垫的橡皮都还原了。

我问他你垫橡皮干嘛?

他说:“这不是避震用的吗?我特地买了块软的美术橡皮。”

我:……

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按照你的理解,那需要所有配件原样的材料来上一份。

还需要所有加工设备的原样来一份。

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不用焊死, 把所有,零件摊开给你一个一个测量过去都行.

我猜你大概率不是机械相关专业的. 所以不明白材料学和公差的重要性.

首先, 同样的材料, 即便你知道成份配比, 知道化学成份, 但不代表你就能生产得出来.

然后即便给你同样的原料, 你加工尺寸成型之后还有很多工序, 比如应力, 比如表面处理等等.

最后, 公差绝对是普通人毫无概念的东西, 它可以影响到装配之后的运行效率和使用寿命.

这一点我要举个例子,大家才会明白:

比如某个零件的设计尺寸(长度)是15mm, 公差是±0.015mm, 那就表明这个零件的生产尺寸在14.985mm~15.015mm之间都是合格的. 因为实际生产中, 总归是有误差存在的, 所以刚刚好好15mm一点都不差的零件实际上是不存在的! 但是在整体设计的时候, 考虑到和这个零件配合的其他零件的误差(所有零件都有误差), 给出了这么一个允许的误差范围.

所以, 你可能测量到的零件是14.9888mm(谁知道别人的设计公差是多少? 测绘拷贝总归是有多少精度都用上咯) 你也不知道人家所有零件的公差范围是多少, 而且每一个零件可能有多个相互配合的零件(每一个都有误差范围哦). 你只能"估计"一个误差, 比如0.005mm吧? 那么你复制出来的这个零件就是14.9888±0.005mm. 也就意味着, 你生产出来的零件的尺寸下限是 14.9838mm(相对于原来的设计标准, 已经不合格了)

然后, 一个发动机有多少零件, 你自己考虑一下吧.

你觉得这样复制出来的发动机性能还能够和原来的相比么? 肯定不能!

所以, 尺寸复制什么的, 都是最初级,最原始的复制方式, 搞懂吃透原理才是根本.

但是这就像程序员常说的"看别人的代码". 甚至这比看别人的代码更难. 因为发动机还要配合控制方式(软件)才能发挥最大作用. 不是像二踢脚那么简单粗暴, 不同状态下的控制都是按照设计思路来的.

所以, 你现在还觉得"焊死"是什么问题么?

根本不是!

人家敢卖给你, 还真的就不怕你抄. 给你抄都没有用的.

顺便说一句, 即便人家把所有原厂零件统统给你, 你也装配不出一样性能的发动机来, 你信不信? 因为还有一种东西叫做"装配工艺", 讲究的就是零件之间的尺寸公差. (贴近生活的例子可以参考:原厂装配, 4S店换零件, 野鸡厂换零件,哪怕都是一样的零件也都是不同的效果)

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咦, 题目改了呀, 原来好像是"听说当年从苏联引进的飞机发动机是焊死的, 是为了防止被破解"之类的.

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咱们国家抄过克莱斯勒,抄过徕卡和哈苏,网上有很多文章可以看看都遇到了什么问题。

飞机发动机相比之下要复杂多少倍……

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都在说拆开以后,我就来补充一下拆的问题。

飞机及其发动机的设计都受到严格的体积和空间限制,很多连接和紧固的设计非常巧妙,一些连接部位并不在视线之内,另外还有很复杂的拆装顺序和相互干涉的问题。有时需要特殊工具,有时需要特殊技巧。没有原厂技术人员指导,或者干过这项工作的已有经验,完成比较正确的拆卸是难度很大的。很多时候拆是一条路线,装是另外一条路线,严格逆向反而错了。而且,手册中并不能完全涵盖上述知识,可能手册上就一幅图,拆几个螺丝,但实际上蕴含的工作量远远超出想象。

举个我的亲身经历:从某型号上拆卸再安装某设备。需要拧下再拧上十个螺丝。工作空间极度狭窄,两条胳膊伸进去就遮挡了全部视线,只能用左手食指和中指摸索螺丝位置,右手用扳手拧,每次最多只能拧60度。空间所限无法用棘轮扳手,就用开口扳手慢慢拧。其中八颗螺丝尚好操作,另两颗螺丝所在一侧空间大约只有12~13毫米,没有螺丝本身长,手指伸进去够不到螺丝孔,只能用扳手伸进去摸索位置。螺丝拧松之后发现螺丝比空隙的尺寸还大,无法取出来,最后是发现这个孔螺纹的最后几牙是特殊的,螺丝可以朝一个特定角度倾斜,这样才把这两颗螺丝卸了下来。

安装就更别提了,那两颗螺丝用手指根本就送不进去,最后用长镊子缠上胶带粘住螺丝,才勉强完成工作。十颗螺丝搞了我半个下午,干完活整个人都虚脱了。全程眼睛基本没啥用,就是闭上眼想象摸到的形状和位置。

一些比较常见的操作,拆个风扇叶片之类,操作基本都是一致的比如下图这种,把法兰盘卸下来观察一下就知道步骤了。

难拆的是空间狭小,视野遮挡,缺乏工具和技巧的情况。我个人水平有限吧,无法想象在没有技术指导的情况下对陌生型号进行拆卸需要多大的代价。这个代价既指消耗的时间和人力物力,也指在拆卸过程中因方法错误造成的设备损伤。

一个螺栓,看起来简简单单,你上扭力扳手,拧了一把纹丝不动,加力再来一把还不动。如扭力扳手已经到了比较高的磅力了,还是拧不动,怎么判断?是这个螺栓本来就很紧需要再加力,还是这里咬住了要想其他办法,还是拆装顺序有问题要重新核对。大力拆坏了怎么办?拧到一半结构明显变形发出异响怎么办?拧回去还是继续松?这些问题在现场一堆,非常棘手,没真实干过没法体会。

航空公司进了新机型之后,需要把机务老哥们召集起来,学习培训个好久,才能战战兢兢的投入实践。第一次完成个稍大点的工作马上要发通讯。这还是在有原厂资料和指导的情况下。

从天而降一台美国发动机,你组织个队伍操起扳手就上了?勇气可嘉。给个手机你拆经常还把排线扯断卡扣崩断。还拆发动机。拆出来脆弱点的零件都搞变形了,还测绘个啥劲。


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今天活干完的早,来回答一下评论区的问题。

翻了翻评论区,感想就是大家对航空工业的认识还是误区很大,下面我来大致的讲一讲。

机器人在航空工业的前景。大多数从业者还是谨慎看好的。

首先,对于飞机工业,生产效率并非其核心指标。市场需求的增长本就有限,订单饱满是夸耀业绩好的一个指标,你一年把三年的订单交付完了,航空公司钱没筹到,机务和飞行员没准备好,造出飞机来干嘛用呢?所以说这个行业并不需要很高的生产效率。重要的是订单持续,航空公司口碑良好,卖售后服务维持现金流。

其次,飞机生产对质量的要求是比较高的,蒙皮上一道铅笔痕都可能是腐蚀源头需要重新打磨处理。生产一线用人来做还是比较能够保证质量的。就算是美国也是以手工装配为主,只有一些比较特定的工作,比如机身段之间的铆接使用机器人来完成。训练有序的工人加上完善的管理制度短期内在航空工业上是不可能被机器人打败的。



飞机并不是消费品,其用户和维护人员都具有很强的专业性,和汽车这种工业产品有着本质的区别。飞机维护必须要在审定合格的单位由持证人员完成,基本能够保证相关工作的专业性。所以飞机厂商并没有很大的动力将飞机设计的易维护易拆卸。目前的飞机及飞机发动机市场已经形成了技术垄断,后来者想要跟上技术潮流几乎不可能,保证性能优势就可以维持市场地位,人性化设计就要靠边站了。

目前的一些新型号,都在实践模块化概念,哪有问题了把模块整个换下来返厂。看起来维修是简单多了,但后果就是机务人员素质的下降和维护成本的提高。本来一个插头的问题,现在要换一个电脑。机务人员更是排故水平直线下降,老机务一个万用表解决的故障,年轻人抓耳挠腮换了一地的备件还是解决不了。生产厂商就是希望用户无法排故,这样他们才能挣更多钱。

飞机设计中,总体布置和气动外形的优先级是优于内部布局的,所以必然会出现安装空间极度狭窄的情况,这是航空航天领域的固有现象,没有办法的。

再次向在飞机生产和维护一线奋斗的各位老哥致敬。。。

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不请自来,不用谢。

打个最简单的比方,最简单的蒸馒头,给你一个馒头,假设你根本不知道馒头怎么做出来的,你一检测里面含淀粉,蛋白质,含水,切开有气孔。就这样条件你跟咱做一个馒头试试。(就算你知道是用面粉做的,到底用低筋还是高筋还是蛋糕粉?加多少水你知道吗?加多少酵母你知道吗?发酵多长时间你知道吗?发酵温度你知道吗?揉面怎么搜你知道吗?加不加小苏打?蒸多长时间你知道吗?不知道?不知道你怎么做出馒头?)

金属我知道你可以加工成那个样子,依葫芦画瓢谁都可以,但是咱知道这块金属是怎么热处理合金出来的么?先放铁还是先放钛?要不要热处理?热处理过程是什么完全一无所知。加热到多少度?保持多少度?冷却方式是什么?阶段冷却还是直接逼水里?阶段冷却分几段?怎么分?每一段保持多长时间?大家都不知道,既然这个最容易大家都不知怎么做发动机?

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从业十几年,曾在设计前沿呆过五年时间,有一些感触,分享一下。

公差方面,把尺寸测量好,其实也没有什么大不了的,公差带啥的可以计算尺寸链啊。但这里面其实有一个难点,发动机的尺寸配合设计不光要考虑冷态尺寸链,还要考虑热态尺寸链,就是说,在温度升高的过程中,不同材料膨胀量不同但是,你涡轮要在1800K的工作温度下依然保持密封性能,燃油总管要保证在二三百度温度下不让焊缝承受剪切力,在上千度工作温度下火焰筒整体变形后,喷嘴不能跟头部发生干涉掰坏喷嘴…很多。这些东西在测绘过程中测不到的,测绘的只是冷态零件。

材料方面,我觉得市场太小其实是最大的难点,压根就没多少人研究这玩意,没有市场,没有量,光靠国家投入。一些高温合金外国进口的比我们国产的质量好价格便宜,有些材料人家钢厂根本不可以给你做,你的需求量都不到人家一炉的产量。这样做出来的材料奇贵无比,光靠型号研制这点经费根本支持不动,曾经核算过某个叶片一组造价就达到几十万,那一圈叶片要几十组,买不起…

工艺问题也是老问题了,现在都当笑话了,但是高难度装配工艺也就那么多种,我们慢慢也都学会了。

行业里有句话,发动机是试出来的,好多尺寸,好多设计都是试验出来的,其中就有好多实验中摸索出来的看似SB的关键设计和关键尺寸,这些测绘的人都是不知道的,认识不到位,性能就是上不来。

我的感悟是做这一行,逆向设计做的事情比正向设计要多得多,那些试验,一个都不能少,全都要过一遍…否则心里都没底,毕竟是上天的玩意,在上面坏了都没法修…

随着我们的经验逐渐丰富,技术实力的逐渐提升,我们正在朝着正向设计的方向努力,其实我们就是想逆向,现在这种国际环境下也找不到原型机供测仿了。

正向的成果也是有的,2018珠海航展的推力矢量就是正向设计的杰作

我觉得战斗机发动机难以逆向

………………………………………………………………

看到其他答主的回答,似乎我对逆向工程的理解和大家不太一样。

我们做所谓的逆向,业内有个词叫做测仿,并不是要照着原版发动机原模原样的复制一个设计出来。

航空发动机在我国的航空系统中的地位跟外国不一样,外国是独立发展的一系列产品,我国是当做飞机的一个分系统,随飞机立项。这也是我国航空发动机始终发展不起来的原因之一。因为发动机的研发周期长于飞机,同时立项必然满足不了飞机的研制进度,所以立项时候总是按照飞机的进度定一个完成不了的节点,然后不断的延期,很无奈。

言归正题,正因为发动机的这种特殊地位,他只是飞机的一个配套产品,因此参数要按照飞机的要求确定,确定好参数后,在国际上找一款参数类似的发动机作为原准机,进行测仿。测仿也不是依葫芦画瓢,形容成照猫画虎更贴切,照着原准机测绘,然后再设计,通过对某些部位的修改,满足我们的参数要求。在这个过程中,就要逢山开路,遇水搭桥,原准机的材料我们没有,就找替代,性能一般没问题,寿命和经济性没法说,不断改进呗;配合公差通过计算尺寸链确定,性能相关的尺寸就比较麻烦了,通常我们会按照我们的参数做数值计算,再不断的做试验,确定新参数,设计新尺寸。然后就是各种部件试验,整机试验…

说这些也是老黄历了,从本世纪初的太行开始,我们就开始了发动机系列化之路,我们把发动机设计出来,作为货架产品,等着飞机来选配。理念上已经跟国际接轨了。

现在,我们已经走在了正向设计的路上了,逆向设计基本上成为一段难忘的往事了。正向设计也不是闭门造车,别人好的经验,优秀的设计在尊重知识产权的基础上拿来为我所用,努力提高自己的技术水平。毕竟我们是行业里的追赶者,前面的路还有很长。

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照抄一台相对容易,但是目的不是照抄一模一样的,而是学会怎么设计。

这就非常复杂了。


公差那都是老生常谈了,而且也有人聊过了,我们聊点别的。

我给你扯点设计上的东西。


发动机一台,放在你面前了。

叶片,拆下来一片。

切开来,发现有内部小孔

放大了看,表面有陶瓷状涂层

再磨磨细看,是马氏体和奥氏体,可能还有点什么什么体,我金属学知识忘干净了哦也。

锉几片打光谱,铁镍钼铝钛各多少。

……


小孔拿去仿真,发现是高速回转的时候有气流,方便冷却,但是这个造型叶片这么打洞有效率,换个叶片尺寸还这么打洞就崴泥了。

你需要研究这种引射气流高温的发动机叶片内部的流动规律来了解怎么提高散热效率。


涂层找材料的开始研究,发现现有一种合适的涂层直接可以耐温,但是振动稳定性差,震动稳定性好的,温度差点。金相结构找冶金或者金属材料的;叶片材料找金属材料或者冶金的。


你需要研究一种能够承担发动机运转时产生的巨大振动和载荷的耐高温涂层,目前只知道成分

需要研究铸造过程怎么个降温曲线,模锻过程怎么个模具温度,模具边角圆角处理冲压力量和速度,之后热处理的温度,怎么个保护氛围,才能保证出“均匀生长的晶粒”。


对了你还得有个牛逼的检测技术,不能每造一片都撅开看看是不是好的,撅开了就没得用了。


旁边机械组的看着那三米多长光溜笔直只有两个轴承定位的空心大光轴已经哭得眼睛都青了“曹尼玛这怎么装啊,这他妈几百上千度的形变根本吃不掉啊!我他妈不能每根都下来几十个博士生跟这里干装配啊!”。

拆结构的过程中只知道-叶片-轴承-叶片-叶片-轴承-叶片-叶片-轴承-”的结构可以适应这款发动机。

还有就是你知道,这个轴承不一般,牛逼,野性,耐高温,载荷系数大的一逼。

但是怎么造呢?怎么设计呢?这个迷宫密封如果换成那个造型会不会漏油?会不会抱死?

这就是你只拿到了别人算出来的“设计XXXX轴承”的一个特殊结果。

你需要的是反推整个轴承设计理论体系,就是所谓的知道通解


否则,明天用户想要降低维护难度,把中间那个轴承去了,你的叶片组参数也跟着怎么变化要怎么变化。拆掉一个轴承会不会直接抖成面条啊?

后天用户觉得这个发动机太小,要来个增推1.2倍的给舰载机用。轴承是直接放大1.2倍啊还是放大1.2^2=1.44倍啊还是直接原样凑合用啊?


还有就是发动机上的那个控制器

对,就是电子控制组围着跳草裙舞那个,因为他们比机械组还绝望。机械组好歹看的都是看得见摸得着的,他们就看见个封装好的单片机……

现在但凡不是傻子,发动机控制器内部的代码都是黑盒,我他妈这么明确是因为就几天以前我刚刚跟着某个小牛逼est学了怎么打黑盒,还只是个地面车辆的控制器……

温度,湿度,进气压力,进气均匀度,进气稳定度,燃料温度,燃料供应稳定度,你节流门推了多大,几十甚至上百参数(按照评论里说的,实际上参数上万……)组成的一个巨他妈大,驴他妈大的多值函数表——打成黑盒的

来嘛少年,来破解嘛。

这个表是黑的,不光是黑的,可能你想要的参数,比如零高零速高含盐量高含水量可能有废气返流的环境,不在这个表里——那么这个表你就得自己做,就是做个基本差不多的发动机,然后放在零高零速高含盐量高含水量可能有废气返流的环境里开始烤机,边烧发动机边找个癫痫的工作人员来开始“多加一点盐,多加一点水,多加一点废气诶草得嘞加多了”。

然后这发动机还得高空高速用,高空的参数也他妈没有,于是你还得弄个高空台或者改造一架别的什么飞机把你造出来这台装上去真正螺旋飞天。

……



这些还只是这一款发动机的。隔壁民航的也巴巴的嘬着手指头说蜀黍我也想要个花冻鸡。

都是一家人,你好意思打死不给,或者让他们自己从头搞

可是民航的要求是超省油,低噪音,长大修间隔,长寿命

一秒钟从收油门到100%油门再用一秒钟收到没有的事他们不是很关心,P眼加点油额外再多喷一轮火的事他们也不关心。

于是你就要开始琢磨怎么从“不那么注重寿命,小尺寸小涵道比,较大推力,几十小时修一次”的战斗机花冻鸡变成一个“寿命非常重要,大尺寸大涵道比,很大推力,几百小时修一次”的民航用花冻鸡。

这差异就跟都是跑步,本身也有很多共同之处,但如果你天天跟着博尔特窜赛道,这辈子也练不成基普乔格一样。


当然了,最后的例子国内当时还比较尴尬……

是有个“寿命非常重要,大尺寸大涵道比,很大推力,几百小时修一次”的花冻鸡(CFM56),还有一部分“不那么注重寿命,小尺寸小涵道比,较大推力,几十小时修一次”的西装鸡(F110),然后军方想要个纯种的“不那么注重寿命,小尺寸小涵道比,较大推力,几十小时修一次”的花冻鸡(WS-10)。


——得要解释一下,有些人可能看了描述不完整的科普文就望文生义了,以为这个“晶粒的生长”就是看着跟没有打印头的3D打印或者跟铝毛刷或者触手一样,从无到有的咕叽咕叽的就冒出来了,那不对的,气相沉积也不是这么个玩法,这么长不出来大个零件的,就算魔法长出来了也得重新拿去机加工……

这个概念指的是在加热到相变点以上的金属零件在受控降温过程中,内部逐渐生成特定类颗粒状金属微观结构——基础的叶片本体还是铸造然后锻压精修blablabla的

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    这个问题很有意思,也确实是战斗机飞行员在面对红外制导导弹时会考虑的一种规避战术。简单地说,关闭发动机在某些特定情况下可能能起到一定的作用,但绝不是一个万能的解决方案,而且执行起来风险极高,成功率也并非很高。让我们来详细聊聊其中的门道。首先,我们要明白红外制导导弹的工作原理。这类导弹依靠探测目标发出的.............
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    在航空制造业,设计一款全新战机时,选择采用单发还是双发布局,从来都不是一个随意拍脑袋的决定。这背后牵扯着一系列复杂而又相互关联的考量,每一个选择都可能对战机的性能、成本、可靠性以及战场生存能力产生深远影响。单发动机的诱惑:轻盈、经济与极致性能的追求单发设计的核心优势在于其轻巧和经济性。 减重与简.............
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    关于中国在航空发动机领域面临的挑战,这是一个复杂的问题,不能简单地归结为“造不出”。实际上,中国在航空发动机领域的研究和发展一直在进行,并且取得了一定的进步,只是要达到世界顶尖水平,确实存在一些难以逾越的障碍。要理解这一点,我们需要深入剖析航空发动机的研发难度,以及中国当前所处的具体环境。首先,我们.............
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    战斗机的机炮,听起来就带着一股子金属的冷峻和火力的霸道。不过,说实话,现在战斗机上的机炮,更多的是一种近距离格斗的“杀手锏”,或者说是“压箱底”的武器。你想想,在现代空战中,动辄就是几十公里甚至上百公里外的导弹对射,飞机之间真的能近身肉搏到需要长时间“突突突”的时候,那战局多半已经到了白热化,甚至到.............
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    2015年11月24日,土耳其击落一架俄罗斯苏24战斗轰炸机,这一事件震惊了世界,并对地区乃至全球的地缘政治格局产生了深远影响。要理解土耳其的动机和此次事件的后果,我们需要深入剖析当时复杂的地区背景和各方利益。土耳其击落俄战机的动机:土耳其政府给出的官方理由是,这架俄罗斯飞机侵犯了其领空。然而,要揭.............
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    你提到的战斗机发动机进气口上的V字图案,其实是很常见的,尤其是在现代高性能战斗机上。这可不是为了好看,而是有着实实在在的军事和工程上的考量,主要就是为了解决一个关键问题:发动机在高速飞行时,如何高效稳定地吸入空气,并将其以合适的能量状态送入发动机核心。简单来说,这个V字图案就像是给发动机进气口设计了.............
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    我理解你想知道为什么像苏27、歼10、F16 这样的战斗机,它们的发动机进气口不像有些飞机那样和机身“融为一体”,而是相对独立的存在。这背后其实涉及到一个相当复杂的设计权衡,关乎到飞机的整体性能、成本、维护以及当时的空气动力学技术水平。我们来聊聊其中的一些关键点。1. 空气动力学效率的极致追求:平直.............
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    提起二战,人们自然会想到战败的德国,以及随之而来的领土变动。那么,作为二战的战败国,德国是否和它的周边国家存在领土纠纷呢?答案是肯定的,但这里需要厘清一个概念:战后德国的领土变动,以及由此产生的“纠纷”与当今国际社会普遍认知的“领土纠纷”有着本质的区别。首先,我们必须承认,在二战结束后,德国的领土确.............
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    要回答这个问题,我们得从更宏观、更长远的角度去审视,将夷陵之战置于刘备一生以及蜀汉政权整体发展的脉络中去考量。背景梳理:孙权求和背后的复杂考量首先,我们需要理解孙权在这个时间点(刘备起兵伐吴)提出求和的动机。这绝非出于对蜀汉的友善,而是基于他自身的利益和对当时局势的判断。 吴国面临的内部压力: .............

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