请选择 进入手机版 | 继续访问电脑版
设为首页收藏本站

航空发动机&燃气轮机之家

 找回密码
 立即注册

QQ登录

只需一步,快速开始

扫一扫,访问微社区

搜索
热搜: 活动 交友 discuz
查看: 139|回复: 0

航空工业涉及的力学

[复制链接]

94

主题

94

帖子

864

积分

管理员

Rank: 9Rank: 9Rank: 9

积分
864
发表于 2016-8-22 10:05:05 | 显示全部楼层 |阅读模式
航空工业是工业时代的皇冠,而航空发动机是这个皇冠上的明珠,所以,如果航空发动机,特别是民用发动机都能搞定,大飞机相对来说,只是小菜一碟。那么航空工业中涉及什么方面的力学系统呢?

空气动力学和流体力学(aerodynamicsand fluid dynamics)。传统的,需要做个模型风洞试验(实验流体力学)。这个嘛,中国有亚洲最大的风洞群,在绵阳,但是ARJ是在荷兰的德国的风洞吹的(甚至上海那最高的楼都是在加拿大吹的风洞);至于波音,NASA几乎等于一切。现代的飞机设计,为了提高开发时间和开发精度,已经不仅仅是实验了,先期会大量空气动力学和流体力学计算(计算流体力学),其基于的理论本来就很复杂(钱学森应该知道吧,他老板是加州理工的冯卡门),首先即使不创新公式,得懂那千万条力学公式吧,还有啥张量之类的东西(不是向量,是爱因斯坦的张量理论),我们国家落后一大截(想象冯卡门是哪个年代的,而且他有很多比钱更强的同事和像钱一样水平的学生);然后,有一个东西叫“大涡流/湍流仿真”(LES,large eddy simulation,就当它是大气流计算吧),中国的超级计算机不是被美国指责在用于军事用途吗?整架飞机的湍流计算,可能需要超级计算机算几个月,跟核爆模拟一样复杂。这个不是编app程序,算法就够得弄,小小的一个流体计算,你的计算方法跑需要10天,别人的算法跑只需要1天,所以还有一门玩意叫computational physics。国家在这方面基础也差了。现有的航空流体力学计算的软件,我了解的,RR有自己的软件,不卖(这个可能不像达索的CATIA三维建模那么简单),至于空客和波音,可以想象。中国没有这些先进的类似软件,新飞机空气动力和流体开发肯定更难。



    结构动力学(structural dynamics)!例如复合材料,即使中国有,也不能随便乱加。别说是复合材料,即使全铝,结构力学也是很难的,那么多零件,简单点,调整一点点结构都涉及模态变化,可能造成结构共振解体(当然还有疲劳性,跟后面提到的可靠性类似)。跟流体一样,传统方法需要样机或者样件(零部件)做结构测试,譬如GVT(ground vehicle test),然后飞上去还要做譬如运行结构(operational dynamics test)和颤振测试(flutter test)之类的,这种中国可能是有经验的,但是不一定成熟。再者,跟前面的流体一样,现代的飞机结构动力学设计一样涉及前期的数字仿真和计算,譬如有限元(FEA),虚拟激振器(virtual shaker),大规模的类似计算和仿真,中国的经验肯定还不成熟的。

        热力学和热转换(thermal engineering and transfer),虽然919是用的别人的发动机,但是不得不说,中国在这方面,可能是差的最远的,难度也不是一般的大。世界上可以造火箭卫星的很多,朝鲜都可以,但是只有2个国家的3个公司可以造真正意义的航空发动机。整个燃气轮机技术,中国都是痛。至于啥液压,噪声,可靠性工程(reliability engineering)中国也是落后很多的。



    最后是系统工程(system engineering)!即使所有零部件和系统自己做不出来但都可以很顺利得到国际供应,怎么把他们集合起来,也是一门很复杂的技术。常看有人嘲笑法国是香水国,但法国是发达国家里面除美国以外唯一拥有系统的工业体系的国家(当然美国的系统工程不用说),啥都可以搞,啥都搞过,虽然不一定是第一,所以空客总部在法国。系统工程不等同于总装,所以不管这个总装厂是在汉堡还是在天津,系统工程的核心在图卢兹。中国在这方面,肯定是差一截的,想象我们传统企业的运行管理能力吧(特别是大型设备企业)。919的大部分供应商以及其产品对商飞来说可能都是第一次接触,集成和协调难度肯定非常大,毕竟不是在宜家买个家具部件回家拼装。其中集成后的复杂系统力学校核及其调整也是一门及其复杂的科学。

   所有的这些,都是需要大量的/几代人的积累才能慢慢成长起来的,高端技术的很多东西,不是你每天加班10小时,连续一年就能飞跃的,甚至还有灵感的因素。
回复

使用道具 举报

您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

本版积分规则

QQ|Archiver|手机版|小黑屋|航空发动机&燃气轮机之家 ( 沪ICP备16010109号  

GMT+8, 2017-8-22 05:29 , Processed in 0.307175 second(s), 25 queries .

Powered by Discuz! X3.2

© 2001-2013 Comsenz Inc.

快速回复 返回顶部 返回列表