小型航空发动机价格(核动力发动机理论上能做到多小)
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2023-11-02
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1. 小型航空发动机价格,核动力发动机理论上能做到多小?
就目前人类获取动力的方法来说,还不可能把核动力用在车上。目前的核能,就是换个方式烧开水,产生蒸汽,来驱动汽轮机工作来发电,和第一次工业革命时的蒸汽机没有什么区别。美国做了几次核动力飞机实验,仅仅是做了把核反应堆带上天的可能性,核反应堆根本不输出动力。如果人类不改变烧开水,就不可能把核动力放到车上。
2. 战斗机能否在空中飞行时关闭发动机后再重新启动?
从现在的技术上战斗机发动机关闭,再重新启动是没有问题的,以往也有过发动机单发失效,双发全部失效,靠滑翔飞回来的飞机,对安全肯定有影响的,空中停车是极其危险的,并不是每个角度都可以关闭发动机,如果战斗机是垂直状态,是不可以关闭发动机的。还有战斗机的高度,因为重新启动发动机是需要一定的步骤和时间。
关闭发动机要先了解发动机随着航空燃气涡轮技术的进步,人们在涡轮喷气发动机的基础上,又发展了多种喷气发动机,如根据增压技术的不同,有冲压发动机和脉动发动机;根据能量输出的不同,有涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机和螺桨风扇发动机等。
战机采用的发动机可以分为一下几种类型:(1)活塞式航空发动机:早期在飞机或直升机上应用的航空发动机,用它带动螺旋桨或旋翼。大型活塞式航空发动机的功率可达2500KW(3400马力)。后来逐渐为功率大、高速性能好的燃气涡轮发动机所取代。但是小功率的活塞式航空发动机还广泛地被用在轻型飞机、直升机以及超轻型飞机上。
(2)燃气涡轮发动机:是现代飞机和直升机上应用最广的发动机。它包括涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机。它们都具有压气机、燃烧室和燃气涡轮;涡轮螺旋桨发动机主要用于速度小于800Km/h的飞机,涡轮轴发动机主要用作直升机的动力,速度更高的飞机则用涡轮风扇发动机(( 涡扇发动机的原理和普通的汽车发动机构造完全不一样,但是有一点是一样的,那就是启动的时候,必须要借助外力(蓄电池驱动启动电动机)来旋转压气机转轴,当压气机成功将空气压吸入并压缩,在燃烧室内部与燃油燃烧,产生了高压高速气流,这个气流稳定的驱动后方的涡轮叶片之后,这才算是涡扇发动机启动成功,稳定工作了。 ))涡轮喷气发动机主要用于超音速飞机。
(3)冲压发动机:特点是无压气机和燃气涡轮,进入燃烧室的空气是利用高速飞行时的冲压作用来增压的。冲压发动机构造简单,推力大,特别适用于高速高空飞行。由于不能自行起动和低速性能不好,限制了它在航空器上的应用,仅用在导弹和在空中发射的靶弹上,当然,SR-71侦察机采用的发动机在一定条件下也有某些冲压发动机的味道。其实冲压发动机还有很多种,还衍生出了火箭式冲压发动机。
案例1双发失效1993年6月的一个下午,曾经是英国空军“旋风”战机飞行员的爱德华·怀尔驾驶一架8座派珀“纳瓦霍”,从伯明翰起飞,带着7名乘客前往诺维奇。在即将降落时,右发动机突然脱落,螺旋桨还飞过机头打坏了左发动机。怀尔尽力控制失去平衡的飞机,他看到左侧有块空地就毫不犹豫转向迫降,手动降下襟翼和起落架,越过高压线让飞机落地,只有一名乘客受了轻伤。
案例2大翼掉独翼之鹰1983年5月1日,以色列空军一架F-15D双座战斗机在内盖夫沙漠进行空中格斗训练时,与“对手”A-4相撞,整个右翼被撞掉。A-4飞行员跳伞逃生,F-15飞行员尼迪维没有弃机,加大油门让速度来稳定飞机,并转向最近的空军机场,以高速降落跑道。尼迪维因抗拒后座教官的跳伞指令而被降职,但又因挽救了飞机被立即提升,这架F-15也在两个月后修复再次升空。
案例3失去油压,关闭发动机好莱坞特技飞行员科基·福尔诺夫驾驶世界上最小的喷气机BD-5J飞往华盛顿特区。在北卡罗来纳州上空飞机突然失去油压,他关闭发动机滑翔穿过浓密的云层,看到一条州际公路可以降落。尽管公路上车流不息,他还是驾机落地并滑出匝道,刚好来到一家加油站前。
重新启动发动机需要时间战斗机在空中关闭发动机,再点火,在其理论来说都是可以的,不管是喷气式系列还是螺旋桨系列,但也要看各型飞机当时所处的空中相关的情况来判定,因为其飞机要再发动,首先需要的就是时间,短则几秒,长则几十秒一分钟才能发动。
重新启动发动机飞机高度要求涡扇发动机相对于螺旋桨发动机而言,启动步骤繁琐,启动时间偏长,推力从0爬升较慢,因此飞机的相对高度低于2000米时,一般都是严禁空中开车(空中重启发动机)的,因为即使开车成功,这时候飞机可能也已经因为失控而直接坠地了。因此在高度较低遇到空中停车时,极其危险的事情。
结语,战斗机在空中靠的是优秀的飞行员,如果出现故障,给的时间很短,靠的是环境与天气,空中瞬息万变,还要靠飞机的性能和运气。
3. 飞机喷气发动机转速那么高要用什么机油?
1.飞机要用机油,也就是润滑油。飞机使用的润滑油被称为
航空润滑油
。航空润滑油:一般是指用于飞机及地面机场设备使用油品,主要包括航空发动机油、航空传动系统用油、航空润滑脂三大类。对航空润滑油了解不多,但我想具体成分应该和汽车用的机油还不太一样吧,性能应该也更加优越。还请了解的知友补充。2.哈尔滨地区一般冬天最冷也就是-30°左右,历年来最低气温大概达到过-40°(百度上找到的数据,不确切)。但是飞机通常飞行在平流层,其飞行高度处的温度基本不变约216K(-57.15℃)
。这个环境温度比哈尔滨的气温低得多,飞机也是照飞不误的。可见航空润滑油的低温性能是很好的。此外,1中提到的航空发动机油本来就工作在发动机的高温环境中,室外的低温根本就不产生影响。实际上和汽车类似,低温环境确实会对航空发动机的起动造成一定的困难,空气密度增大,燃油密度减小,润滑油黏性增加,这些都会导致起动困难甚至失败。但是一款成熟的飞机或者发动机肯定是经过了十分苛刻的测试的[1]:HB5652.1[2]中给出了我国地面大气温度记录值为-53℃,GJB241[3]按极限条件对航空发动机低温起动作了明确规定:发动机在-54℃环境温度中保温10h,在进气道温度为-54℃,燃油和滑油温度为-54℃下起动发动机并加速到中间状态。且试验高度要求从海平面到起动包线规定的最高高度。所以飞机在一般的低温环境下起动还是不成问题的。那么在飞行中,从海南到哈尔滨的这点温差就更不在话下了。4. 光刻机和航空发动机哪个技术含量高些?
光刻机与航空飞机发动机是两类不同性质和作用的高科技产品,研制难度和用途都不同。这两个高科技产品代表一个国家科技水平。
一 、航天飞机与光刻机的用途不同
航天飞机是一种为穿越大气层和太空的界线(高度100公里的卡门线)而设计的火箭动力飞机。航天飞机结合了飞机与航天器的性质,像有翅膀的航天器。航天飞机,是一种有人驾驶、可重复使用的、往返于太空和地面之间的航天器。它既能像运载火箭那样把人造卫星等航天器送入太空,也能像载人飞船那样在轨道上运行,还能像滑翔机那样在大气层中滑翔着陆。
光刻机是电子芯片制造的核心设备之按照用途可以分为好几种,有用于生产芯片的光刻机,有用于封装的光刻机,还有用于LED制造领域的投影光刻机。用于生产芯片的光刻机是中国在半导体设备制造上最大的短板,所需的高端光刻机完全依赖进口,国际上最先进的光刻机用于芯片的是荷兰生产的设备。
二、航天飞机发动机与光刻机的工作原理不同
航天飞机尾部有三台以液氢液氧为推进剂的液体火箭发动机,称之为主发动机。三台主发动机的结构是完全一样的。发动机具有两个预燃室,涡轮泵输出的大部分燃料和小部分氧化剂在预燃室内进行富燃料燃烧( 氧:氢约为0.8 ),燃气温度在600~700℃左右,用来驱动涡轮,然后排入主燃烧室与其余的氧化剂进行补充燃烧,形成高温高压燃气从燃烧室喷口排出。三台主发动机合起来可以提供600多吨的推力。
光刻机在加工芯片的过程中,光刻机通过一系列的光源能量、形状控制手段,将光束透射过画着线路图的掩模,经物镜补偿各种光学误差,将线路图成比例缩小后映射到硅片上,然后使用化学方法显影,得到刻在硅片上的电路图。一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、激光刻蚀等工序。经过次光刻的芯片可以继货胶、曝光。
三、航天飞机发动机和光刻机制造的难点和问题
发动机中氢系统和氧系统的工作环境是极其恶劣的,这就对其材料提出了特殊而苛刻的要求。发动机的难以突破的大关有很多,其中最难以解决的就是材料问题,发动机的其他问题全部都可以靠逆向工程解决,但是材料不行。以往我国都是购买俄罗斯的发动机技术问题,但是战机型号越来越先进,俄罗斯的发动机也跟不上需求了。
在光刻机方面有两点要求较高,一个是光刻机的中心镜头,一个是光刻机的光源。ASML公司光刻机的镜头来自德国,光源由美国CYMER公司独家提供。光刻机的中心镜头对于镜头要求较高,需要高纯度透光以及高抛光,能够达到这一标准的公司并不多(光刻机工艺制程越高,要求也就越高)。镜头的打磨对于匠人的技术要求等级较高,并非是工业化能够解决的问题,需要十几年甚至是上百年的技术沉淀。光刻机光刻机,对于光源的要求更是重中之重,需要体积小、功率高、稳定性强的光源。这也是制约我国光刻机向高端进军继续解决的难题。
四、中国在航天飞机发动机和光刻机方面都有了新的进展和突破
一个战机最关键的部件是发动机,这个战机没有发动机就没有了灵魂。但是 ,发动机里面的核心涡扇叶片对于材料的强度要求非常高,最好是在1500度高温下制造出来的高硬度合金,耐腐蚀,抗磨。能够满足这些条件的材料不多,现在世界上将近30%的涡扇叶片都是用钴基合金制造的。
中国目前战机已经达到了五代机水平,但是,由于我国的钴资源不多,需要从其他国家进口,钴资源最多的是刚果。前段时间日本投资在刚果挖个巨型铜钴矿,本来他们想用来采购发展自己航空,但刚果不同意。于是我国用了不到27亿美元将这个矿产的56%股权买到了手,解决了我国钴材料的关键问题。
CF34-10A发动机为中国自主研发的ARJ21支线飞机提供动力。2009年12月末,中国商用飞机有限责任公司宣布将在C919客机上采用LEAP-X1C发动机,这也将是中国的C919选用的唯一国外启动动力装置。LEAP-X1C发动机是由美国通用电气与法国SNECMA(赛峰集团)合资的CFM国际公司研制的大型喷气客机发动机。
根据人民日报在2018年2月的新闻报道,截至2018年2月,我国C919大型客机国内外用户已经达到28家,订单总数达到815架。并非很多人所认为的C919只是个模型机。而且在2018年2月6日,C919的制造商——中国商用飞机有限责任公司就已宣布2021年交付首架C919单通道客机,所以在2021年后,可能我们出行时就会坐上自己的国产大飞机了。
光刻机方面目前我国主要是受专利限制,我们必须另选择创新方法,研制出自己的核心技术摆脱专利限制的问题。刻机的绝大多数核心技术掌握在荷兰ASML公司手里。如果我们想自己研发,就必须绕过这些专利技术。中芯国际已经绕过了荷兰ASML公司的专利技术壁垒,并成功研发了接近7nm得N+1技术的光刻机,预计年底投入量产,中国正在一步步逼近光刻机制造的顶峰。
所以,就航天飞机发动机和光刻机这两个标志国家科技水平的核心技术,我国在短时间能够突破困难,实现有自动知识产权的技术,达到和超过目前国际高科技水平。
5. 涡喷涡扇涡浆发动机各有什么优缺点?
涡喷,涡扇,涡桨发动机都可以说是涡轮喷气式发动扪的分支,这三种发动机拥有各自不一样的优点和缺点。比如说涡喷发动机的高速性能好,涡扇的推力大,涡桨的省油,总的来说各有各的缺点。
首先说涡喷发动机,主要由进气道,压气机,燃烧室,涡轮,尾喷管组成,涡喷发动机最大的缺点就是费油,但是优点是高空性能突出,可以在2万米高空之上依然发挥90%的推进效率,像在二代上使用的主要为涡喷发动机,像F4战机上使用的J79涡喷发动机,米格25使用的R15B发动机更是让米格25飞出三万米高空三万马赫的速度。像注重高空性能的二代机如歼八依然使用涡喷发动机。
涡扇发动机就是因为涡喷发动机的耗油而产生的改进型,就是在压气机前方加了一个风扇,形成了一个涵道比,提高了对燃油的使用效率,但这样也造成其高空性能不好,但是省油和静音性使其在民航客机上大量使用,涡扇发动机分为大涵道比发动机,小涵道比发动机。
其中大涵道比发动机主要由民航客机使用,小涵道发动机由三代战斗中使用。目前最大涵道比的发动机已经做到涵道比为11,为GE90发动机,而小涵道比发动机在战斗机上使用,但其涵道比为0.5-0.8,而F22使用的发动机F119的涵道比为0.25,所以有人说F119发动机就是个涡喷发动机,这是F119发动机为了良好的发动机高空性能做的妥协。
涡桨发动机属于涡喷发动机的别一个技术路线,在其燃烧室前加了一个螺旋桨,形成了一个外涵道,优点就是省油,比涡扇还省油至少30%,涡桨发动机发展的不如涡扇,但是其涵道比轻松可以做出20以上的涵道比,涡扇经过多年发展也只能做到11的涵道比,但涡桨发动机的最大时速才800公里,巡航速度500多公里,速度慢,而且其噪音大使其在民航发动机得不到主流的使用。主要在小型介公务机,中型运输机如C130,运8等飞机上使用。
未来使用的发动机将是组合发动机,像sR71上使用的就是涡喷与超燃冲压发动机,涡喷发动机的极限是三万米高空,如果未来要飞更高只能采用超燃冲亚发动机。而美国未来的五代机将使用变循环发动机,可以以涡喷和涡扇两种工作方式运行,未来如果要进入大气层飞行可能还要使用超燃冲压发动机,如果未来我们依然使用石油做能源,我想涡轮发动机还会一直使用。
6. 国产大飞机C919今天全球首秀?
当今世界还有哪个国家敢称我的产品是自主产品,就是美的大中小型军事装备、航天器也不敢称自主产品,能研制出自已设计,自己制造就OK了,没有实力你把全世界最好的部件、器件都买来,也建不成自己的产品,这和芯片光刻机一样,荷兰不用他国的技术和器件也造不出光刻机。
7. 中国航空发动机处于何等水平?
目前中国空军部队整体装备的战机之中已经有将近超过一半数量的军用战斗机搭载上了,完全由中国军用航空工业自主研发设计生产制造的国产大推力军用航空发动机。
中国也是目前世界上为数不多的,具备能够独立研发设计生产制造大推力国产大推力航空发动机的国家。并且,中国军用航空工业目前正在研发的国产涡扇-15大推力航空发动机,其整体技术水平也已经与俄美军用航空工业目前正在研发设计的军用航空发动机处于同一水准了。
不仅中国军用航空工业已能够研发生产出真正耐用且可靠的大推力航空发动机,在大推力大涵道航空发动机研发设计制造方面,中国军用航空工业也已经有了长足的进步,特别是近些年先后研发生产出了涡扇-18大推力军用航空发动机,以及已经研发多年的国产大涵道-20大推力军用航空发动机据国内相关的新闻媒体称近段时间,也要进行相关的测试工作了。
显然,目前中国还是定时需要向国外进口大推力军用发动机的,其主要还是从俄罗斯/乌克兰引进一系列的各型军用航空发动机。毕竟,中国空军部队现役的多款主力战机型号,搭载的都是俄制军用航空发动机。并且其俄制/乌制航空发动机在中国装备的整体军用航空发动机之中的比例还是比较大的。
不过,好在中国军用航空工业早在几年前就已经掌握了对于俄制系列大推力军用航空发动机大修能力,并且中国相关军用发动机修理厂,还掌握了在一定范围内,提升俄制系列军用航空发动机使用寿命及其最大推力的能力。
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1. 小型航空发动机价格,核动力发动机理论上能做到多小?
就目前人类获取动力的方法来说,还不可能把核动力用在车上。目前的核能,就是换个方式烧开水,产生蒸汽,来驱动汽轮机工作来发电,和第一次工业革命时的蒸汽机没有什么区别。美国做了几次核动力飞机实验,仅仅是做了把核反应堆带上天的可能性,核反应堆根本不输出动力。如果人类不改变烧开水,就不可能把核动力放到车上。
2. 战斗机能否在空中飞行时关闭发动机后再重新启动?
从现在的技术上战斗机发动机关闭,再重新启动是没有问题的,以往也有过发动机单发失效,双发全部失效,靠滑翔飞回来的飞机,对安全肯定有影响的,空中停车是极其危险的,并不是每个角度都可以关闭发动机,如果战斗机是垂直状态,是不可以关闭发动机的。还有战斗机的高度,因为重新启动发动机是需要一定的步骤和时间。
关闭发动机要先了解发动机随着航空燃气涡轮技术的进步,人们在涡轮喷气发动机的基础上,又发展了多种喷气发动机,如根据增压技术的不同,有冲压发动机和脉动发动机;根据能量输出的不同,有涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机、涡轮轴发动机和螺桨风扇发动机等。
战机采用的发动机可以分为一下几种类型:(1)活塞式航空发动机:早期在飞机或直升机上应用的航空发动机,用它带动螺旋桨或旋翼。大型活塞式航空发动机的功率可达2500KW(3400马力)。后来逐渐为功率大、高速性能好的燃气涡轮发动机所取代。但是小功率的活塞式航空发动机还广泛地被用在轻型飞机、直升机以及超轻型飞机上。
(2)燃气涡轮发动机:是现代飞机和直升机上应用最广的发动机。它包括涡轮喷气发动机、涡轮风扇发动机、涡轮螺旋桨发动机和涡轮轴发动机。它们都具有压气机、燃烧室和燃气涡轮;涡轮螺旋桨发动机主要用于速度小于800Km/h的飞机,涡轮轴发动机主要用作直升机的动力,速度更高的飞机则用涡轮风扇发动机(( 涡扇发动机的原理和普通的汽车发动机构造完全不一样,但是有一点是一样的,那就是启动的时候,必须要借助外力(蓄电池驱动启动电动机)来旋转压气机转轴,当压气机成功将空气压吸入并压缩,在燃烧室内部与燃油燃烧,产生了高压高速气流,这个气流稳定的驱动后方的涡轮叶片之后,这才算是涡扇发动机启动成功,稳定工作了。 ))涡轮喷气发动机主要用于超音速飞机。
(3)冲压发动机:特点是无压气机和燃气涡轮,进入燃烧室的空气是利用高速飞行时的冲压作用来增压的。冲压发动机构造简单,推力大,特别适用于高速高空飞行。由于不能自行起动和低速性能不好,限制了它在航空器上的应用,仅用在导弹和在空中发射的靶弹上,当然,SR-71侦察机采用的发动机在一定条件下也有某些冲压发动机的味道。其实冲压发动机还有很多种,还衍生出了火箭式冲压发动机。
案例1双发失效1993年6月的一个下午,曾经是英国空军“旋风”战机飞行员的爱德华·怀尔驾驶一架8座派珀“纳瓦霍”,从伯明翰起飞,带着7名乘客前往诺维奇。在即将降落时,右发动机突然脱落,螺旋桨还飞过机头打坏了左发动机。怀尔尽力控制失去平衡的飞机,他看到左侧有块空地就毫不犹豫转向迫降,手动降下襟翼和起落架,越过高压线让飞机落地,只有一名乘客受了轻伤。
案例2大翼掉独翼之鹰1983年5月1日,以色列空军一架F-15D双座战斗机在内盖夫沙漠进行空中格斗训练时,与“对手”A-4相撞,整个右翼被撞掉。A-4飞行员跳伞逃生,F-15飞行员尼迪维没有弃机,加大油门让速度来稳定飞机,并转向最近的空军机场,以高速降落跑道。尼迪维因抗拒后座教官的跳伞指令而被降职,但又因挽救了飞机被立即提升,这架F-15也在两个月后修复再次升空。
案例3失去油压,关闭发动机好莱坞特技飞行员科基·福尔诺夫驾驶世界上最小的喷气机BD-5J飞往华盛顿特区。在北卡罗来纳州上空飞机突然失去油压,他关闭发动机滑翔穿过浓密的云层,看到一条州际公路可以降落。尽管公路上车流不息,他还是驾机落地并滑出匝道,刚好来到一家加油站前。
重新启动发动机需要时间战斗机在空中关闭发动机,再点火,在其理论来说都是可以的,不管是喷气式系列还是螺旋桨系列,但也要看各型飞机当时所处的空中相关的情况来判定,因为其飞机要再发动,首先需要的就是时间,短则几秒,长则几十秒一分钟才能发动。
重新启动发动机飞机高度要求涡扇发动机相对于螺旋桨发动机而言,启动步骤繁琐,启动时间偏长,推力从0爬升较慢,因此飞机的相对高度低于2000米时,一般都是严禁空中开车(空中重启发动机)的,因为即使开车成功,这时候飞机可能也已经因为失控而直接坠地了。因此在高度较低遇到空中停车时,极其危险的事情。
结语,战斗机在空中靠的是优秀的飞行员,如果出现故障,给的时间很短,靠的是环境与天气,空中瞬息万变,还要靠飞机的性能和运气。
3. 飞机喷气发动机转速那么高要用什么机油?
1.飞机要用机油,也就是润滑油。飞机使用的润滑油被称为
航空润滑油
。航空润滑油:一般是指用于飞机及地面机场设备使用油品,主要包括航空发动机油、航空传动系统用油、航空润滑脂三大类。对航空润滑油了解不多,但我想具体成分应该和汽车用的机油还不太一样吧,性能应该也更加优越。还请了解的知友补充。2.哈尔滨地区一般冬天最冷也就是-30°左右,历年来最低气温大概达到过-40°(百度上找到的数据,不确切)。但是飞机通常飞行在平流层,其飞行高度处的温度基本不变约216K(-57.15℃)
。这个环境温度比哈尔滨的气温低得多,飞机也是照飞不误的。可见航空润滑油的低温性能是很好的。此外,1中提到的航空发动机油本来就工作在发动机的高温环境中,室外的低温根本就不产生影响。实际上和汽车类似,低温环境确实会对航空发动机的起动造成一定的困难,空气密度增大,燃油密度减小,润滑油黏性增加,这些都会导致起动困难甚至失败。但是一款成熟的飞机或者发动机肯定是经过了十分苛刻的测试的[1]:HB5652.1[2]中给出了我国地面大气温度记录值为-53℃,GJB241[3]按极限条件对航空发动机低温起动作了明确规定:发动机在-54℃环境温度中保温10h,在进气道温度为-54℃,燃油和滑油温度为-54℃下起动发动机并加速到中间状态。且试验高度要求从海平面到起动包线规定的最高高度。所以飞机在一般的低温环境下起动还是不成问题的。那么在飞行中,从海南到哈尔滨的这点温差就更不在话下了。4. 光刻机和航空发动机哪个技术含量高些?
光刻机与航空飞机发动机是两类不同性质和作用的高科技产品,研制难度和用途都不同。这两个高科技产品代表一个国家科技水平。
一 、航天飞机与光刻机的用途不同
航天飞机是一种为穿越大气层和太空的界线(高度100公里的卡门线)而设计的火箭动力飞机。航天飞机结合了飞机与航天器的性质,像有翅膀的航天器。航天飞机,是一种有人驾驶、可重复使用的、往返于太空和地面之间的航天器。它既能像运载火箭那样把人造卫星等航天器送入太空,也能像载人飞船那样在轨道上运行,还能像滑翔机那样在大气层中滑翔着陆。
光刻机是电子芯片制造的核心设备之按照用途可以分为好几种,有用于生产芯片的光刻机,有用于封装的光刻机,还有用于LED制造领域的投影光刻机。用于生产芯片的光刻机是中国在半导体设备制造上最大的短板,所需的高端光刻机完全依赖进口,国际上最先进的光刻机用于芯片的是荷兰生产的设备。
二、航天飞机发动机与光刻机的工作原理不同
航天飞机尾部有三台以液氢液氧为推进剂的液体火箭发动机,称之为主发动机。三台主发动机的结构是完全一样的。发动机具有两个预燃室,涡轮泵输出的大部分燃料和小部分氧化剂在预燃室内进行富燃料燃烧( 氧:氢约为0.8 ),燃气温度在600~700℃左右,用来驱动涡轮,然后排入主燃烧室与其余的氧化剂进行补充燃烧,形成高温高压燃气从燃烧室喷口排出。三台主发动机合起来可以提供600多吨的推力。
光刻机在加工芯片的过程中,光刻机通过一系列的光源能量、形状控制手段,将光束透射过画着线路图的掩模,经物镜补偿各种光学误差,将线路图成比例缩小后映射到硅片上,然后使用化学方法显影,得到刻在硅片上的电路图。一般的光刻工艺要经历硅片表面清洗烘干涂底、旋涂光刻胶、软烘、对准曝光、后烘、显影、硬烘、激光刻蚀等工序。经过次光刻的芯片可以继货胶、曝光。
三、航天飞机发动机和光刻机制造的难点和问题
发动机中氢系统和氧系统的工作环境是极其恶劣的,这就对其材料提出了特殊而苛刻的要求。发动机的难以突破的大关有很多,其中最难以解决的就是材料问题,发动机的其他问题全部都可以靠逆向工程解决,但是材料不行。以往我国都是购买俄罗斯的发动机技术问题,但是战机型号越来越先进,俄罗斯的发动机也跟不上需求了。
在光刻机方面有两点要求较高,一个是光刻机的中心镜头,一个是光刻机的光源。ASML公司光刻机的镜头来自德国,光源由美国CYMER公司独家提供。光刻机的中心镜头对于镜头要求较高,需要高纯度透光以及高抛光,能够达到这一标准的公司并不多(光刻机工艺制程越高,要求也就越高)。镜头的打磨对于匠人的技术要求等级较高,并非是工业化能够解决的问题,需要十几年甚至是上百年的技术沉淀。光刻机光刻机,对于光源的要求更是重中之重,需要体积小、功率高、稳定性强的光源。这也是制约我国光刻机向高端进军继续解决的难题。
四、中国在航天飞机发动机和光刻机方面都有了新的进展和突破
一个战机最关键的部件是发动机,这个战机没有发动机就没有了灵魂。但是 ,发动机里面的核心涡扇叶片对于材料的强度要求非常高,最好是在1500度高温下制造出来的高硬度合金,耐腐蚀,抗磨。能够满足这些条件的材料不多,现在世界上将近30%的涡扇叶片都是用钴基合金制造的。
中国目前战机已经达到了五代机水平,但是,由于我国的钴资源不多,需要从其他国家进口,钴资源最多的是刚果。前段时间日本投资在刚果挖个巨型铜钴矿,本来他们想用来采购发展自己航空,但刚果不同意。于是我国用了不到27亿美元将这个矿产的56%股权买到了手,解决了我国钴材料的关键问题。
CF34-10A发动机为中国自主研发的ARJ21支线飞机提供动力。2009年12月末,中国商用飞机有限责任公司宣布将在C919客机上采用LEAP-X1C发动机,这也将是中国的C919选用的唯一国外启动动力装置。LEAP-X1C发动机是由美国通用电气与法国SNECMA(赛峰集团)合资的CFM国际公司研制的大型喷气客机发动机。
根据人民日报在2018年2月的新闻报道,截至2018年2月,我国C919大型客机国内外用户已经达到28家,订单总数达到815架。并非很多人所认为的C919只是个模型机。而且在2018年2月6日,C919的制造商——中国商用飞机有限责任公司就已宣布2021年交付首架C919单通道客机,所以在2021年后,可能我们出行时就会坐上自己的国产大飞机了。
光刻机方面目前我国主要是受专利限制,我们必须另选择创新方法,研制出自己的核心技术摆脱专利限制的问题。刻机的绝大多数核心技术掌握在荷兰ASML公司手里。如果我们想自己研发,就必须绕过这些专利技术。中芯国际已经绕过了荷兰ASML公司的专利技术壁垒,并成功研发了接近7nm得N+1技术的光刻机,预计年底投入量产,中国正在一步步逼近光刻机制造的顶峰。
所以,就航天飞机发动机和光刻机这两个标志国家科技水平的核心技术,我国在短时间能够突破困难,实现有自动知识产权的技术,达到和超过目前国际高科技水平。
5. 涡喷涡扇涡浆发动机各有什么优缺点?
涡喷,涡扇,涡桨发动机都可以说是涡轮喷气式发动扪的分支,这三种发动机拥有各自不一样的优点和缺点。比如说涡喷发动机的高速性能好,涡扇的推力大,涡桨的省油,总的来说各有各的缺点。
首先说涡喷发动机,主要由进气道,压气机,燃烧室,涡轮,尾喷管组成,涡喷发动机最大的缺点就是费油,但是优点是高空性能突出,可以在2万米高空之上依然发挥90%的推进效率,像在二代上使用的主要为涡喷发动机,像F4战机上使用的J79涡喷发动机,米格25使用的R15B发动机更是让米格25飞出三万米高空三万马赫的速度。像注重高空性能的二代机如歼八依然使用涡喷发动机。
涡扇发动机就是因为涡喷发动机的耗油而产生的改进型,就是在压气机前方加了一个风扇,形成了一个涵道比,提高了对燃油的使用效率,但这样也造成其高空性能不好,但是省油和静音性使其在民航客机上大量使用,涡扇发动机分为大涵道比发动机,小涵道比发动机。
其中大涵道比发动机主要由民航客机使用,小涵道发动机由三代战斗中使用。目前最大涵道比的发动机已经做到涵道比为11,为GE90发动机,而小涵道比发动机在战斗机上使用,但其涵道比为0.5-0.8,而F22使用的发动机F119的涵道比为0.25,所以有人说F119发动机就是个涡喷发动机,这是F119发动机为了良好的发动机高空性能做的妥协。
涡桨发动机属于涡喷发动机的别一个技术路线,在其燃烧室前加了一个螺旋桨,形成了一个外涵道,优点就是省油,比涡扇还省油至少30%,涡桨发动机发展的不如涡扇,但是其涵道比轻松可以做出20以上的涵道比,涡扇经过多年发展也只能做到11的涵道比,但涡桨发动机的最大时速才800公里,巡航速度500多公里,速度慢,而且其噪音大使其在民航发动机得不到主流的使用。主要在小型介公务机,中型运输机如C130,运8等飞机上使用。
未来使用的发动机将是组合发动机,像sR71上使用的就是涡喷与超燃冲压发动机,涡喷发动机的极限是三万米高空,如果未来要飞更高只能采用超燃冲亚发动机。而美国未来的五代机将使用变循环发动机,可以以涡喷和涡扇两种工作方式运行,未来如果要进入大气层飞行可能还要使用超燃冲压发动机,如果未来我们依然使用石油做能源,我想涡轮发动机还会一直使用。
6. 国产大飞机C919今天全球首秀?
当今世界还有哪个国家敢称我的产品是自主产品,就是美的大中小型军事装备、航天器也不敢称自主产品,能研制出自已设计,自己制造就OK了,没有实力你把全世界最好的部件、器件都买来,也建不成自己的产品,这和芯片光刻机一样,荷兰不用他国的技术和器件也造不出光刻机。
7. 中国航空发动机处于何等水平?
目前中国空军部队整体装备的战机之中已经有将近超过一半数量的军用战斗机搭载上了,完全由中国军用航空工业自主研发设计生产制造的国产大推力军用航空发动机。
中国也是目前世界上为数不多的,具备能够独立研发设计生产制造大推力国产大推力航空发动机的国家。并且,中国军用航空工业目前正在研发的国产涡扇-15大推力航空发动机,其整体技术水平也已经与俄美军用航空工业目前正在研发设计的军用航空发动机处于同一水准了。
不仅中国军用航空工业已能够研发生产出真正耐用且可靠的大推力航空发动机,在大推力大涵道航空发动机研发设计制造方面,中国军用航空工业也已经有了长足的进步,特别是近些年先后研发生产出了涡扇-18大推力军用航空发动机,以及已经研发多年的国产大涵道-20大推力军用航空发动机据国内相关的新闻媒体称近段时间,也要进行相关的测试工作了。
显然,目前中国还是定时需要向国外进口大推力军用发动机的,其主要还是从俄罗斯/乌克兰引进一系列的各型军用航空发动机。毕竟,中国空军部队现役的多款主力战机型号,搭载的都是俄制军用航空发动机。并且其俄制/乌制航空发动机在中国装备的整体军用航空发动机之中的比例还是比较大的。
不过,好在中国军用航空工业早在几年前就已经掌握了对于俄制系列大推力军用航空发动机大修能力,并且中国相关军用发动机修理厂,还掌握了在一定范围内,提升俄制系列军用航空发动机使用寿命及其最大推力的能力。
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