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。
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:……
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。
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.
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……
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。。。
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?
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
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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。
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在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,轴要怎么变化。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,内部逐渐生成特定的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。
8.22更
今天也是化的美美的妆,穿得好看的裙子,到武大图书馆自习~
真的原来有这么多小姐妹和我一样,果然大家都是精致仙女哇!
我也要努力学习嘿嘿嘿~
8.17更
嘿嘿,忽然发现好多人赞同我的看法~
没错,我就是美少女!
坚持化妆的美少女去图书馆不仅不会降低学习效率,还会大大提升学习效率~亲测有效噢~~~
再回过头来看这个问题,其实也是很值得玩味的。因为在普遍的认知里,学习的女生都应该清汤寡水。但是现在,生活的多元化早就打破了这种认知。就算我们小仙女们天天化妆穿小裙子喷香水,打扮得美美的,该达到的绩点一点也不会少。所以呀,别总是纠结图书馆的女生化不化妆,那些拿奖学金的学霸们,不也是个个化妆化的美美的嘛~
到图书馆还是安心学习吧!
ps:喷香水是举例,不会在图书馆喷香水的~包括我每次去图书馆,手机调静音,然后用的无声鼠标。化妆会化,但是是没有气味的~~~
以下是原答案:
女孩子化妆真的只是为了取悦自己。
每次我去图书馆之前化个美美的妆
就觉得自己今天状态超级好
然后学习效率也变得更高了
累的时候照照镜子
然后内心os:美少女坚持住,战胜学习!
对我而言,就算是化妆,在图书馆眼里只有书和学习,根本没有男孩子~