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设计航空发动机,为何非要人测试,不能用计算

来源:计算机时代 【在线投稿】 栏目:综合新闻 时间:2021-10-14
作者:网站采编
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摘要:直白点就是模拟的数据不完善,不准确,也就是说不准确就有误差,其实真正的原因就是计算机模拟是死的,但现实中很多是活的,模拟不出来,航发尤其是军用航发一直是被卡脖子的
直白点就是模拟的数据不完善,不准确,也就是说不准确就有误差,其实真正的原因就是计算机模拟是死的,但现实中很多是活的,模拟不出来,航发尤其是军用航发一直是被卡脖子的软肋,尤其是在近年来国产武器装备已经取得了一些突破的背景下,航发这块短板就显得愈加刺眼,吸引了国内媒体和不少国人的注意力,媒体宣传“工业之花”,国人关注四代机五代机,这些都进一步把航发推向了人们的认知神坛。


诚然,在芯片的一些领域我们同样是被卡脖子的,但是还不像军用航空动力那样能牵动人的神经,芯片领域“民用”、“可以拿钱买得到”的传统观点早已深入人心(尽管去年那些事情已经说明了这些观点的错误性),所以关注度可能不够,不及航发。计算机模拟,又不是真实验证,只是基于现有数据和理论的一种运算,没有足够的理论边界,没有无数次实验后的实验数据,你拿什么去模拟。不是仿真技术不行,是人一般都会被自己的思维局限,对自己未知的领域,认为不行,别人的东西,为什么不可以学习?理解、消化、继而再自己去掌握了,思想被制约才是真正的恐怖,文化的最主要作用是。在技术研究领域,由于多方面原因,从整体看,航发从业者的绝对数量、个人资质、学历层次、工程经验还是比较落后的,绝大多数人出身于二流以后学校或者是一流学校的二流三流学生,加之行业待遇确实很一般,再有经年累月连篇累牍的奉献教育,或多或少会渗透进人的思想。


人,总要有个东西支撑自己说服自己,偶尔得产生一点自我麻醉的崇高感,要不怎么活。所以很多时候只能用“虽然我很普通,虽然我工资低,但我在为国家攀登科技高峰,摘取工业皇冠上的明珠,所以我也是很牛掰的”来飘飘然一下,尤其是在社会上不明就里的人面前,哪怕只是开车床拧螺栓,也往往以“科研人员”作为自身标签。久而久之,业内很多人就觉得航发是全世界最难搞的东西了,恨不得全世界人都对他们竖起大拇指,说“你们在搞高科技,真牛!”他们这样错了吗?其实也没有错。仿真主要是直观的表达方式而已,真实环境制作所需要的模型和数据的缺乏恰好是仿真去拟合的,唯一可能的是在一个时间加速的同等物理空间,遗憾是现在还不可能有。


一台发动机那么多部件组成,每个真实的部件的要设置的参数初值是不一样的,每个真实部件的安装的初值是不一样的,每个部件的温度环境,震动环境都不一样,而且这些数据的精确模型及变量初值很难准确获得,模型要精确参数变量就非常多,初值就非常多,只有一定程度上简化模型设计制造装配出来后,用实际工作试验才能真实的模拟出发动机的设计制造好坏,可以说高性能航空发动机是人类最难制造的工业产品,他工作环境及其恶劣(温度高,受力复杂且巨大,震动,结构要求尽量轻巧)寿命可靠性要求高,复杂成都不是计算机可以随便模拟真实工况的,现在的计算流体力学等都是在真实情况下简化了条件的模拟的。


众所周知民航发最重要的核心机一般都是直接拿军用过来改,根据飞机制造厂商和用户需求调整推力级别,首先这样的商业模式有着极长的研发连贯性,100年来航发的研究是没有停止过的,芯片的研发或者说爆发时增长完全是因为美国等国家完成后工业时代向信息时代转型的一大重要产物,题主的例子也大多是这些企业,年轻,且行业的理论挖掘度小,航发刚好相反,特别是罗罗在后英国时代,英国没有扮演特别重要的角色,对于空中力量的急迫需求不在,航发最核心的军用推力研究一直处于半停滞状态,而题主的通用电气调查的数据并不包括更先进的军用推力研究,一台F-119,其项目资金不是这几家芯片商能承受的,这还只是80年代的水平。


模拟仿真技术当然可以加速研发过程,但是任何仿真计算都要有一些假设条件,和一些边界条件,这些条件与实际的物理化学状态不可能完全吻合,所以结果的可靠性不高,但其结果的趋势是有科学意义的。对于可靠性或者安全性要求高的对象,必须将仿真得结果做实验验证!用“现在”的“资金”投入来衡量绝对的逻辑和事实的双错误。首先,就是时间,人类有航空发动机以来的资金投入,即使今天芯片怕是都没有追平,仅仅比较今天是有问题的;其次就是仅仅用资金来衡量,你知道吗?尽管地面试验可以做一些模拟,但总体来说航空发动机的进步是用人命一条条摔出来的,尤其是早期。因为航发用掉的人命是你芯片十万倍,一百万倍都不止。商界有一句话,叫做能用钱解决的问题都不是问题,芯片还属于可以花钱,有地方花钱的阶段而已。

文章来源:《计算机时代》 网址: http://www.jsjsdzzs.cn/zonghexinwen/2021/1014/2000.html



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