【簡介：】這個問題涉及的航空工程研發(fā)領域，外行人可能對其存在于一定的不解之處，老鷹航空針對這個題目從下面幾個方面來回答一下吧：
1、計算機仿真模擬計算對航空工程問題的幫助程度；
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這個問題涉及的航空工程研發(fā)領域，外行人可能對其存在于一定的不解之處，老鷹航空針對這個題目從下面幾個方面來回答一下吧：

1、計算機仿真模擬計算對航空工程問題的幫助程度；

計算機技術從上個世紀六十年代開始就已經(jīng)深入到航空工程應用中了，從最初的簡單工程計算，發(fā)展到現(xiàn)在的大規(guī)模集成化虛擬設計系統(tǒng)已經(jīng)取得了相當大的進步?，F(xiàn)在歐美和國內(nèi)的主力研究單位全部都是采用無紙化設計模式進行，不過這里所強調(diào)的虛擬化設計主要集中在總體設計、結構設計等方面，常見的軟件就是CATIA（法國達索公司研發(fā)）。

而在設計計算領域就表現(xiàn)出各種專業(yè)的復雜性了，以飛機氣動流場和發(fā)動機流場仿真計算為例，主要使用Fluent、CFX、ICEM等專業(yè)軟件進行前處理、解算、后處理等，工程量非常大，往往需要動用大型計算機進行大規(guī)模長時間的并行計算，才能得到一些數(shù)據(jù)，之后還需要對這些數(shù)據(jù)進行處理，才是能進入設計報告里面的參數(shù)。

在沒有計算機和軟件的時代，那么這些數(shù)據(jù)的得到只能依靠各種試驗或者試飛采集數(shù)據(jù)了。所以計算機和工程軟件的介入大幅壓縮了設計周期和降低了成本。

2、計算機仿真技術的當前缺陷；

計算機仿真技術不是萬能的，截至目前也沒法取代試驗，而且在更多的情況下總設計師們還是更相信試驗數(shù)據(jù)。

之所以形成這樣的現(xiàn)象，主要是因為當前計算機仿真技術并不是一種智能技術，而是一種高性能的計算技術，其基于的原理還是各個專業(yè)領域背后的理論方程——各種復雜的偏微分方程組。目前所有比較現(xiàn)實有效的求解方法都是對這些方程的一種簡化，基于特定模型的假設，并且需要一定的邊界條件，這樣計算出來的結果與理論值是有一定誤差的。特定情況下，誤差還會比較大。

舉一個例子，計算流體力學可以對飛機進行外流場仿真計算，計算升力的時候還比較準確，但是計算阻力的時候誤差就比較大了，因此必須要進行風洞試驗來確定。

單純的依靠仿真是沒有意義的，仿真技術和試驗相結合才是最有效的工程設計方法。

3、航空發(fā)動機試驗的意義；

回到航空發(fā)動機的問題上來，發(fā)動機的工作狀態(tài)和環(huán)境要比飛機的外流場復雜很多，不僅有氣流的壓縮流動問題，還有氣動熱、燃燒和多相流問題，同時還要涉及到材料疲勞、損傷等，可以說是一個多學科集成設計的問題，面對這樣的產(chǎn)品設計，計算機仿真的準確度和可靠性還是差得多，因此必須要通過試驗測試方式進行，這就非常耗時耗錢了。

所以說，從這一點就可以看出，航空工業(yè)是一個國家的工業(yè)王冠，而航空發(fā)動機則是這個王冠上的寶石。

——問題就回答到這里了——

對航空感興趣的朋友不妨來關注“老鷹航空”吧。（圖片來自互聯(lián)網(wǎng)公開圖片，如侵則刪。）

航空的發(fā)動機的技術難度幾乎在高科技領域算是排名非常靠前的，涉及到領域之廣泛也是非常罕見的，涉及到工程系統(tǒng)，氣動熱力學，燃燒學，結構力學，控制理論等領域還需要在高溫高壓高轉(zhuǎn)速高負荷的環(huán)境下測試還要滿足各種苛刻的條件。就難最簡單的溫度控制技術就已經(jīng)讓很多的專家的頭疼不已，由于高溫很容易達到1000-2000度，但普通的耐高溫的材料只能承受到1000多度，這個時候就需要加入極強的冷卻系統(tǒng)，如果稍微不慎可能就會導致整個系統(tǒng)崩潰，而且這種錯誤概率還要降低到零的程度。

所以講一個院士提到的發(fā)動機測試需要一年的時間在業(yè)內(nèi)已經(jīng)算是正常的水準了，研制一個全新設計的發(fā)動機需要至少20年，要比研制新一代的飛機要長一倍以上的時間，設計階段可能時間不是很長如何在復雜的條件下驗證這是周期長最關鍵的因素，雖然計算機時代已經(jīng)能夠提升數(shù)據(jù)的運算速度，并且還能利用很強的算法基礎模擬出各種數(shù)據(jù)試驗場所，但有一點是不能忽略掉的，如何把這些復雜的場景轉(zhuǎn)化成計算數(shù)據(jù)模擬中，這個轉(zhuǎn)化過程相當于構建一套產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)了，這個時間也是非常漫長，之所以美國在新的戰(zhàn)機時代時間要更快速主要在于這一整套的工具體系已經(jīng)構建成功了，在國內(nèi)這套體系還不是很完善。

而且國內(nèi)的航空發(fā)動機技術還是在參照國外的方面，在參照的基礎上進行完善創(chuàng)新，這塊技術的轉(zhuǎn)化也是需要時間的，由于設計到的種類如何的繁多，而且在國內(nèi)頂級的工業(yè)基礎也不是非常完善，所以講測試和試驗的時候時間就會延長，工業(yè)和人才基礎是一個國家高科技最強大的支撐，基礎底子雄厚一些在具備設計和測試的時間就會縮短，現(xiàn)在國內(nèi)航空發(fā)動機剛剛解決有沒有的問題，所以很多產(chǎn)業(yè)鏈體系還不是很完善，正是因為其產(chǎn)業(yè)的復雜性所以迄今為主擁有航空發(fā)動機技術的國家少的可憐，背后需要強大的國家資金的支撐。

計算機的誕生讓純正的軟件類的設計有了突飛猛進的發(fā)展，同時也帶動了很多工業(yè)體系，但是在和工業(yè)體系接軌的過程中需要一個很長的緩沖帶，現(xiàn)在的芯片設計都是借助于工具軟件來設計開發(fā)，中間還需要一個軟件工具包的轉(zhuǎn)化，要把準確的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化成計算機真正能夠識別出來的語言，這個過程需要生態(tài)系統(tǒng)的構建過程，不是簡單的計算模擬那么簡單的事情，而且具備很多實際的場景只能重新設計，不像通用計算機的算法完成一次模式就能把規(guī)模體系給構建出來，有些異常場景只能重新設計，所以計算機不是萬能的，很多模擬測試的場景都需要重新的設計開發(fā)。

由于技術門檻高為了提效果，所以國家在航空研究院的規(guī)劃規(guī)模也在不斷的提升，通過人員數(shù)量來縮短時間，最后還是落實到人的身上，科技強國的前提是背后教育體系的健全，歐美等國家之所以在很多尖端領域有著非常強大的積累也是基于多年的積累，特別是在國內(nèi)積累的階段，也是需要時間的，這點也是遵循科學依據(jù)的關鍵點，希望能幫到你。