【簡(jiǎn)介：】你就天天看點(diǎn)娛樂就行了，這些不是你這樣的學(xué)歷層次能搞明白的
一百個(gè)女人的胡子也不可能有一個(gè)男人長(zhǎng)，這是女人身體素質(zhì)差嗎？女人不如男人嗎？顯然不對(duì)……女人就不可能有這個(gè)功
你就天天看點(diǎn)娛樂就行了，這些不是你這樣的學(xué)歷層次能搞明白的
一百個(gè)女人的胡子也不可能有一個(gè)男人長(zhǎng)，這是女人身體素質(zhì)差嗎？女人不如男人嗎？顯然不對(duì)……女人就不可能有這個(gè)功能！
私企……或者說純私企為什么玩不出航空發(fā)動(dòng)機(jī)，是因?yàn)榈鬃硬?？資本不愿意介入？其實(shí)都不是。中國(guó)的國(guó)情之下，這些高投入，研發(fā)時(shí)間長(zhǎng)收益時(shí)間沒準(zhǔn)的東西，是國(guó)有企業(yè)或者國(guó)有資本在負(fù)擔(dān)。
為什么不用計(jì)算機(jī)模擬設(shè)計(jì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)，看到一個(gè)院士對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的測(cè)試居然要一年，難道不能縮短試錯(cuò)的時(shí)間嗎？
這個(gè)問題涉及的航空工程研發(fā)領(lǐng)域，外行人可能對(duì)其存在于一定的不解之處，老鷹航空針對(duì)這個(gè)題目從下面幾個(gè)方面來回答一下吧：
1、計(jì)算機(jī)仿真模擬計(jì)算對(duì)航空工程問題的幫助程度；
計(jì)算機(jī)技術(shù)從上個(gè)世紀(jì)六十年代開始就已經(jīng)深入到航空工程應(yīng)用中了，從最初的簡(jiǎn)單工程計(jì)算，發(fā)展到現(xiàn)在的大規(guī)模集成化虛擬設(shè)計(jì)系統(tǒng)已經(jīng)取得了相當(dāng)大的進(jìn)步?，F(xiàn)在歐美和國(guó)內(nèi)的主力研究單位全部都是采用無紙化設(shè)計(jì)模式進(jìn)行，不過這里所強(qiáng)調(diào)的虛擬化設(shè)計(jì)主要集中在總體設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面，常見的軟件就是CATIA（法國(guó)達(dá)索公司研發(fā)）。
而在設(shè)計(jì)計(jì)算領(lǐng)域就表現(xiàn)出各種專業(yè)的復(fù)雜性了，以飛機(jī)氣動(dòng)流場(chǎng)和發(fā)動(dòng)機(jī)流場(chǎng)仿真計(jì)算為例，主要使用Fluent、CFX、ICEM等專業(yè)軟件進(jìn)行前處理、解算、后處理等，工程量非常大，往往需要?jiǎng)佑么笮陀?jì)算機(jī)進(jìn)行大規(guī)模長(zhǎng)時(shí)間的并行計(jì)算，才能得到一些數(shù)據(jù)，之后還需要對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，才是能進(jìn)入設(shè)計(jì)報(bào)告里面的參數(shù)。
在沒有計(jì)算機(jī)和軟件的時(shí)代，那么這些數(shù)據(jù)的得到只能依靠各種試驗(yàn)或者試飛采集數(shù)據(jù)了。所以計(jì)算機(jī)和工程軟件的介入大幅壓縮了設(shè)計(jì)周期和降低了成本。
2、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的當(dāng)前缺陷；
計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)不是萬能的，截至目前也沒法取代試驗(yàn)，而且在更多的情況下總設(shè)計(jì)師們還是更相信試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
之所以形成這樣的現(xiàn)象，主要是因?yàn)楫?dāng)前計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)并不是一種智能技術(shù)，而是一種高性能的計(jì)算技術(shù)，其基于的原理還是各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域背后的理論方程——各種復(fù)雜的偏微分方程組。目前所有比較現(xiàn)實(shí)有效的求解方法都是對(duì)這些方程的一種簡(jiǎn)化，基于特定模型的假設(shè)，并且需要一定的邊界條件，這樣計(jì)算出來的結(jié)果與理論值是有一定誤差的。特定情況下，誤差還會(huì)比較大。
舉一個(gè)例子，計(jì)算流體力學(xué)可以對(duì)飛機(jī)進(jìn)行外流場(chǎng)仿真計(jì)算，計(jì)算升力的時(shí)候還比較準(zhǔn)確，但是計(jì)算阻力的時(shí)候誤差就比較大了，因此必須要進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)來確定。
單純的依靠仿真是沒有意義的，仿真技術(shù)和試驗(yàn)相結(jié)合才是最有效的工程設(shè)計(jì)方法。
3、航空發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)的意義；
回到航空發(fā)動(dòng)機(jī)的問題上來，發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)和環(huán)境要比飛機(jī)的外流場(chǎng)復(fù)雜很多，不僅有氣流的壓縮流動(dòng)問題，還有氣動(dòng)熱、燃燒和多相流問題，同時(shí)還要涉及到材料疲勞、損傷等，可以說是一個(gè)多學(xué)科集成設(shè)計(jì)的問題，面對(duì)這樣的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)仿真的準(zhǔn)確度和可靠性還是差得多，因此必須要通過試驗(yàn)測(cè)試方式進(jìn)行，這就非常耗時(shí)耗錢了。
所以說，從這一點(diǎn)就可以看出，航空工業(yè)是一個(gè)國(guó)家的工業(yè)王冠，而航空發(fā)動(dòng)機(jī)則是這個(gè)王冠上的寶石。
——問題就回答到這里了——
對(duì)航空感興趣的朋友不妨來關(guān)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(dòng)機(jī)的技術(shù)難度幾乎在高科技領(lǐng)域算是排名非常靠前的，涉及到領(lǐng)域之廣泛也是非常罕見的，涉及到工程系統(tǒng)，氣動(dòng)熱力學(xué)，燃燒學(xué)，結(jié)構(gòu)力學(xué)，控制理論等領(lǐng)域還需要在高溫高壓高轉(zhuǎn)速高負(fù)荷的環(huán)境下測(cè)試還要滿足各種苛刻的條件。就難最簡(jiǎn)單的溫度控制技術(shù)就已經(jīng)讓很多的專家的頭疼不已，由于高溫很容易達(dá)到1000-2000度，但普通的耐高溫的材料只能承受到1000多度，這個(gè)時(shí)候就需要加入極強(qiáng)的冷卻系統(tǒng)，如果稍微不慎可能就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)崩潰，而且這種錯(cuò)誤概率還要降低到零的程度。
所以講一個(gè)院士提到的發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)試需要一年的時(shí)間在業(yè)內(nèi)已經(jīng)算是正常的水準(zhǔn)了，研制一個(gè)全新設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)需要至少20年，要比研制新一代的飛機(jī)要長(zhǎng)一倍以上的時(shí)間，設(shè)計(jì)階段可能時(shí)間不是很長(zhǎng)如何在復(fù)雜的條件下驗(yàn)證這是周期長(zhǎng)最關(guān)鍵的因素，雖然計(jì)算機(jī)時(shí)代已經(jīng)能夠提升數(shù)據(jù)的運(yùn)算速度，并且還能利用很強(qiáng)的算法基礎(chǔ)模擬出各種數(shù)據(jù)試驗(yàn)場(chǎng)所，但有一點(diǎn)是不能忽略掉的，如何把這些復(fù)雜的場(chǎng)景轉(zhuǎn)化成計(jì)算數(shù)據(jù)模擬中，這個(gè)轉(zhuǎn)化過程相當(dāng)于構(gòu)建一套產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)了，這個(gè)時(shí)間也是非常漫長(zhǎng)，之所以美國(guó)在新的戰(zhàn)機(jī)時(shí)代時(shí)間要更快速主要在于這一整套的工具體系已經(jīng)構(gòu)建成功了，在國(guó)內(nèi)這套體系還不是很完善。
而且國(guó)內(nèi)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)還是在參照國(guó)外的方面，在參照的基礎(chǔ)上進(jìn)行完善創(chuàng)新，這塊技術(shù)的轉(zhuǎn)化也是需要時(shí)間的，由于設(shè)計(jì)到的種類如何的繁多，而且在國(guó)內(nèi)頂級(jí)的工業(yè)基礎(chǔ)也不是非常完善，所以講測(cè)試和試驗(yàn)的時(shí)候時(shí)間就會(huì)延長(zhǎng)，工業(yè)和人才基礎(chǔ)是一個(gè)國(guó)家高科技最強(qiáng)大的支撐，基礎(chǔ)底子雄厚一些在具備設(shè)計(jì)和測(cè)試的時(shí)間就會(huì)縮短，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)航空發(fā)動(dòng)機(jī)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?yàn)槠洚a(chǎn)業(yè)的復(fù)雜性所以迄今為主擁有航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的國(guó)家少的可憐，背后需要強(qiáng)大的國(guó)家資金的支撐。
計(jì)算機(jī)的誕生讓純正的軟件類的設(shè)計(jì)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，同時(shí)也帶動(dòng)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(gè)很長(zhǎng)的緩沖帶，現(xiàn)在的芯片設(shè)計(jì)都是借助于工具軟件來設(shè)計(jì)開發(fā)，中間還需要一個(gè)軟件工具包的轉(zhuǎn)化，要把準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)真正能夠識(shí)別出來的語言，這個(gè)過程需要生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建過程，不是簡(jiǎn)單的計(jì)算模擬那么簡(jiǎn)單的事情，而且具備很多實(shí)際的場(chǎng)景只能重新設(shè)計(jì)，不像通用計(jì)算機(jī)的算法完成一次模式就能把規(guī)模體系給構(gòu)建出來，有些異常場(chǎng)景只能重新設(shè)計(jì)，所以計(jì)算機(jī)不是萬能的，很多模擬測(cè)試的場(chǎng)景都需要重新的設(shè)計(jì)開發(fā)。
由于技術(shù)門檻高為了提效果，所以國(guó)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(shí)間，最后還是落實(shí)到人的身上，科技強(qiáng)國(guó)的前提是背后教育體系的健全，歐美等國(guó)家之所以在很多尖端領(lǐng)域有著非常強(qiáng)大的積累也是基于多年的積累，特別是在國(guó)內(nèi)積累的階段，也是需要時(shí)間的，這點(diǎn)也是遵循科學(xué)依據(jù)的關(guān)鍵點(diǎn)，希望能幫到你。
