我是怎么設計航空發(fā)動機的

Stanley Hooker是航空發(fā)動機領域的傳奇人物瘪阁。年輕時肄業(yè)于帝國理工與牛津大學,學習流體力學邮偎。畢業(yè)之后任職于Rolls-Royce公司管跺,畢生投入在航空發(fā)動機的研制工作。他生逢其時禾进,由于二戰(zhàn)對武器技術的需求豁跑,航空工業(yè)成為當時的風口,正如本世紀初的信息產業(yè)命迈。其中航空發(fā)動機至今仍被稱為制造業(yè)皇冠上的明珠贩绕。

在Hooker的職業(yè)生涯中火的,航發(fā)經歷了一場革命——從傳統(tǒng)的沖程式發(fā)動機向噴氣式發(fā)動機轉變壶愤。沖程式發(fā)動機與汽車發(fā)動機的原理類似淑倾,氣缸中的爆燃推動活塞做工,完成四個吸氣-壓縮-做工-排氣四個沖程征椒。性能體現(xiàn)在輸出軸的功率娇哆。通過輸出軸帶動螺漿,產生向后的氣流勃救,為飛機提供動力碍讨。噴氣式發(fā)動機使用壓氣機吸入氣流并壓縮,在燃燒室與氣化后的燃油混合后爆燃蒙秒,產生高溫高壓的燃氣勃黍,推動后面的燃氣輪機做工驅動壓氣機,然后直接向后噴射晕讲,驅動飛機覆获。以噴射提供的推力衡量性能。Stanley Hooker先后經歷Merlin瓢省、Nene弄息、Proteus、Olympus勤婚、Orpheus摹量、Pegasus、RB211等多種型號發(fā)動機的研發(fā)工作馒胆。涵蓋沖程式發(fā)動機與噴氣式發(fā)動機缨称。他的職業(yè)發(fā)展見證了產業(yè)的發(fā)展史,何其有幸祝迂!

Hooker的自傳透露著工程師的底色睦尽,這本書沒有引人入勝的故事,而是通過一型又一型發(fā)動機的研發(fā)工作串接而成液兽。文字間充斥著各種參數(shù)骂删,術語,設計問題與解決方案四啰。一般人要想完全理解這些問題宁玫,必須有相關的職業(yè)背景。雖然我已離開航空發(fā)動機領域柑晒,但曾經的研究經歷讓我讀這本書感覺非常親切欧瘪。他所說的每一個術語都是我過去常常使用的,每一個問題都有對應的論文匙赞。我甚至還為一開始的問題竟會如此簡單而發(fā)笑佛掖。同時妖碉,我也有些難過。航空工業(yè)曾經也是那樣的輝煌芥被,聚攏著社會中最優(yōu)秀的數(shù)學家欧宜,工程師,研究員拴魄,管理人員冗茸。政府和社會的需求是那么強烈,大大小小的公司活躍在市場上匹中,不同型號的發(fā)動機飛翔于藍天夏漱。但是現(xiàn)在這一切都已經結束。全世界可以生產大型噴氣式發(fā)動機的公司只有RR顶捷,普惠挂绰、通用幾家,大飛機生產商也只有空客與波音服赎。如今的發(fā)動機工作參數(shù)逼近材料的服役極限葵蒂,還有沒有可以前進的空間呢?上個世紀70年代是50K LBS的推力专肪。本世紀初達到100K LBS推力刹勃,已經有十年的時間沒有重大的突破。而50年代到70年代嚎尤,僅僅二十年的時間里推力從1K到50K荔仁,型號每隔三年換一次。發(fā)展速度以可見的速率在衰減芽死。

航空發(fā)動機只是人類產業(yè)發(fā)展的一個縮影乏梁。除此以外,數(shù)控機床关贵、化工產業(yè)遇骑、通信產業(yè)都印證了一個共同的趨勢——產業(yè)不會永遠發(fā)展。它就像一天的太陽揖曾,經歷過絢麗的朝陽落萎,迎來寂寥的晚霞,最終留下臻于完美的產品沉寂于人類的歷史中炭剪。最近比亞迪公司宣布停止燃油車的生產练链,伴隨人類三百年的燃油汽車將會迎來它的夜空。電動汽車將會如日中天奴拦。產業(yè)有自身發(fā)展的規(guī)律媒鼓,這一點對于青年人擇業(yè)至關重要。一定要選擇朝陽產業(yè),并掌握其中的核心技術绿鸣。一個人只能乘勢疚沐,而不能造勢。Hooker年輕時工作生活非常順利潮模,即使在戰(zhàn)爭年代仍能保證其優(yōu)渥的生活條件亮蛔,退休之后受到女王的嘉獎。這一切自然是Hooker努力的結果再登,但是如果Hooker加入的是汽車制造業(yè)而不是航空制造業(yè)尔邓,還會有這樣的結果嗎晾剖?應該很難吧锉矢。

風口中的行業(yè)意味著你的同事都是這個社會中最聰明的一批人,你將會面對巨大的競爭壓力齿尽。同時也意味著你們具有高于社會均值的起點與較多的上升通道沽损。這一切都是令人激動。首先要有跑道循头,才能談訓練技巧绵估。如果連參賽資格都沒有,其他又有什么意義呢卡骂?掌握核心技術是從中脫穎而出的關鍵国裳。核心技術不是一兩個竅門,而是扎實的學術功底與實踐經驗全跨。Hooker在書中多次展示這種能力缝左。入職之處就通過熱力學的驗算解決了渦輪增壓的問題,通過簡單的驗算得到飛機的最大飛行高度浓若。出任Rolls-Royce董事會成員后渺杉,根據(jù)長期的實踐經驗很快就能找到陷入僵局的產品問題,短期將公司內轉危為安挪钓!這一切都令我羨慕不已是越。這正是我所渴望的,成為一名優(yōu)秀的工程師碌上,能夠一針見血地指出問題并解決問題倚评!

錢學森先生曾經發(fā)出世紀之問,“為什么我們的學辛笥瑁總是培養(yǎng)不出杰出人才”天梧。我覺得這個問題很快就會有答案了。從Hooker個人的發(fā)展經歷來看吗蚌,我并不覺得我曾經的同學們比他差腿倚。我的同學們也都才思敏捷,對流體力學興趣盎然,擁有實際解決問題的能力敷燎。但是在中國沒有這樣的產業(yè)支撐他們的發(fā)展暂筝,為他們提供一展抱負的空間!上世紀40年代的航空工業(yè)能夠為Hooker在戰(zhàn)爭年代提供優(yōu)渥的生活保證硬贯!但是現(xiàn)在中國的航空航天產業(yè)卻不能讓我的同學在工作的城市買一套房子焕襟!他們中大多都進入了其他的行業(yè),少數(shù)留了下來默默努力饭豹。即使同樣努力鸵赖,Hooker當年研制10K LBS以上的發(fā)動機就是突破性成就,足以獲得近乎暴利的市場回報拄衰。但是現(xiàn)在中國商發(fā)研發(fā)的CJ1000型發(fā)動機它褪,首次研制就突破了30K LBS推力!但是我們仍與美國有三十年的差距翘悉,商發(fā)必須通過政府對國內航空公司的行政指令才能拿到不多的訂單茫打。超額回報想都不敢想!

航發(fā)對于國外是夕陽產業(yè)妖混,對于國內是補短板產業(yè)老赤。產業(yè)的天花板是很低的,回報是受限的制市。如果想尋求暴利就要進入無人區(qū)抬旺,尋找新的風口!AI祥楣,無人駕駛开财,云計算是未來十年的新風口。再往后荣堰,可控式核聚變床未,量子通信與計算,民用大型航天器將成為繼信息產業(yè)之后下一個百年的風口振坚。

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