? ? ? ?噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)是地球上最復(fù)雜的技術(shù)之一。實(shí)際上制造飛機(jī)的公司實(shí)際上并不是自己制造的。他們將這項(xiàng)工作外包給全球僅有的幾家企業(yè) - 主要是美國(guó)通用電氣和普惠公司，以及英國(guó)的勞斯萊斯控股。在研發(fā)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)工程師正在努力采用古老的科學(xué)技術(shù)，使噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)工作，并構(gòu)建更輕便，更節(jié)能，更持久的設(shè)計(jì)。
? ? ? ? 通用電氣全球研究中心總經(jīng)理安東尼?迪恩（Anthony Dean）在紐約的尼斯卡尤那（Niskayuna），為我們提供了一個(gè)關(guān)于公司如何重新思考一種基礎(chǔ)科學(xué)未升級(jí)的技術(shù)， 50年這包括保存每臺(tái)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)GE制造的“數(shù)字雙胞胎”的記錄，以便在空氣中保持其在地面上的表現(xiàn)。
? ? ? ? 噴氣發(fā)動(dòng)機(jī) - 從飛機(jī)機(jī)翼懸掛并提供動(dòng)力和推進(jìn)力的長(zhǎng)方形物體 - 只需要三個(gè)基本要素：空氣，燃料和火花。當(dāng)然比這更復(fù)雜了。特別是當(dāng)現(xiàn)代發(fā)展（如環(huán)境法規(guī)和聲條例）要求每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)盡可能的小，盡可能安靜，并盡可能節(jié)省燃油。很容易構(gòu)建一個(gè)巨大的發(fā)動(dòng)機(jī)。但是，根據(jù)現(xiàn)代要求的細(xì)節(jié)來(lái)構(gòu)建挑戰(zhàn)。
? ? ? ? ? 每個(gè)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的基本設(shè)計(jì)如下：連續(xù)有四個(gè)模塊。在第一個(gè)模塊中，風(fēng)扇產(chǎn)生一個(gè)分為兩個(gè)的空氣流。一個(gè)流進(jìn)入第二個(gè)模塊。第二個(gè)流繞過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部，并向后推出，以幫助推動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。這包括他們制造的每個(gè)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的“數(shù)字雙胞胎”，以便它們能在空中保持其在地面上的表現(xiàn)。
在第二模塊中，空氣壓縮機(jī)吸入空氣并將其置于高壓下，這會(huì)縮小空氣的體積，并允許發(fā)動(dòng)機(jī)更?。ㄒ?yàn)閴嚎s空氣占用更少的空間）。第三個(gè)模塊是發(fā)生燃燒的地方。燃料噴射燃料與壓縮空氣結(jié)合，用火花點(diǎn)燃以產(chǎn)生熱量（基本上在龍卷風(fēng)中照亮一個(gè)匹配），這大大擴(kuò)大了壓縮空氣?，F(xiàn)在已經(jīng)擴(kuò)大了3倍的加熱空氣然后被迫進(jìn)入包含渦輪機(jī)的第四個(gè)模塊中?？焖僖苿?dòng)的空氣旋轉(zhuǎn)渦輪，其通過(guò)軸連接到第一模塊中的風(fēng)扇，從而完成使發(fā)動(dòng)機(jī)自身的電路。將渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的快速移動(dòng)的擴(kuò)張空氣從發(fā)動(dòng)機(jī)的后部射出也有助于推進(jìn)。
? ? ? ?噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)中最困難的部分之一就是確定如何保持所有部件的運(yùn)轉(zhuǎn)，盡管它們暴露于極高的溫度。整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的許多旋轉(zhuǎn)葉片，例如旋轉(zhuǎn)以保持空氣的移動(dòng)，可以暴露在高達(dá)3,000華氏度的高溫下燃燒的氣體。這是特別有挑戰(zhàn)性的，因?yàn)榇蠖鄶?shù)金屬在大約2000到2500度之間熔化。Dean說(shuō)：“我的氣流比金屬的熔點(diǎn)高500度?！彼f(shuō)，這就像在500度溫度下冰凍冰凍。他的團(tuán)隊(duì)采用的一個(gè)解決方案是使用特殊的陶瓷來(lái)覆蓋每個(gè)部件，該陶瓷可以承受比金屬更高的溫度。但是，Dean說(shuō)，陶瓷是脆弱的。所以如果你有一個(gè)可以承受高溫的咖啡杯，“咖啡杯不會(huì)融化，但如果放下，它就會(huì)破裂，”他說(shuō)。噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的部件不僅暴露在高溫下，而且它們?cè)诟咚僖苿?dòng)時(shí)也受到極端的應(yīng)變和壓力。因此，GE材料科學(xué)家開(kāi)發(fā)了陶瓷基復(fù)合材料（CMC），其結(jié)構(gòu)類(lèi)似于玻璃纖維，與金屬一樣堅(jiān)固，但更輕，更能夠耐高溫。
? ? ? ?為了使渦輪機(jī)葉片更有能力承受高溫并盡可能長(zhǎng)的時(shí)間，工程師們也重新設(shè)計(jì)了它們的設(shè)計(jì)。它們不是簡(jiǎn)單平坦，光滑的刀片。相反，它們被覆蓋在一系列小洞中。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)，空氣被迫穿過(guò)每個(gè)孔，并創(chuàng)建一個(gè)覆蓋刀片的毯子。渦輪機(jī)葉片周?chē)臍饽冶劝l(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部的空氣更冷，這樣可以保護(hù)它們免受極端的高溫影響，并使其壽命更長(zhǎng)。Dean說(shuō)：“現(xiàn)在所有人都在做這件事情?！?“這是使每個(gè)公司在秘密醬汁方面不同的事情之一。如何獲得良好的發(fā)動(dòng)機(jī)？你做好冷卻和材料的工作。
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