高速飛行中的黑鳥

黑鳥的胞兄~高速攔截戰(zhàn)斗機

近幾日，一則沈飛戰(zhàn)斗機公司的所謂“文墨”精度引起了熱議的同時，非議頗多，把匠人的嚴謹認真的態(tài)度說成“文墨”精度，似乎帶有一些嘲諷，0.00068這種精確度果真難以達到嗎？其實各位看官還是忽略掉了非常多情況，除了一般機械幾何尺寸精度外，還有熱對稱、溫度控制精度、熱力膨脹均勻性的一致性、零件重量的精確度等等……

以美軍已經(jīng)退役的黑鳥偵察機為例，該飛機一般飛行速度為3倍音速，高度為3萬米，但是在緊急情況下卻也能飛到3.6倍音速和3.6萬米的高度，稱為雙3.6，在3倍音速的狀態(tài)下，該機機體不僅在機體強度上面臨著巨大的挑戰(zhàn)，而且機身的蒙皮在高速汽流的沖擊下，溫度非常之高，雖然鈦合金比強度高，耐腐蝕也耐高溫，但是外部蒙皮也會非常大的膨脹，黑鳥飛機在高速飛行落地后機體總長還有比較大的增加，為了克服高速飛行所帶來的膨脹問題，在黑鳥的機體的一些部位采取了向外凸起的鄒紋富余蒙皮的工藝，因為沒有富余的外凸蒙皮，在高速飛行下，一旦蒙皮膨脹導(dǎo)致開裂，飛機機體就會解體，只是這種富余的外凸蒙皮工藝的材料膨脹系數(shù)要恰到好處，蒙皮外凸過多阻力也會增大，過小也會起不到防上蒙皮開裂的效果，非常難以把握！

以上是小涵道比渦扇發(fā)動機示意圖

大涵道比發(fā)動機示意圖

現(xiàn)代戰(zhàn)斗機用的是小涵道比渦扇發(fā)動機，而民航飛機大多采用的是大涵道比渦扇發(fā)動機，一眼望去就像各種不同用途的葉片組成的機器，葉片分為壓汽機葉片、導(dǎo)流葉片、靜止葉片、燃燒室后渦輪做功葉片等……這些葉片大多是由曲面組成的，加工工藝復(fù)雜，不僅幾何機械盡寸要求嚴格，而且對葉片的整體重量也是極為嚴格，每片葉片在完成加工后還必須進行精確稱重記錄，這些葉片在裝配時，都盡量按重量一致性逐級裝配的（其實葉片的加工工藝極為復(fù)雜；精鑄、熱處埋、研磨、電鍍涂層防腐蝕處埋等）機械加工的幾何精度還能夠好保證，但是葉片重量的一致性還是難以保證的，所以，在裝配的時候，要按照葉片的精確重量來裝配，把重量相差極小的葉片裝配在同一級上，以盡量保證葉片在高速運轉(zhuǎn)中的動平衡和振動幅度，如果把葉片重量相差較大的的裝配在同一級上的話，不僅無法保證運轉(zhuǎn)的動平衡，還會加大振動幅度從而無法保持運轉(zhuǎn)的平順性，而對于高速高溫運轉(zhuǎn)中的各級葉片組而言，在高溫下，高壓壓汽機和高壓渦輪在高溫運轉(zhuǎn)下的熱膨脹性的一致性也是致關(guān)重要的，其實葉片材料的熱膨脹性的和加工工藝的異常復(fù)雜，這些東西其實比零件單一的幾何尺寸的精度的難度復(fù)雜的不是一星半點，難的是綜合性的，不單是指零件的幾何尺寸的保證！這也是像英國羅羅公司的大涵道比發(fā)動機要花兩年多的時間來進行精確調(diào)試的原因之一！注意所有的渦扇發(fā)動機都是由人工一點一點地進行精確裝配的，任何自動化的機器只能起輔助作用！

另外，在一些高精度的機床中，不僅機床的導(dǎo)軌、絲杠、主軸等要求嚴格，在機床設(shè)計時，機床結(jié)構(gòu)也要采取熱對稱設(shè)計和絲扛導(dǎo)軌也要進行溫度補償和精確控制！因為再高的零部件盡寸精度在機床長時間的運轉(zhuǎn)下，機床結(jié)構(gòu)也會變形，必須采取熱對稱設(shè)計！只有光刻機各系統(tǒng)的零部件的不僅幾何尺寸的精確度要求最為嚴柯，而且對于整體的溫度控制的要求最高，其溫度的控制精度要在0.00025“三至四個零之后”，其恒溫、尺寸精度、超高的潔凈度已經(jīng)達到了目前人類的極限了！其尺寸、溫度、潔凈度、振動等的控制要求都已經(jīng)達到和接近到了原子級別了bvty寶威VIP！而最難的是要把這些零部件都組裝調(diào)試到一起是一件非常麻煩的事情！