航空发动机制造为什么这么难？

航空发动机的原理如此简洁，吸气-压缩-混合点燃-喷出，小学生都能懂。可是为什么实际研发和生产的时候如此的困难，世界上只有美国英国俄罗斯做得出靠谱的航空发动机，这里的难点在哪里，是材料？内部管子设计？还是什么原因？

 理论研究却能提高航发的效率，二者都是相辅相承，航发的工作原理确实就是一个热力学过程，但是这一个过程中有上百个其他过程，需要大国之力几十年的的数据积累，设计实验找数据这就是一个无尽艰巨的任务了。然而航空发动机被誉为工业皇冠却不是自己吹出来的。

挑最极端的部件说，限制航发批量生产的主要原因在制造工艺和整体工业大环境。热力学流程图画一画，再加些理想条件算个数，看上去不是很难，一看高压涡轮那儿的温度2500K, 乍一看也就那样，比天体物理动不动几亿上兆的能量差远了。但是这是材料科学多年来最头疼的问题，高压涡轮，几个瓷碗大的部件大约占发动机制造成本的百分之二十，工作温度超过了任意，任意材料的熔点。为什么它厉害？为了保证材料温度低于熔点，高压涡轮叶片必须处在一个动态平衡中，就是导入热量与导出热量的大小和方向都有严格要求，其材料是少数国家有量产能力的镍基超合金，晶胞已经很复杂，为了控制导热方向，航发公司需要将整个结构制成单晶体，方向一致。制成一块规则形状的已经无比复杂，但为了控制温度还不够，一般涡轮叶片就做模具做出样子就好，但航发高压涡轮的结构是空心的，复杂的曲面上布满散热孔，才能让其在浸没在超高温流体的工作状态下不至于融化。外表面还要仰仗陶瓷复合材料涂层绝热。通俗类比一下就是，这儿有一块冰，得让它在高压水蒸气中运行几千小时。特别是，不是做出来一个就完了，整体产业链的品控要很高才能让产品具有经济价值，倾举国之力做几万个试验品，可能做出来了一个，但成本比洋大人坐地起价技术垄断赚得盆满钵满的价格还高，这个产业是难以存活的。况且，这几万次可能都不够的失败是几乎难以避免的实验过程，实验数据非常宝贵，这个成本几乎是难以逃避的。

这么多年都在说航空特别是民航缺少中国心。还真不是画画热力学“理想状态” 两条竖线一条曲线，就能造出来的。