走進勞斯萊斯的製造工廠，探秘飛機發動機的製造過程，它是勞斯萊斯皇冠上的明珠

航空發動機的製造是一件極其精密的工程 這裏就是勞斯萊斯發動機的製造工廠 從他們推出套件開始製作第一個內部模塊 一直到發動機發貨只需要20天 其中風扇葉片提供發動機75%的推力 它在全油門時每秒轉移約1.2噸空氣 今天就一起走進勞斯萊斯工廠 從發動機風扇葉片的製造到各種精密部件的形成 再到發動機的完全組裝完成 一睹這一令人驚歎的工程奇蹟 所有的一切都是靠純手工組裝完成 並且完成數千個小時的測試環節 最終將飛機送上藍天白雲 因此也讓勞斯萊斯發動機成爲世界上飛行效率最高的發動機 這是一架波音787夢想客機 它旨在成爲有史以來最省油的大型噴氣式飛機 被譽爲航空旅行的未來 經過多年的開發 這架飛機終於在2009年準備好進行首次飛行 這對於波音公司十年來的首架新客機來說 也是決定成敗的關鍵時刻 此時位於德比的辦公室裏 衆多的工程師圍在一起通過網絡觀看現場直播 沒有人比他們更提心吊膽 因爲這款飛機搭載的開創性噴氣發動機 正是這些工程師設計並製造 它使用的技術將爲每架飛機每年節省300萬英鎊的燃料 這款勞斯萊斯發動機 也號稱是世界上最環保最清潔的發動機 該發動機包括一些世界上最先進的航空技術 勞斯萊斯噴氣發動機 是在英國各地最先進的工廠製造的 訂單價值超過400億英鎊 錦鳴航發動機就僱傭了大約11000名員工來建造它們 每36小時就必須有一臺新發動機下線 勞斯萊斯的主要裝配工廠佔地120萬平方米 這就是位於德比西南角的工廠建築羣 100年來 這座城市一直是勞斯萊斯的故鄉 對於居住在這裏的很多人來說 勞斯萊斯就是他們工作和生活的一部分 因爲絕大多數人的生活都是圍繞着這家工廠 很多人在勞斯萊斯工作了大半輩子 這裏就像他們的家族企業 他們的技術父傳子子傳孫 一家老小都在這裏任職 衆所周知 勞斯萊斯曾經以豪車而舉世聞名 但這一切都結束於上世紀70年代初 今天的勞斯萊斯汽車實際上是由寶馬製造的 該公司的真正遺產卻是飛機發動機 它們爲世界上一些最具標誌性的飛機提供動力 來自第二次世界大戰的戰鬥機和鑰匙噴氣式飛機 以及備受喜愛的協和飛機 直到今天 勞斯萊斯一直爲直升機 公務機和軍用飛機提供動力 甚至大型船隻 其中的明星產品是開創性的傳達噴氣發動機系列 包括用於波音夢想飛機的傳達1000 所有的傳達發動機都是爲大型寬體客機設計的 比如波音777和著名的空中客車 但這款用於空客330的發動機是最暢銷的一款 這就是傳達700 十幾年來它已累計飛行1300萬個小時 每臺傳達發動機至少重達5噸 世界上只有兩家公司能夠製造出如此出色的發動機 那就是英國的勞斯萊斯和美國的通用電器 有趣的是所有最新的新技術飛機 都會選擇勞斯萊斯發動機爲首飛提供動力 傳達700攜帶242噸的有效載荷 它就像一件美麗的藝術品 但是起初對於普及這款發動機 也是工廠面臨的最大挑戰 由於被訂購了400臺新發動機 它們每週必須至少生產4臺 這裏也是世界上最複雜的發動機生產線之一 每一臺傳達引擎都是由模塊構建而成 由8個獨立的部分在裝配線上組裝在一起 但是每個模塊都是由成千上萬的組件組成 一切都要從這個龐大的零件倉庫開始 工作人員需要將每個發動機零件按時交付到裝配線 甚至小到一枚螺母 這裏的每一個小盒子裏的東西價值都不低於1000英鎊 整個發動機控制管理單元的配件價值就高達75萬英鎊 貨架上整體存放有價值2億英鎊的庫存 來到扇葉的生產工廠 原材料每天到場後 工人需要操作機器將這塊高級鈦石心板 最終轉化爲高性能的風扇葉片 風扇葉片提供發動機推力的75% 它每秒轉移約1.2噸空氣 當它處於全油門時 葉片上大約是90噸的離心負載 這就像將13輛雙層巴士掛在20個葉片上 巨大的風扇是現代大型發動機與老式渦輪 噴氣發動機的區別 老式的發動機前面沒有風扇 完全依靠噴射廢氣將飛機向前推進 比螺旋槳要快 不過效率低且噪音很大 但是在渦輪風扇中 就像傳達發動機這種 能量收集排氣儀轉動前面的巨大風扇葉片 從而推動大量冷空氣靜靜地環繞着發動機的兩側 這就是推動飛機前進的原因 原來的葉片曾是實心的 但爲了獲得更好的性能 並減輕發動機的重量 傳達700發動機的葉片被設計成中空的 每一片風扇葉片都價值一輛普通的家用汽車 首先將三片鈦合金金屬粘在一起 形成更加加固的合金 整個粘合的過程是工廠的機密 攝像機無法記錄製造過程 當三層鈦合金結合在一起後 整個葉片像氣球一樣膨脹並拉着延伸 穿過空腔的內層就像披薩片之間的奶酪 從而留下超輕超強的內部結構 但是在此之前 點評的鈦合金複合層必須被加熱並充氣 使其扭曲成型 工人需要穿上隔熱服全服武裝 緊接着一個耐熱管將葉片連接到高壓氣源 但僅靠氣體不足以使葉片膨脹起來 整個組件還必須在嚴格保密的臨界溫度下裝入熔爐 30秒後工人必須遠離熔爐 因爲周圍的溫度足以將人烤壞 氣體需要4.5個小時才能將葉片 接下來就是冷卻環節 儘管工程非常精密 但沒有兩個成品葉片完全相同 每個風扇有20片葉片 只有在葉片完美平衡的情況下 它才能平穩地旋轉 因此每一片都需經過精確的測量和稱量 完成以後就可以送到組裝工廠進行安裝了 在這裏每週有多達150片葉片出廠 人人不斷地保證勞斯萊斯發動機的生產進程 勞斯萊斯是一家全球性公司 飛機發動機的某些部件 也是在國外工廠製造和組裝的 這裏就是勞斯萊斯渦輪機的採購部 它們也需要從世界各地採購零件 而並非全部自己獨家生產 相信這在全球任何一家大型企業 都無法做到獨自生產製造 其中最大的一個模塊 組建在距離勞斯萊斯工廠 僅80公里的一家專業工廠生產 這裏就是製造發動機風扇葉片的大型保護殼 也稱爲風扇盒 它的主要功能是將空氣引導到發動機的主核心 並提供一個遏制系統 當斷件最初建造時重達5噸 完成後的重量僅有500公斤 所以必須將其加工到非常精細的工叉 壁厚約爲2.5毫米 一共需要經過40道工序 其中最長的工序需要90個小時才能完成 被洗削下來的鋼屑也不會浪費 每一片珍貴的材料都被收集起來 並被回收以製造更多的組件 這裏一共有140多名工程師 他們中有技術專家 有負責基本機工技能的操作工作 比如車銷和焊接金屬 其中最有經驗的焊接小能手就是威爾遜 他的工作是固定一圈鈦合金葉片 將空氣順暢地引導到發動機中 這是一種高度專業化的焊接形式 他在這工作22年了 幾乎所有的發動機葉片都經過他的手來焊接 這項工作的每個焊縫都將進行X光檢查 任何缺陷瑕疵都將被取出並重新修復 威爾遜和他的兒子一起在這裏共事 整個工廠有一半以上的家庭都是在一起工作 這就是勞斯萊斯的傳統 每個人都將這裏視爲自己的大家庭 他們有着高度的責任心 每臺發動機的核心是一個由96個渦輪葉片組成的環 這是整個引擎中最令人驚歎的組件 噴氣發動機通過將空氣吸入核心 並通過多個壓縮機來工作 壓縮到其體積的50% 這種空氣被迫燃燒 它在燃燒室中與燃料一起爆炸 產生兇猛的氣體噴射 它們旋轉得如此之快 以至於每個葉片都能提供與一級方程式發動機相同的馬力 這些由96個渦輪葉片組成的發動機核心 其製造過程更是精密 葉片始終工作於惡劣的環境中 它必須以每分鐘約1萬轉的速度旋轉 相當於130公里每小時的速度運行 該組件本身在合金龍點以上300度的溫度下工作 相當於1700攝氏度 所以它們必須被設計成不會融化 勞斯萊斯的設計師使用計算機建模以設計具有精確圖案的葉片 並且在葉片內部放置了一個冷卻系統 該冷卻系統帶走的能量相當於在20秒內將水壺煮沸的能量相同 但即使有冷卻孔 普通金屬也不行 所以這時就需要用到材料研究室 他們在這裏創造出完全符合設計師要求的物理和化學質量的新金屬材料 使用電子顯微鏡 材料科學家可以精確分析微觀結構合金 檢查晶體結構和金屬混合物是否完全符合預期 即使是精細平衡的合金配方也不是渦輪葉片中最先進的技術 爲了將金屬鑄造成複雜的形狀 他們使用了一種獨特的工藝 這又是一個非常嚴密的祕密 葉片是通過將金屬單晶生長成正確的形狀製成的 它始於一個複雜的手工製作的刀片模型 其祕密部分是熔融金屬冷卻的方式 通過模具底部的螺旋管 管子阻止除了一個固體金屬晶體之外的所有晶體通過 允許該單晶在整個模具中生長 一旦成型後每一個葉片都經過反覆的徹底檢查 接下來每片葉片還要經過4天的精密加工 而且由於對葉片的特殊要求 它的尺寸必須精確到頭髮寬度的十分之一以內 但創新是一項有風險的業務 設計並製造新型發動機的巨大投入幾乎讓勞斯萊斯公司倒下 當裝配勞斯萊斯發動機的洛克希德三星客機獲得巨大的成功後 從此發動機成爲勞斯萊斯皇冠上的明珠 直到今天 傳達仍然作爲整個大型噴氣發動機系列的基本設計 該引擎幫助他們從小企業成長爲全球競爭對手 並安裝到超過一半的客機身上 新訂單的價值超過400億英鎊 這裏就是勞斯萊斯的發動機組裝工廠 德比工廠的核心就是所有傳達發動機的主要裝配線 生產線必須像發條一樣運行 從一開始就進行每個構建組件完成發動機組裝 在這裏一臺發動機從製造第一個內部模塊開始到出廠 只需要短短的20天 首先從組裝最大和最複雜的模塊開始 數以百計的精密葉片全部手工裝配 4天后發動機的凱弗拉爾包裹履制風扇罩的工作開始了 超過4000多個控制單元和傳動部件被安裝接線 這些也全部由人工手動完成 與此同時另一組人將引擎的8個獨立模塊裝配在一起 每一個模塊都完美的貼合 緊接着安上緊固螺絲 每個螺絲都調整到精確的扭矩 在整個偶合操作的過程中不能有任何磕碰 否則需要反攻噴漆 接下來就是安裝巨大的風扇葉片 僅一片的扇葉價值就抵得上一輛家用轎車 至此整個風扇部件被安裝完成 現在將發動機組吊到一邊 接下來將其橫着吊起 兩噸貴金屬在離地面僅幾英尺的地方擺動 引擎已經爲最後兩個最大的模塊做好了準備 這就是與風扇模塊進行連接 經過兩週的組裝 每臺完成的發動機都配備了巨大的空氣動力學管道 並慢慢運到工廠專門建造的飛行測試中心 在這裏它將在最惡劣的模擬飛行條件下進行運轉測試 工程師監測它的震動、旋轉速度和溫度等數據 以確保一切正常運行 這只是最初步的測試 在正式交付前還有更加具有挑戰性的測試 在這裏它們要進行數千個小時的測試以證明發動機是適航的 針對每個最新設計可能需要兩年的測試時間 其中包括在氣溫低至零下40度的條件下冷啓動 以及沖水測試 它們以每小時3萬加侖的速度注水 發動機不可損失推力 這項測試需要證明它可以應對雨水和冰雹 並且壓縮機可以應對通過發動機的水量 此外還有撞擊測試 以最大起飛速度從圓盤上射出並射入風扇外殼 這種測試非常昂貴 但是必須要保證引擎的絕對安全 測試完成後這臺引擎也就宣告報廢 只有像這樣犧牲整個發動機 它們才能確定風扇箱確實發揮了作用 直到一切數據都沒有問題以後 發動機才能交付給客戶 好了今天的視頻就到這裏結束了 如果您喜歡此類視頻 歡迎點贊訂閱頻道 咱們下期再見