這個(gè)問題涉及的航空工程研發(fā)領(lǐng)域，外行人可能對其存在于一定的不解之處，老鷹航空針對這個(gè)題目從下面幾個(gè)方面來回答一下吧：

1、計(jì)算機(jī)仿真模擬計(jì)算對航空工程問題的幫助程度；

計(jì)算機(jī)技術(shù)從上個(gè)世紀(jì)六十年代開始就已經(jīng)深入到航空工程應(yīng)用中了，從最初的簡單工程計(jì)算，發(fā)展到現(xiàn)在的大規(guī)模集成化虛擬設(shè)計(jì)系統(tǒng)已經(jīng)取得了相當(dāng)大的進(jìn)步�，F(xiàn)在歐美和國內(nèi)的主力研究單位全部都是采用無紙化設(shè)計(jì)模式進(jìn)行，不過這里所強(qiáng)調(diào)的虛擬化設(shè)計(jì)主要集中在總體設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等方面，常見的軟件就是CATIA（法國達(dá)索公司研發(fā)）。

而在設(shè)計(jì)計(jì)算領(lǐng)域就表現(xiàn)出各種專業(yè)的復(fù)雜性了，以飛機(jī)氣動(dòng)流場和發(fā)動(dòng)機(jī)流場仿真計(jì)算為例，主要使用Fluent、CFX、ICEM等專業(yè)軟件進(jìn)行前處理、解算、后處理等，工程量非常大，往往需要?jiǎng)佑么笮陀?jì)算機(jī)進(jìn)行大規(guī)模長時(shí)間的并行計(jì)算，才能得到一些數(shù)據(jù)，之后還需要對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，才是能進(jìn)入設(shè)計(jì)報(bào)告里面的參數(shù)。

在沒有計(jì)算機(jī)和軟件的時(shí)代，那么這些數(shù)據(jù)的得到只能依靠各種試驗(yàn)或者試飛采集數(shù)據(jù)了。所以計(jì)算機(jī)和工程軟件的介入大幅壓縮了設(shè)計(jì)周期和降低了成本。

2、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的當(dāng)前缺陷；

計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)不是萬能的，截至目前也沒法取代試驗(yàn)，而且在更多的情況下總設(shè)計(jì)師們還是更相信試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

之所以形成這樣的現(xiàn)象，主要是因?yàn)楫?dāng)前計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)并不是一種智能技術(shù)，而是一種高性能的計(jì)算技術(shù)，其基于的原理還是各個(gè)專業(yè)領(lǐng)域背后的理論方程——各種復(fù)雜的偏微分方程組。目前所有比較現(xiàn)實(shí)有效的求解方法都是對這些方程的一種簡化，基于特定模型的假設(shè)，并且需要一定的邊界條件，這樣計(jì)算出來的結(jié)果與理論值是有一定誤差的。特定情況下，誤差還會(huì)比較大。

舉一個(gè)例子，計(jì)算流體力學(xué)可以對飛機(jī)進(jìn)行外流場仿真計(jì)算，計(jì)算升力的時(shí)候還比較準(zhǔn)確，但是計(jì)算阻力的時(shí)候誤差就比較大了，因此必須要進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)來確定。

單純的依靠仿真是沒有意義的，仿真技術(shù)和試驗(yàn)相結(jié)合才是最有效的工程設(shè)計(jì)方法。

3、航空發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)的意義；

回到航空發(fā)動(dòng)機(jī)的問題上來，發(fā)動(dòng)機(jī)的工作狀態(tài)和環(huán)境要比飛機(jī)的外流場復(fù)雜很多，不僅有氣流的壓縮流動(dòng)問題，還有氣動(dòng)熱、燃燒和多相流問題，同時(shí)還要涉及到材料疲勞、損傷等，可以說是一個(gè)多學(xué)科集成設(shè)計(jì)的問題，面對這樣的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，計(jì)算機(jī)仿真的準(zhǔn)確度和可靠性還是差得多，因此必須要通過試驗(yàn)測試方式進(jìn)行，這就非常耗時(shí)耗錢了。

所以說，從這一點(diǎn)就可以看出，航空工業(yè)是一個(gè)國家的工業(yè)王冠，而航空發(fā)動(dòng)機(jī)則是這個(gè)王冠上的寶石。

——問題就回答到這里了——

對航空感興趣的朋友不妨來關(guān)注“老鷹航空”吧。

（圖片來自互聯(lián)網(wǎng)公開圖片，如侵則刪。）

航空的發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)難度幾乎在高科技領(lǐng)域算是排名非�？壳暗模�涉及到領(lǐng)域之廣泛也是非常罕見的，涉及到工程系統(tǒng)，氣動(dòng)熱力學(xué)，燃燒學(xué)，結(jié)構(gòu)力學(xué)，控制理論等領(lǐng)域還需要在高溫高壓高轉(zhuǎn)速高負(fù)荷的環(huán)境下測試還要滿足各種苛刻的條件。就難最簡單的溫度控制技術(shù)就已經(jīng)讓很多的專家的頭疼不已，由于高溫很容易達(dá)到1000-2000度，但普通的耐高溫的材料只能承受到1000多度，這個(gè)時(shí)候就需要加入極強(qiáng)的冷卻系統(tǒng)，如果稍微不慎可能就會(huì)導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)崩潰，而且這種錯(cuò)誤概率還要降低到零的程度。

所以講一個(gè)院士提到的發(fā)動(dòng)機(jī)測試需要一年的時(shí)間在業(yè)內(nèi)已經(jīng)算是正常的水準(zhǔn)了，研制一個(gè)全新設(shè)計(jì)的發(fā)動(dòng)機(jī)需要至少20年，要比研制新一代的飛機(jī)要長一倍以上的時(shí)間，設(shè)計(jì)階段可能時(shí)間不是很長如何在復(fù)雜的條件下驗(yàn)證這是周期長最關(guān)鍵的因素，雖然計(jì)算機(jī)時(shí)代已經(jīng)能夠提升數(shù)據(jù)的運(yùn)算速度，并且還能利用很強(qiáng)的算法基礎(chǔ)模擬出各種數(shù)據(jù)試驗(yàn)場所，但有一點(diǎn)是不能忽略掉的，如何把這些復(fù)雜的場景轉(zhuǎn)化成計(jì)算數(shù)據(jù)模擬中，這個(gè)轉(zhuǎn)化過程相當(dāng)于構(gòu)建一套產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)了，這個(gè)時(shí)間也是非常漫長，之所以美國在新的戰(zhàn)機(jī)時(shí)代時(shí)間要更快速主要在于這一整套的工具體系已經(jīng)構(gòu)建成功了，在國內(nèi)這套體系還不是很完善。

而且國內(nèi)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)還是在參照國外的方面，在參照的基礎(chǔ)上進(jìn)行完善創(chuàng)新，這塊技術(shù)的轉(zhuǎn)化也是需要時(shí)間的，由于設(shè)計(jì)到的種類如何的繁多，而且在國內(nèi)頂級的工業(yè)基礎(chǔ)也不是非常完善，所以講測試和試驗(yàn)的時(shí)候時(shí)間就會(huì)延長，工業(yè)和人才基礎(chǔ)是一個(gè)國家高科技最強(qiáng)大的支撐，基礎(chǔ)底子雄厚一些在具備設(shè)計(jì)和測試的時(shí)間就會(huì)縮短，現(xiàn)在國內(nèi)航空發(fā)動(dòng)機(jī)剛剛解決有沒有的問題，所以很多產(chǎn)業(yè)鏈體系還不是很完善，正是因?yàn)槠洚a(chǎn)業(yè)的復(fù)雜性所以迄今為主擁有航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的國家少的可憐，背后需要強(qiáng)大的國家資金的支撐。

計(jì)算機(jī)的誕生讓純正的軟件類的設(shè)計(jì)有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，同時(shí)也帶動(dòng)了很多工業(yè)體系，但是在和工業(yè)體系接軌的過程中需要一個(gè)很長的緩沖帶，現(xiàn)在的芯片設(shè)計(jì)都是借助于工具軟件來設(shè)計(jì)開發(fā)，中間還需要一個(gè)軟件工具包的轉(zhuǎn)化，要把準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)真正能夠識(shí)別出來的語言，這個(gè)過程需要生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建過程，不是簡單的計(jì)算模擬那么簡單的事情，而且具備很多實(shí)際的場景只能重新設(shè)計(jì)，不像通用計(jì)算機(jī)的算法完成一次模式就能把規(guī)模體系給構(gòu)建出來，有些異常場景只能重新設(shè)計(jì)，所以計(jì)算機(jī)不是萬能的，很多模擬測試的場景都需要重新的設(shè)計(jì)開發(fā)。

由于技術(shù)門檻高為了提效果，所以國家在航空研究院的規(guī)劃規(guī)模也在不斷的提升，通過人員數(shù)量來縮短時(shí)間，最后還是落實(shí)到人的身上，科技強(qiáng)國的前提是背后教育體系的健全，歐美等國家之所以在很多尖端領(lǐng)域有著非常強(qiáng)大的積累也是基于多年的積累，特別是在國內(nèi)積累的階段，也是需要時(shí)間的，這點(diǎn)也是遵循科學(xué)依據(jù)的關(guān)鍵點(diǎn)，希望能幫到你。

我記得老郭以前啊說過一句話 要是我去找一個(gè)火箭專家討論燃料問題 我說他燃料不好得用煤 水洗煤還不 得用精煤 那樣才飛的快 就這樣說 那專家只要看我一眼他就是輸了

問這個(gè)問題的人，很定不是學(xué)理科的吧！要模擬首先得建模吧！要建模得要數(shù)據(jù)，問題來了，數(shù)據(jù)怎來？當(dāng)然是測試得來！

仿真模擬的基礎(chǔ)是在大量實(shí)際運(yùn)行的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上建模來實(shí)現(xiàn)的。沒有實(shí)際的數(shù)據(jù)就沒有支撐，仿真也就是空中樓閣。為了計(jì)算湍流還專門創(chuàng)造了混沌學(xué)理論，你覺得計(jì)算機(jī)仿真真的萬能了么，日本缺了實(shí)際的風(fēng)洞吹，哪怕材料技術(shù)再領(lǐng)先，也造不出大飛機(jī)，就是這個(gè)原因了

沒有大量的實(shí)際測試，沒有大量的數(shù)據(jù)，你怎么建立計(jì)算機(jī)仿真程序？你是不是認(rèn)為計(jì)算機(jī)的仿真軟件很簡單？

嗯，我就是開發(fā)軟件的，你讓我開發(fā)一個(gè)模擬器？行啊，給我數(shù)據(jù)。什么，你沒數(shù)據(jù)？沒數(shù)據(jù)我可亂模擬可啊，畢竟我也不知道當(dāng)溫度到達(dá)xxx的時(shí)候材料會(huì)怎么樣，我隨意填了，模擬出來結(jié)果不對你別說我軟件有bug

直白點(diǎn)就是模擬的數(shù)據(jù)不完善，不準(zhǔn)確，也就是說不準(zhǔn)確就有誤差，其實(shí)真正的原因就是計(jì)算機(jī)模擬是死的，但現(xiàn)實(shí)中很多是活的，模擬不出來，航發(fā)尤其是軍用航發(fā)一直是被卡脖子的軟肋，尤其是在近年來國產(chǎn)武器裝備已經(jīng)取得了一些突破的背景下，航發(fā)這塊短板就顯得愈加刺眼，吸引了國內(nèi)媒體和不少國人的注意力，媒體宣傳“工業(yè)之花”，國人關(guān)注四代機(jī)五代機(jī)，這些都進(jìn)一步把航發(fā)推向了人們的認(rèn)知神壇。

誠然，在芯片的一些領(lǐng)域我們同樣是被卡脖子的，但是還不像軍用航空動(dòng)力那樣能牽動(dòng)人的神經(jīng)，芯片領(lǐng)域“民用”、“可以拿錢買得到”的傳統(tǒng)觀點(diǎn)早已深入人心（盡管去年那些事情已經(jīng)說明了這些觀點(diǎn)的錯(cuò)誤性），所以關(guān)注度可能不夠，不及航發(fā)。計(jì)算機(jī)模擬，又不是真實(shí)驗(yàn)證，只是基于現(xiàn)有數(shù)據(jù)和理論的一種運(yùn)算，沒有足夠的理論邊界，沒有無數(shù)次實(shí)驗(yàn)后的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，你拿什么去模擬。不是仿真技術(shù)不行，是人一般都會(huì)被自己的思維局限，對自己未知的領(lǐng)域，認(rèn)為不行，別人的東西，為什么不可以學(xué)習(xí)？理解、消化、繼而再自己去掌握了，思想被制約才是真正的恐怖，文化的最主要作用是。在技術(shù)研究領(lǐng)域，由于多方面原因，從整體看，航發(fā)從業(yè)者的絕對數(shù)量、個(gè)人資質(zhì)、學(xué)歷層次、工程經(jīng)驗(yàn)還是比較落后的，絕大多數(shù)人出身于二流以后學(xué)�；蛘呤且涣鲗W(xué)校的二流三流學(xué)生，加之行業(yè)待遇確實(shí)很一般，再有經(jīng)年累月連篇累牘的奉獻(xiàn)教育，或多或少會(huì)滲透進(jìn)人的思想。

人，總要有個(gè)東西支撐自己說服自己，偶爾得產(chǎn)生一點(diǎn)自我麻醉的崇高感，要不怎么活。所以很多時(shí)候只能用“雖然我很普通，雖然我工資低，但我在為國家攀登科技高峰，摘取工業(yè)皇冠上的明珠，所以我也是很牛掰的”來飄飄然一下，尤其是在社會(huì)上不明就里的人面前，哪怕只是開車床擰螺栓，也往往以“科研人員”作為自身標(biāo)簽。久而久之，業(yè)內(nèi)很多人就覺得航發(fā)是全世界最難搞的東西了，恨不得全世界人都對他們豎起大拇指，說“你們在搞高科技，真牛！”他們這樣錯(cuò)了嗎？其實(shí)也沒有錯(cuò)。仿真主要是直觀的表達(dá)方式而已，真實(shí)環(huán)境制作所需要的模型和數(shù)據(jù)的缺乏恰好是仿真去擬合的，唯一可能的是在一個(gè)時(shí)間加速的同等物理空間，遺憾是現(xiàn)在還不可能有。

一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)那么多部件組成，每個(gè)真實(shí)的部件的要設(shè)置的參數(shù)初值是不一樣的，每個(gè)真實(shí)部件的安裝的初值是不一樣的，每個(gè)部件的溫度環(huán)境，震動(dòng)環(huán)境都不一樣，而且這些數(shù)據(jù)的精確模型及變量初值很難準(zhǔn)確獲得，模型要精確參數(shù)變量就非常多，初值就非常多，只有一定程度上簡化模型設(shè)計(jì)制造裝配出來后，用實(shí)際工作試驗(yàn)才能真實(shí)的模擬出發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)制造好壞，可以說高性能航空發(fā)動(dòng)機(jī)是人類最難制造的工業(yè)產(chǎn)品，他工作環(huán)境及其惡劣（溫度高，受力復(fù)雜且巨大，震動(dòng)，結(jié)構(gòu)要求盡量輕巧）壽命可靠性要求高，復(fù)雜成都不是計(jì)算機(jī)可以隨便模擬真實(shí)工況的，現(xiàn)在的計(jì)算流體力學(xué)等都是在真實(shí)情況下簡化了條件的模擬的。

眾所周知民航發(fā)最重要的核心機(jī)一般都是直接拿軍用過來改，根據(jù)飛機(jī)制造廠商和用戶需求調(diào)整推力級別，首先這樣的商業(yè)模式有著極長的研發(fā)連貫性，100年來航發(fā)的研究是沒有停止過的，芯片的研發(fā)或者說爆發(fā)時(shí)增長完全是因?yàn)槊绹�等國家完成后工業(yè)時(shí)代向信息時(shí)代轉(zhuǎn)型的一大重要產(chǎn)物，題主的例子也大多是這些企業(yè)，年輕，且行業(yè)的理論挖掘度小，航發(fā)剛好相反，特別是羅羅在后英國時(shí)代，英國沒有扮演特別重要的角色，對于空中力量的急迫需求不在，航發(fā)最核心的軍用推力研究一直處于半停滯狀態(tài)，而題主的通用電氣調(diào)查的數(shù)據(jù)并不包括更先進(jìn)的軍用推力研究，一臺(tái)F-119，其項(xiàng)目資金不是這幾家芯片商能承受的，這還只是80年代的水平。

模擬仿真技術(shù)當(dāng)然可以加速研發(fā)過程，但是任何仿真計(jì)算都要有一些假設(shè)條件，和一些邊界條件，這些條件與實(shí)際的物理化學(xué)狀態(tài)不可能完全吻合，所以結(jié)果的可靠性不高，但其結(jié)果的趨勢是有科學(xué)意義的。對于可靠性或者安全性要求高的對象，必須將仿真得結(jié)果做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證！用“現(xiàn)在”的“資金”投入來衡量絕對的邏輯和事實(shí)的雙錯(cuò)誤。首先，就是時(shí)間，人類有航空發(fā)動(dòng)機(jī)以來的資金投入，即使今天芯片怕是都沒有追平，僅僅比較今天是有問題的；其次就是僅僅用資金來衡量，你知道嗎？盡管地面試驗(yàn)可以做一些模擬，但總體來說航空發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)步是用人命一條條摔出來的，尤其是早期。因?yàn)楹桨l(fā)用掉的人命是你芯片十萬倍，一百萬倍都不止。商界有一句話，叫做能用錢解決的問題都不是問題，芯片還屬于可以花錢，有地方花錢的階段而已。

航發(fā)，不僅僅是航發(fā)，整個(gè)傳統(tǒng)制造業(yè)的很多領(lǐng)域都走到了，研發(fā)投資邊際效益遞減的地步，即使扔錢都解決不了的問題比芯片多得多，所以索性不砸錢了，不砸錢而缺錢，所以從業(yè)者收入低了。如果傳統(tǒng)制造業(yè)隨便哪個(gè)領(lǐng)域只要有用錢可以解決的問題，馬上就是投資熱點(diǎn)。計(jì)算機(jī)模擬肯定是有的，但肯定不是fluent之流的商業(yè)軟件，應(yīng)該是自己開發(fā)的專業(yè)代碼。眾所周知，cfd軟件的簡化太過大，基本不是那么準(zhǔn)確。而且航空領(lǐng)域都是可壓縮的超高速氣流，這個(gè)準(zhǔn)確度更小了。所以專業(yè)代碼加上實(shí)驗(yàn)修正，才能較好工作，但總得來說實(shí)驗(yàn)是主要的。

就一個(gè)熱力學(xué)就夠一個(gè)人鉆研一輩子，還有材料學(xué)，加工工藝技術(shù)，設(shè)計(jì)，哪一樣簡單了？

高溫高壓一般是非平衡狀態(tài)，常規(guī)的物理規(guī)律基本用不上，還有里面的參數(shù)（比如溫度和壓強(qiáng)很難測準(zhǔn)）所以模擬的準(zhǔn)確度很差。