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原创郑击波航空知识
最近，
有一则新闻吸引了小编的兴趣，
那就是：
日本XF9发动机正在进行高空台试验。
事实上，最近不少军事论坛上确实对这台发动机的最新进展展开了大量的讨论，甚至于有人惊呼日本的进度居然已经这么快了？
所以小编就干脆找了点儿资料，尝试从发动机结构的角度对这款发动机已经流露流出来的信息进行解读，看看这款发动机的设计有哪些有趣的地方。
先来做个小游戏
在开始之前，我们先做个小游戏，而且这个小游戏不白做，后面可是会派上大用场的。下面这四张图中，请大家先选出来一个“看着最不舒服”的图片，或者给这几张图片的“舒适程度”排个序，不要太在意“为什么”，只要凭自己的感觉就行了——然后千万要记好了自己的答案。
↑凭感觉选出看着最不舒服的那张图片↑
然后，怕各位偷看答案，
我们这里说一些别的事情：
首先，分析XF9的所有资料的来源主要是来自日本防卫装备省公布的相关文件中的图片和视频中的截图。由于资料众多，且时间先后顺序不能完全确定，所以关于部分分析只是基于本人的假设，不能完全保证正确。
其次，要强调一下：小编对日本航空发动机研究工作没有恶意，只是本着“谈谈自己看到这台发动机后的想法”的目的随便聊聊，切勿随意揣测意图。
揭晓答案前的准备
我们先说游戏中的四张图是什么。这些图都是航空发动机核心机转子的“承力结构”。而所谓的承力结构，你可以理解为房屋的框架，一栋房子，即便装潢的再“面目全非”，但是房屋承受外力是不是会变形，还是要看其中的承力结构，承力结构设计的好，房屋才不容易变形、寿命更久。
↑房屋和其中的承力结构↑
而我们只要解剖开一台发动机，就会发现，发动机转子内部也是有专门用来承受力、防止结构变形的结构，比如说下图中的前轴颈和鼓筒轴，他们就负责连接轴承、压气机和涡轮，只有这些结构设计的合理，发动机才能够用最轻的重量达到正常工作的目的。
↑航空发动机核心机转子↑
下面这张图中的红线就是承力部分，我们看到它，就好像看到了房屋的大梁、承重墙，发动机所承受的载荷就是沿着这条路线传递的。而游戏中的四张图，就是我们删繁就简、把航空发动机转子中最本质的那部分承力结构给抽离出来的结果。
↑航空发动机核心机转子的承力结构↑
游戏答案揭晓
准备好了看刚刚图片游戏中，
各个图片对应了什么发动机吗？
↑不同发动机的承力结构形状↑
各位再对一下自己刚刚的“舒适度”顺序吧。而且相信看到这个答案之后，各位朋友已经注意到了，这些发动机都是推重比10一级的发动机。
小编给周围一些没有学过航空发动机的朋友做过这个游戏，大家似乎都认为，图片B是最让人不舒服的那一张。不知道各位朋友选的是什么答案？不妨在留言区分享你的答案和你当时的想法。
↑XF9发动机的结构示意图↑
其实大家没有学过航空发动机，一开始也不知道这些曲线意味着什么、也不知道好不好的标准是什么，但是就是自然觉得，好像B看着有点儿别扭，原因就在于：别的曲线都真的是“曲线”，有着相对比较平滑的过度，而图片B中的曲线则是直上直下，生硬的很。
而且，估计大家也发现了，似乎A、C、D都是拱形，或者类似于拱形，而XF9的承力结构形状却是一个“门”字形。这就是为什么B中的曲线，让人觉得不舒服的原因。
航空发动机中优美的拱形
这种“拱形”结构，在航空发动机中实际上是屡见不鲜的。那么为什么航空发动机设计师都会不约而同地想到这种结构呢？难道仅仅是因为好看？
实际上原因很简单，就是因为这种结构是抵抗变形能力最好的。包括大家在生活中看到的拱顶、拱桥，都是利用了这种构型特别能够抗变形的特点。
↑拱桥可以承受很大的力↑
我们只要看一下，当拱形结构受力的时候，力在结构内部传递的过程就可以知道为什么拱形结构会有这种特点了：简单说，拱形结构可以把所受力变成材料受挤压的力，然后通过这种方式传递出去。这种力学上“化剪为压”的方式，非常奏效，使得结构可以设计的更加结实耐用。
↑拱形结构有很高的刚度，不易变形↑
而航空发动机别看是由金属组成的，但是因为它受到的载荷太大了，又处于高速旋转中，所以还是会发生变形、引起发动机的振动，尤其是现在发动机要求推重比越来越高，所以发动机逐渐由“大铁坨块子”变成了“薄铁皮盒子”，这就让结构设计更加重要。
↑核心机转子在工作状态下也是会发生变形↑
还记得达索公司曾经的豪言吗？
“
好看的飞机一定是好飞机。
”
同样的。
“人看着不舒服的结构，一定不是好结构。”
而显然，XF9并没有做到这一点，这也是为什么它的结构会如此突兀的原因。而且XF9不仅仅与我们提到的另外三台发动机不同，跟中国、俄罗斯的推比10一级的发动机也有一样的差别，所以大家可以这么理解：这台发动机，跟美英俄中，在结构上有着肉眼可见、谁都能发现的区别。
↑XF9结构让人不舒服的本质原因↑
而究其本质，这台发动机与其他发动机最大的不同在于：似乎这台发动机的前轴颈锥角太小了，以至于近乎是拐了一个直角。
下回预告
有人估计就要不服气了：别是小编小题大做吧？万一这个设计就是可以用，只是之前其他国家的设计人员不知道而已，说不定这还是巨大创新呢！
不用着急，篇幅有限，下一集我们会接着聊XF9发动机的结构设计，还有这台发动机可能面对的未来。
风上风云｜云端故事
原标题：《上集
日本XF9发动机有结构设计问题？一个小游戏让你自己发现》
