為什麼航空發動機原理如此簡單，實際研發卻如此困難？
航空發動機的原理如此簡潔，吸氣-壓縮-混合點燃-噴出，小學生都能懂。
可是為什麼實際研發和生產的時候如此的困難，世界上只有美國英國俄羅斯做得出靠譜的航空發動機，這裡的難點在哪裡，是材料？內部管子設計？還是什麼原因？求大神詳細科普！
您說的這個「如此簡潔」的原理都是錯的，重要的一步膨脹做功都沒有，你讓人家搞渦輪的怎麼辦。。。如果您只把「進氣道進氣—壓氣機增壓—燃燒室加熱—渦輪膨脹做功—尾噴管加速噴出」這幾個過程當作「航空發動機原理」當然可以說航空發動機的原理太簡單了，但將這個最基礎的原理實現的過程就不算航空發動機原理了嗎？就從您提出的這個最簡單的原理開始簡單的捋一下：1）知道了原理，首先得開始建模吧，不考慮損失的，將這個」進氣—增壓—加熱—膨脹做功—加速噴出「的過程用物理模型描述出來就是布雷頓循環——理解這個至少得學過「工程熱力學」吧。
2）有了循環，搞總體的人根據一定的經驗和預估，按設計要求設計了循環參數（這時就不能只考慮理想模型了，還要考慮效率和損失）。按最簡單的，至少有總壓比，渦輪前溫度和涵道比——最低要求學過「航空發動機原理」這門課（當然遠遠遠遠遠遠遠不夠）。
3）有了循環參數得知道如何實現吧，這就需要對各個部件進行設計，得出各個部件的工作曲線——每個部件的設計的基礎理論都不止一本書要學。而每個部件設計又並不是獨立的，發動機各個部件的工作狀態是耦合的，為了得到更好的性能，就需要各個部件的設計人員進行討（si）論（bi）。除此以外總體人員提出的設計參數又不一定能夠實現，這時為了團（shuai）結（guo）總體和設計又要開始討（si）論（bi）。重複（2）（3）直至收斂。4）按照氣動要求設計出來的各個部件還要滿足結構要求，既要滿足強度要求還要滿足剛度要求，板殼震動軸的一二三階頻率氣動耦合振動葉片振動輪盤震動轉子整體震動等等等等一堆震動問題要解決，最可惡的是同時還要求重量輕！用結構老師的話講：如果航空發動機中的一個結構只有一兩個作用，拿它的設計就是失敗的。——知道這些在說什麼至少看過「航空發動機結構」吧。5）以壓氣機為例，為了滿足氣動要求，有時會將葉片設計得又扭又彎，對結構設計極不友好，這就又出現了搞氣動的和搞結構的之間愉快的討（si）論（bi）。重複（2）~（5）直至收斂。以上只涉及了發動機的設計部分，實際加工部分中加工工藝和材料等需要考慮的因素都沒有涉及，所以都算是航空發動機的原理。對上面的知識做到粗略的了解就需要幾十本書，您還說航空發動機的原理簡單？======================================================================最後說一下，航空發動機的設計過程中難點不僅體現在其原理複雜，更體現在其高度的耦合性，氣動熱力學和結構強度等種種因素耦合在一起，不迭代幾次是不可能的。而且牽一髮而動全身，一點點小的改變都可能在風馬牛不相及的地方造成很大的影響。就發動機設計而言，現在公認的設計瓶頸就是渦輪前溫度提不上去。而這又涉及到冷卻、材料、結構等多個因素了。航母不就是一艘大船一塊大甲板嘛…原子彈不就是擠壓鈾塊嘛…3D列印不就是堆粉末嘛…
晶元製作不就是切硅電鍍嘛…
一本航空發動機原理，目錄。
1 航發主要類型及指標。2 航空燃氣渦輪發動機的進氣道。3 航空燃氣渦輪發動機的尾噴管。4 航空燃氣渦輪發動機的熱力循環分析。至此，題主所說的基本原理介紹完畢。乍看以下，似乎沒什麼難的。
接下來幾章:5 設計點氣動熱力計算與分析6 部件的共同工作和調節規律7 特性8 過度工作狀態
9 壓縮系統的氣動穩定性10 超聲速燃燒衝壓發動機這幾章大致就是講如何使發動機協調平穩地工作的。
這本書近五百頁，是對基本原理的比較具體的闡述。
書裡面沒講的，是實現某些功能的難度。
我先拿題主可能最熟悉的燃燒來講。這可不是灶炕里燒柴。如何組織燃燒使燃料燃燒充分，如何使火焰穩定，如何將熱量物盡其用，如何製造乃高溫的燃燒室和渦輪葉片。。。無論哪一個都是難點。題主有興趣可以去大致翻一下 燃燒與燃燒室 這本書。現在材料的耐高溫能提高一兩度都是極為了不起的進步了。然後，壓縮部分。。。
講真，這個比整機還難得多。我就給你一個18的壓縮比，做吧。幾級增壓？流道設計？葉片設計？風扇設計？ 這裡面最頭疼的是葉片。題主可能不知道，一塊渦輪葉片的造價能到幾萬塊。葉片不是金子造的，高價的原因只能是技術和加工成本太高。一個渦輪葉片，不光要考慮最佳葉型，還要考慮中心氣動冷卻流道設計。
我現在做的畢設是降噪方面的聲阻抗研究，帶我的博士生學長告訴我中國目前考慮降噪的事兒還早的很。效率和功率還遠遠沒達到，降噪有球用？衷心希望中國的航發能早早高超歐美。核工業的離心機原理更簡單，旋轉就可以了。——理科與工科是兩個大類；工程理論與工程實踐也是兩個方向。
因為原理簡單，所以民間自製航模級渦噴渦扇的都有啊，有些中學生就在自己試了。
然而做得出和要達到一定的性能指標完全兩碼事啊。隨便說點，以小見大吧
就說發動機里的一片工作葉片，比如壓氣機葉片怎麼樣？
答主不是材料方面的專業，也不是製造方面的，就是稍微了解一點
一片壓氣機葉片，其外形要由一系列方程建模而來。
氣動方程，發動機中流體情況異常複雜，流速，流量，壓力，運動軌跡……
力學方程，驗證結構的強度，每分鐘幾萬轉，高溫高壓………
還有其它的限制，比如熱脹冷縮，比如應變，比如採用什麼樣的技術，帶葉冠嗎？等內徑還是等外徑？葉根隼槽結構？………每種都會使得方程複雜程度指數上升
外形搞出來後，做出模型，一遍遍實際實驗，通過實驗調整實際情況與理想情況的微小差別
這樣，才能確定好一片葉片的外形
然後把葉片做出來
材料呢？目前最好的是單晶生長，不好意思，沒這個技術，回到外形設計，先削減一部分性能
加工呢？不好意思，沒那個複雜外形加工技術，也沒那個精度，回到外形，再削減一部分性能
好了，實體葉片搞出來了，插到壓氣機上實驗
轉起來，振動不合格，工作指標也達不到，只好回爐重造
………………重複n次，最終完成
上面每個名詞，後面都是無數知識與經驗，金錢與人才的積累，比如單單振動這一個，我們學的時候，600頁a4紙，大小實驗，課程設計，考試實做，但還是連門都沒有入
這還是整個發動機中一個零件，發動機中上百萬個零部件，都是這麼來的，都要經過無數模擬計算實驗擬合，其中的工作量無法想像
航空發動機是人類工業的皇冠明珠，我國的工業發展雖然迅猛，但是積累還是不夠
這無關經濟，只與時間有關其實你說的這個最簡單的原理，是渦噴的原理吧？
實際上能造出靠譜的渦噴的國家，可遠不止美英俄，中法等國家都能輕鬆的造。哪怕是渦扇，中小推力的，中法也能造---其實法國的M88也接近F414/F100的水平了，勉強可以算大推了。中國目前還缺的，是高可靠的、大推力的、大推重比的渦扇發動機（不要忽略任何一個定語）。火箭的原理多簡單, 火箭為啥這麼難造出來?
所以呢，我一直支持理工分開高考。喜歡開腦洞的就去理科放心大膽的開。肯動手下苦功夫的就去學工科。大把的活兒等著人來干呢。文科嘛。負責一下兩者之間的撕逼過程就好了。
對啊，這正是science與engineering之區別，看得懂≠搞得出。
我認為題主這個問題措辭稍微有些不準確，首先確實限制發動機生產的主要因素在於生產過程而不是理論研究。更完備的理論研究卻能提高航發的效率，二者都是相輔相承，航發的工作原理確實就是一個熱力學過程，但是這一個過程中有上百個其他過程，需要大國之力幾十年的的數據積累，設計實驗找數據這就是一個無盡艱巨的任務了。然而航空發動機被譽為工業皇冠卻不是自己吹出來的。
挑最極端的部件說，限制航發批量生產的主要原因在製造工藝和整體工業大環境。熱力學流程圖畫一畫，再加些理想條件算個數，看上去不是很難，一看高壓渦輪那兒的溫度2500K, 乍一看也就那樣，比天體物理動不動幾億上兆的能量差遠了。但是這是材料科學多年來最頭疼的問題，高壓渦輪，幾個瓷碗大的部件大約佔發動機製造成本的百分之二十，工作溫度超過了任意，任意材料的熔點。為什麼它厲害？為了保證材料溫度低於熔點，高壓渦輪葉片必須處在一個動態平衡中，就是導入熱量與導出熱量的大小和方向都有嚴格要求，其材料是少數國家有量產能力的鎳基超合金，晶胞已經很複雜，為了控制導熱方向，航發公司需要將整個結構製成單晶體，方向一致。製成一塊規則形狀的已經無比複雜，但為了控制溫度還不夠，一般渦輪葉片就做模具做出樣子就好，但航發高壓渦輪的結構是空心的，複雜的曲面上布滿散熱孔，才能讓其在浸沒在超高溫流體的工作狀態下不至於融化。外表面還要仰仗陶瓷複合材料塗層絕熱。
按理說每人勻給我一秒鐘我就能夠多活1500年，這麼簡單的原理，為什麼實現起來那麼難呢？
等等，好像有人實現了道理我們都懂，但為什麼還是很多人過不好一生？
本人是某航空院校學生
我問過我們的老師
老師說很大一部分是因為各種耐高溫的合金配比很難配。羅羅，GE這些都是經過幾十年的探索與失敗才得到最合適的合金配比。本人大二，將升大三，專業課只學了一門工程熱力學，這兩天在某研究所實習，上午聽所裡面老師講總體性能設計，下午是轉子強度和疲勞壽命試驗，聽的一頭霧水，而這是他們拿來給入職員工進行培訓的課程之一。另外非常想配一張跑題的圖，希望題主對我國的發動機行業有信心。
因為物理和工程是兩碼事。原理小學生都懂，但理想模型小學生就不懂了，實際工程用的模型基本要碩士文憑，材料更不提了要不你買本動力工程的書自己看看？
來觀摩一下如此簡單的航空發動機
任何簡單的問題放到極端條件下都可能變得異常複雜
其實畫畫最簡單，一紙一筆就行。你先畫個雞蛋試試。
工程學要能跟上科普，那咱這會已經在三體星上啪啪啪的
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