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叶片研究与应用正逐步赶超

时间:2018-10-09 作者:admin 点击:

    叶片无疑是航空发动机核心中的核心,突破叶片技术难关,成为航空发动机逆袭的关键。多年来,中国的航空材料人不仅实现了单晶叶片的技术突破,还打通了从基础研究到应用技术研究,再到工程化研究,直至型号应用和型号保障的全流程科研工程系统。中国航空发动机所需的单晶合金叶片研究与应用,已经走上了可持续发展的快车道。
 
    在叶片工作的过程中,叶片需要承受发动机工作时的启动制动力,发动机将面临温度剧变、转子叶片在高速运动下的离心力和根部切应力。这样的工作环境,就要求叶片的材料具有较高的蠕变强度、热机械疲劳强度、抗硫化腐蚀等特性,一些较为先进的航空发动机内部力要求更高。公开数据显示,一个小小的涡轮叶片(几十毫米量级大小)在工作时承受着相当于5辆皮卡车的重量,一个十几克重的涡轮叶片给涡轮盘施加的离心拉力为上万公斤。
 
    这么高难度的核心制造工艺属于欧美长期垄断和严格技术封锁的技术项目,至今中国航空发动机的落后领域仍然是在叶片,虽然已取得巨大进步,但是与主要发达国家相比,仍存在差距。早些年因为我国的航空工业实力不够,我们的高端发动机一直都依赖国外进口。业内人士表示,这种差距除体现在技术、工艺、材料上,还有一个至关重要的东西需要跟上,那就是技术积累。
 
    中国航空工业近年来的蓬勃发展,离不开一代代军工人呕心沥血的科研攻关。对于航天器来说,飞机的“心”一直是我国军工的一项短板,也是制约我国飞行器发展的最重要一环。不过,目前,这一差距正在逐渐缩小。
 
    2014年,我国自行研制的第五代含铼高温合金材料、陶瓷基高温涡轮叶片及单晶涡轮叶片项目正式投产,这是我国在航空发动机和工业汽轮机制造领域取得的新突破,只有中日两国成功研制了第五代高温单晶合金。目前,我国自主研发的第一代和第二代单晶叶片已经用于涡扇-10改进型发动机,而三代高温单晶合金也已经应用于涡扇-15发动机上。据介绍,航空发动机叶片相关技术的掌握,意味着我国将大大提高大推重比发动机的生产能力,并将大大提高原有发动机的使用寿命。