关键材料获重大突破,中国发动机迎来历史性一刻,全球仅四国能造

时间:2019-12-24 来源: 湖北在线

显示了波音787的涡轮叶片。近日,据媒体报道,中国在一项关键材料上取得重大突破,钛铝合金加工生产技术取得重大进展。这种自制的材料在美国留下了几条主要性能类似产品的街道。以前,世界上只有四个国家能够生产这种飞机空发动机所需的高性能材料。这一成功意味着中国航空空发动机迎来了一个历史性的时刻,填补了该发动机最大的短板

是钛铝合金涡轮叶片

与其他铝合金产品相比,钛铝合金保留了重量轻、强度高的优点,同时其耐高温性能有了突飞猛进的提高。其性能接近最受欢迎的镍基高温合金。作为铝合金,它的重量比镍基合金轻得多。钛铝合金具有几乎所有航空空发动机梦寐以求的优异性能。如果航空空发动机能够使用这种材料制造涡轮叶片,无论是节省燃料还是提高速度,其性能都将得到显着改善。

第一架在航空领域使用钛铝合金的飞机是波音787。这项技术创新极大地提高了波音787的经济效益。在以克为单位进行重量减轻的航空领域,钛铝合金使波音787发动机的重量减轻了200磅(约90公斤),几乎是镍基合金重量的一半,从而节省了20%的油并显着降低了噪音。当钛铝合金的可靠性不够可靠并且出于安全原因仅更换了最后两个涡轮叶片时,这是一项成就。

是钛铝合金锭

在喷气发动机的工作模式已经基本确定的情况下,人类很难在短时间内从工作原理中挖掘其潜力,为了提高发动机的性能,只剩下从材料科学中解决关键问题的可行方法。航空空发动机也成为国家航空空工业、材料科学、机械精密加工等领域技术水平的集中体现。它是现代工业中技术含量最高的产品之一。在此之前,中国的高性能航空发动机一直面临困难。原因是材料科学没有突破。只有镍基合金可以用来制造涡轮叶片。尽管所有的性能指标都很好,但重量的致命弱点极大地限制了发动机的强度,直到新合金成功开发出来。

与以前获得的性能较低的材料相比,新型钛铝合金是一种综合性能非常优异的材料。与传统镍基高温合金相比,它集高强度和高塑性于一体,不会给加工工艺带来太多的问题,具有优异的抗蠕变性,在保持高温高压的工作状态下不易变形,突破了美国人在安全上无法达到的技术水平,大大提高了温度承载能力。能够承受发动机中高温气体的较高温度,这也使得使用一些更猛烈的方法来增加推力成为可能。据成功开发该合金的技术团队称,从走出实验室到实际进入实用领域还需要5-10年的时间。

图表显示测试中缺少一个叶片的波音787发动机。

最后一个短板加入后,中国国内航空空发动机将不再是阻碍所有战斗机充分发挥性能的短板,优秀的空气动力学和机身设计带来的潜力将得到充分发挥。

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