國產航空發動機性能突飛猛進
近期一系列國產飛機研制生產取得突破,國產航空發動機技術進步為此提供了堅實的動力基礎。有一件事最能反映國內航空發動機技術進步,我們研制生產的航空發動機單晶葉片已經出口到美國。
根據相關消息,國內某公司研制生產單晶葉片已經取得美國通用電氣公司訂貨,用于該公司商用發動機上面。單晶葉片安裝在高溫渦輪上面,是發動機關鍵部件,也是國外對我們重點封鎖和禁運的領域。現在國產航空發動機單晶葉片出口到美國,標志著我們在這個領域取得了飛躍。
C919客機或裝備了我們自己的單晶葉片
現代航空發動機推力來源于空氣加熱產生的能量,因此燃氣溫度越高,發動機推力越大。不過燃氣也是發動機自身動力來源,它還要推動高溫渦輪帶動高壓壓氣機,然后再推動低壓渦輪推動低壓壓氣機。當高溫燃氣沖出燃燒室遇到的第一個部件就是高溫渦輪,高溫渦輪葉片從高溫燃氣獲得能量,推動渦輪轉動進而帶動高壓壓氣機轉動。這樣高溫渦輪葉片及渦輪盤能夠承受的溫度直接決定著發動機推力,它們承受溫度越高,發動機推力就越大。
高溫渦輪及葉片是現代航空發動機關鍵部件
單昌渦輪葉片是現代航空發動機性能升級關鍵
現代航空發動機高溫燃氣溫度已經超過1500度,已經達到普通鋼鐵的熔點。另外高溫燃氣還有極高的速度,對發動機葉片會產生沖刷效應,葉片高速旋轉也有巨大的載荷。由于工作環境茍刻,對于發動機葉片提出極高要求,所以高溫渦輪葉片是現代航空發動機關鍵技術之一。現代航空發動機高溫渦輪普遍采用單晶葉片,所謂單晶葉片就是材料晶體向同一個方向生產,其他的原子都依附于這一個晶核順序排列。在這種排列順序下,原子間的作用力是非常大的,其許用拉應力也是非常大的,葉片就能在高溫、高速和高壓環境下,不容易產生破裂,從而為發動機提高渦輪前溫度打下堅實的基礎。
由于沒有先進單晶葉片,國產發動機性能上不去,殲20早期也只能裝進口發動機
發動機核心技術一直是國外對我們重點封鎖的技術領域,其中就包括單晶葉片設計和制造技術。受到各方面條件下限制,國產單晶葉片長期落后,許多先進單晶葉片需要進口。結果就是國產軍用發動機沒有先進單晶葉片,無法提高渦輪前溫度,推力自然也就上不去。民用領域雖然可以買到國外先進單晶葉片,但是對方認為奇貨可居,漫天要價,一個單晶葉片國外造價大約是6-7萬美元,進口到國內單價直線上升到20萬美元。一臺民用燃氣輪機發電機大約需要100個葉片,僅此1項就要耗資2000萬美元。為此國內相關單位將航空發動機單晶葉片作為重點攻關領域,先后突破單晶選晶及定向凝固工藝、單晶葉片再結晶控制、拉晶速率等一系列技術難關,研制成功國產單晶葉片,并且實現了升級換代,為國產航空發動機技術進步鋪平了道路。
現在國產航空發動機單晶葉片不僅滿足國內需要,還出口到國外,獲得了美國通用電氣公司的訂單。美國通用電氣公司作為當今頂尖航空發動機研制巨頭,對于單晶葉片要求極高。國產航空發動機單晶葉片能夠獲取通用電氣公司的認可再一次證明了自己的實力。
現在換上了國產太行改進型發動機
現代航空發動機是一個龐大、復雜的系統工程,每前進一步都非常艱難。一型發動機研制時間可能要20年甚至30年的時間,因此國產航空發動機每一個進步都非常寶貴,所謂不積跬步,無以至千里;不積小流,無以成江海。正是這些技術進步推動國產航空發動機不斷向前,邁向更高的高度。
來源:小飛豬的觀察今日頭條號
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