航空制造是制造业中高新技术最集中的领域,整个制造过程对材料、工艺、加工手段、试验

军事老哥 2024-08-12 12:27:33

航空制造是制造业中高新技术最集中的领域,整个制造过程对材料、工艺、加工手段、试验测试等都有极高的要求; 航空发动机是一种综合工程热物理、控制、机械、空气动力学、固体力学、振动、强度、结构等多学科强烈交叉、高度耦合的复杂的流体机械,被誉为“工业皇冠上的明珠”“工业之花”,是国家综合工业实力的集中体现。 工作原理:抽风机+燃烧+风扇。 发动机向外喷东西越多越快,产生的推力也就越大,但是燃油炸药这些,爆炸速度已经接近分子间传递信息的理论极限。若基础物理不突破,为提高推力,就只能拼命往发动机里塞更多燃料。燃料一多,空气就不够烧了,所以又得装个“抽风机”。这就是发动机的基本原理:压缩更多的空气供更多的燃料燃烧。 可问题就出在这个抽风机上,抽风机三大核心部件:高压压气机、主燃烧室、高压涡轮。 再加两个关键词:内涵道、外涵道。外涵道和内涵道的比例叫“涵道比”,外涵道的空气不进燃烧室,直接向后喷出。外涵道比例大的,叫“大涵道比发动机”:省油、低速,适合客机货机等大型飞机;外涵道比例小的,叫“小涵道比发动机”,费油、高速,适合战斗机等小型飞机。 关键材料:工业皇冠上的明珠: 高压涡轮的叶片就是全世界最难最难最难制备的材料,工作环境极为恶劣:高温、高压、高强度,这就是所谓的工业皇冠上的明珠。 发动机里温度最高的便是涡轮前面那段,这叫“涡轮前温度”,是衡量发动机代差的主要参数。因为耐高温是硬功夫,只要这点追上了,哪怕其他参数不行,也可以通过设计快速提升,这个进度是可预期的,但材料研发的进度是说不准的。涡前温度每提高100K,推力增加15%,相差200K就意味着相差一代,涡前温度全球平均每年提升10K。 2016年6月,一则南京理工大学材料评价与设计教育部工程研究部中国航空发动机材料重大突破,寿命优于美国 1~2 个数量级》合金结构里加了Nb,研制出PST钛铝单晶,该合金在900℃时的拉伸屈服强度为637兆帕,并具有优异的抗蠕变性能,其最小蠕变速率和持久寿命均优于‘4822合金’1到2个数量级,并有望将目前钛铝合金的使用温度从650~750℃提高到900℃以上。 2022年由北京航空材料研究院实施的航空发动机关键构件抗疲劳寿命试验突破5万小时,此次进行疲劳试验的关键构件是由我国自主研制的航空发动机主轴承,

0 阅读:32