发动机是机器的心脏,航空发动机对于航空事业的发展来说是很重要的,它是促进航空事业发展的推力。现在全世界只有美俄英法四个国家具有自主研发航空发动机的能力,而其他国家大都还处于仿制的阶段。
随着我国综合实力的不断提升,我国希望在航空发动机上能有自主研发能力,而且我国研发的航空发动机希望能在军事和民用上都发挥作用。航空发动机最重要的是材料的制造,发动机对于材料的耐高温特性要求非常高,而我国一直以来无法找到合适的耐高温材料,所以才会在发动机的研发上一直停滞不前。
目前全世界所研发出的航空发动机材料主要有高温合金、金属基符合材料、金属间化合物等,而美国正在开发的单晶合金材料与其他材料相比,要高出27~42℃。俄罗斯在新材料的研发上也不落后,他们正在积极开发ⅨC-55。除了以上这些耐高温材料,镍铝型合金也在研发行列。
航空发动机材料除了要求要耐高温之外,它对于发动机的节油、降噪、减重等方面都有很重要的作用,所以很多国家都在积极研发新的航空发动机材料。
美国所研发的4822合金,是最先突破钛铝合金材料在航空发动机领域主要位置的研究成果。而且美国研发的波音787飞机上就使用的是4822合金材料设计制造的发动机。这种材料制作的飞机,使得飞机节油20%,噪音也比之前的飞机低了很多。4822合金材料成为航空发动机制作材料的新宠。
而中国,虽然这些年来,航空发动机的研发和制造工艺上,还不能和欧美发达国家的工艺相媲美,但是在航空发动机材料的研发上,我国却从来没有停止过,并且处于世界领先地位。为此,我国还专门成立了“中国航空发动机集团有限公司”。经过我国科研人员的不懈努力,终于,南京理工大学科研团队研发出了新的航空发动机材料,即新型钛铝合金。这种新型材料承受的高温达到900℃以上,这一耐高温强度和目前世界最先进的发动机材料相比,提升了150℃-250℃。
现在国内发动机的研发所使用的材料是镍基合金,这一材料最主要的特质就是耐高温,其耐高温能力可以达到650℃-750℃。美国在研发新材料的道路上也一直没有停止,他们也研发出了新材料,即含铝、钛的弥散强化型镍基合金。但是我国开发出来的新材料在耐高温上并不稳定,一旦温度超过它的承受范围,材料便会变形,这对于航空发动机的使用来说是很危险的。
因此,我国研发出的新一台的钛铝合金材料,在耐高温上就明显优于以往的镍基合金材料。同时它还具有质量小,强度大等优势。随后,我国的陈光教授所带领的团队,在钛铝合金的基础上,有对其进行技术加工,发明出了“聚片双晶钛铝单晶”,这项新研究成果的最大特点就是强度和耐温性上有提升了一个等级。
“聚片双晶钛铝单晶”和美国目前所拥有的4822合金材料相比,它的强度、质量、抗高温性等众多性能都明显要优于美国。
一般按照国际标准,新材料的耐高温能力每提升25℃-30℃,就可以称为新一代合金,但是我国研发的“聚片双晶钛铝单晶”材料,足足提高了150℃-250℃,可想而知,它的等级已经不是简单的一级二级可以概括的。
现在,我国所研发的“聚片双晶钛铝单晶”这一新型材料已经运用到我国航空发动机的制造上。我国在航空发动机的制造工艺上虽然还无法赶超美国,但是在材料上的突破,使我国在这场追逐赛中已经有了很大的收获和进步。未来,我国将继续研发新的材料,而我国航空发动机的研发也不会止步,相信有了新材料的加持,我国航空发动机一定会在不远的将来在世界上有一席之地。所有的发展都不是一蹴而就的,一步一个脚印踏踏实实的走,才能让胜利果实更丰满。
我国航空事业的发展是目前军事力量上一个薄弱的环节,所以国家非常重视航空事业的发展,而这发展背后就是众多科学家辛勤付出的过程,他们的努力已经初见成效,相信未来我国的航空事业一定会在世界上大放异彩。