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涡扇15的福音:中国超高温涂料获突破 发动机将获巨大提升

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发表于 2019-1-2 03:43 | 显示全部楼层 |阅读模式
http://sh.qihoo.com/pc/90617b60e ... p;sign=360_e39369d1

众所周知,由于各种历史原因和客观因素的影响,我国在各类发动机研发制造领域,一直与西方欧美等发达国家存在着巨大的差距。这其中,尤以技术难度最高的涡扇发动机存在的问题最为突出。在诸多国产战机的研发过程中,因航发发展滞后而导致的"心脏病"问题可谓不胜枚举。
虽然经过近二十年的重点发展,以涡扇-10"太行"系列为代表的国产涡扇发动机已基本成熟。但就技术水平而言,"太行"的性能对于三代机而言也仅仅是堪用而已。至于歼-20这类第四代隐身战机,则还需更先进的新一代航发才能满足其需求。
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(虽然太行已经成熟,但依旧不能满足目前国产隐身战机的需求)
显然,想要彻底的治愈国产战机的"心脏病",就必须实现新一代涡扇发动机在推力、寿命乃至推重比等主要指标方面的重大突破。而这,就涉及到了发动机研发背后那复杂的工艺、设计、材料等一系列关键性的因素。近日,据《航空制造网》报道,我国已经在新型航发热障涂层材料的研发领域取得了重大突破。
由昆明理工大学冯晶教授主持的"1600℃超高温稀土钽酸盐热障涂层材料及其制备技术",打破了国际上该领域的最高使用温度记录。据悉,其相关成果即将在新一代涡扇发动机压气机叶片上实现应用。而在,或将成为实现我国在航发领域实现跨越式发展的关键所在。
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超高温涂层材料将成为航发领域实现跨越式发展的关键)
首先需要提到的是,在衡量一款涡扇发动机性能水平如何的各种指标中,除了推力、寿命以及推重比等比较直观的数据之外,发动机热端部件能承受的涡轮前温度的高低,也是一个极为重要的性能衡量指标。一般而言,该指标与发动机的推力成正比。即涡轮前温度越高,则这款发动机的推力也就越大。
而冯晶教授团队所攻克的新型航发热障涂层材料,其主要应用对象就是航空发动机的燃烧室、涡轮叶片等热端部件。这项技术一旦运用,必然可以极大的提升发动机的使用温度,并为发动机的增推、增寿提供一个极为良好的前提条件。
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(该技术可提高发动机热端耐受温度,以达到增推、增寿)
以F-22隐身战机使用的F-119涡扇发动机为例,该型号的涡轮前温度约为1950K/1700摄氏度,到达发动机叶片材料后的温度则为1200摄氏度左右。这个涡轮前温度和材料耐受温度,就是采用了传统氧化锆基热障涂层的F-119涡扇发动机所能承担的极限。若想要超过这个限制,则势必会在发动机的寿命方面付出代价。相比之下,冯晶教授团队的"超高温稀土钽酸盐热障涂层材料"所能提供的发动机叶片耐受温度可达到1600摄氏度以上,最高可达1800摄氏度,这显然是一个巨大的提升。同时,相比传统的氧化锆基热障涂层,新型涂层材料还具有热传导率低、使用寿命长、抗氧化能力强等优势。
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(F-119采用的氧化锆涂层的已经无法满足更高热端温度的需求)
和发动机领域一样,虽然我国早年在发动机热障涂层的研发方面也一度落后于世界先进水平。但在经过一系列的引进消化以及努力之后,我们不仅攻克了目前国际上主流的氧化锆基热障涂层技术。更重要的是,冯晶教授团队这个"超高温稀土钽酸盐热障涂层材料"的研发成功,让我们在相关领域实现了从落后到反超的逆袭。
如果这项技术在不久之后被运用在了涡扇-15等国产新一代涡扇发动机上,再配合上先进的第五代单晶高温合金。那么很显然,在这两种先进材料技术的加持下,国产第一代涡扇发动机在推力以及寿命等主要指标方面必然不会让大家失望。
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(在这些神奇材料的加持下,新航发的指标定不会让我们失望)
当然,对于国产新一代涡扇发动机而言,第五代单晶高温合金和这个超高温稀土钽酸盐热障涂层等材料只是影响其性能的一部分。除此之外,发动机设计以及制造也是不容忽视的因素。想要让国产战机完全摆脱"心脏病"的困扰,还是首先得做到材料、设计、制造等几个方面不留短板。
值得一提的是,据原文透露,这个"超高温稀土钽酸盐热障涂层材料"除了能在航空发动机领域为我们提供巨大的帮助以外,更能运用在了火箭航天器、超高音速导弹表面防护等领域,实现多个领域大国重器的加速研发。(利刃/QG)

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 楼主| 发表于 2019-1-2 04:08 | 显示全部楼层
本帖最后由 春州无德 于 2019-1-2 04:27 编辑

文章的套路很符合一贯的大众套路,官方公布这类的消息不同于新手机发布会、研制成功后赶紧发布上市,公布与否根据实际需要用于战略忽悠或威慑对手,新技术研发成功应远早于公布时间。

新型高温涂料能显著提高发动机的性能和寿命,也可以应用在较老旧的发动机上花费较小的成本提高性能和寿命,或者在一些较廉价的性能不算突出的涡轮叶片用上新高温涂料(个人认为是烧结上去的)、、、、,带来的综合效益非常显著。涡前温度每提高50度推力相应提高4-5%,很可观的哈!

歼20的发动机是什么成色、有没有抹新涂料我们不得而知,只是能长时间的不开加力垂直爬升,F119、135有这能力吗?、、、嘿嘿。
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发表于 2019-4-4 14:50 | 显示全部楼层
有没有那么厉害,达到使用阶段了再去吹吧。
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发表于 2019-4-15 20:09 来自手机 | 显示全部楼层
本帖最后由 战胜的中方 于 2019-4-16 20:41 编辑

估计加力推力够大了。
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发表于 2019-6-13 20:43 | 显示全部楼层
感谢楼主分享!!!
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