中科院西安光機(jī)所目前展示了新的激光加工設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片的氣膜孔冷加工突破。

　　這種基礎(chǔ)能力層面的突破，對(duì)于中國(guó)所有類(lèi)型的發(fā)動(dòng)機(jī)——包括渦扇20和渦扇15在內(nèi)，都是極大的利好消息。

　　現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)原理，其核心都要落到燃油和壓縮空氣在高壓下進(jìn)行劇烈的燃燒，然后高溫高壓的燃?xì)饷土彝苿?dòng)渦輪葉片旋轉(zhuǎn)上；這才能把燃油蘊(yùn)含的能量，從熱能的形式轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

　　這也意味著，發(fā)動(dòng)機(jī)的性能提升——不管是要求推力大，還是要求省油，又或者要求壽命長(zhǎng)；都得靠渦輪葉片在耐高溫能力的提升上實(shí)現(xiàn)，越是能耐受高溫，這方面性能指標(biāo)越容易提升。

　　特別是渦扇15作為五代機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)，本身非常強(qiáng)調(diào)超巡能力——不開(kāi)加力燃燒室的情況下，提供很大的超聲速推力。這意味著發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室必須處于非常高溫度的燃燒狀態(tài)下，才能賦予燃?xì)庾銐虻乃俣取?/p>

　　比如現(xiàn)在F135等新一代軍用發(fā)動(dòng)機(jī)，渦輪前的溫度已經(jīng)超過(guò)2000K——最近日本新一代戰(zhàn)機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)驗(yàn)證機(jī)，也已經(jīng)宣稱(chēng)達(dá)到這一目標(biāo)。

　　2000K，意味著超過(guò)1726攝氏度。這種要求，光靠現(xiàn)有的鎳基高溫合金本身的材料去硬抗，那是絕對(duì)扛不住的，現(xiàn)代先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)，至少要采用三管齊下的手段。

　　
國(guó)內(nèi)展出樣品，注意開(kāi)孔

　
國(guó)外發(fā)動(dòng)機(jī)葉片氣孔測(cè)試 

　　盡可能提升渦輪葉片材料本身的耐高溫能力，當(dāng)然是必要的；國(guó)內(nèi)經(jīng)常在新聞上報(bào)道，中國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)單晶材料又獲得突破，主要就講這個(gè)方面。

　　但是這方面的改進(jìn)，傳統(tǒng)材料的邊際效應(yīng)很厲害：要提升一點(diǎn)點(diǎn)溫度，需要的代價(jià)都很大。目前這方面的突破方向，主要在陶瓷復(fù)合材料上，不過(guò)由于韌性等問(wèn)題，短時(shí)間內(nèi)還是沒(méi)有辦法實(shí)用。

長(zhǎng)期使用后破損的葉片，注意涂層

　　而另一條路子，就是想辦法減少熱量傳遞到渦輪葉片上數(shù)量，延緩它的溫度上升。這主要依靠在葉片上做一層本身耐高溫、導(dǎo)熱又很差的隔熱涂層來(lái)實(shí)現(xiàn)。

現(xiàn)代葉片都是空心的

　　此次西安光機(jī)所的技術(shù)，就是第三條路子：通過(guò)從葉片內(nèi)部向外噴射高壓空氣，強(qiáng)制冷卻葉片，并稀釋、隔離燃?xì)鈱?duì)葉片的直接沖刷。

　　西安光機(jī)所公開(kāi)的信息不多，但是它提到的幾條，包括無(wú)重鑄層、無(wú)微裂孔、無(wú)再結(jié)晶，都指向了這樣的改善：

　　這種技術(shù)應(yīng)用以后，國(guó)內(nèi)在渦輪葉片制造上，因?yàn)榧庸?dǎo)致的產(chǎn)品報(bào)廢幾率能得到顯著降低；而且產(chǎn)品的成品，潛在的制造缺陷降低，產(chǎn)品品質(zhì)的一致性——這代表著實(shí)際性能的普遍改善。

　　雖然國(guó)內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)長(zhǎng)期積弱，但是近十年以來(lái)，中國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)研制開(kāi)始走上正軌的跡象是非常明顯的。

　　特別是航天、中科院等其它集團(tuán)涉足航發(fā)研制領(lǐng)域，極大的增加了中國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的活力，以及對(duì)于相關(guān)設(shè)備技術(shù)的需求；類(lèi)似這樣的技術(shù)突破，還將越來(lái)越多的出現(xiàn)，并廣泛的投入到實(shí)際使用中。