海峡军情编辑:小新
现代战斗机多采用燃气涡轮发动机,这种发动机燃烧室温度常常超过2000℃,而涡轮产生的温度更是达到惊人的1500℃左右。哪怕是尾喷口在经过一系列冷却处理后,其体表温度也可以达到500℃。相信无论哪一种材料,面对如此高温也会被渐渐“烧化”,可为何航空发动机能做到平安无事、正常运行?
想要让航空发动机耐得住高温,最主要的是要解决涡轮叶片的降温保护。首先,静子叶片和转子叶片在改变气流方向并实现气流反喷的过程中,通过涡轮叶片中空结构设计,让气流本身产生对流效果,无形中为叶片包裹上一层空气保护膜,有效的为涡轮叶片隔绝了相当程度的高温。其次,涡轮叶片的制造材质中包含耐高温性能极佳的钴基合金,还有镍基合金材料和铁基合金材料。正是这三种主要合金材料,承担着为涡轮叶片抵抗高温的重担。最后,加上在叶片表层还有一层耐高温涂层。正是这“三层保护”,将涡轮叶片温度直接降至到叶片可承受高温范围,从而保护涡轮叶片正常运转。
除了涡轮叶片,涡轮盘是仅次于叶片承受高温的另一部分。其所承受的高温,超过七百摄氏度。其主要耐高温手段,是依靠于单晶高温合金与凝固高温合金技术的运用,在材质中加入镍基粉末,并利用惰性气体所产生的保护膜,共同保护涡盘承受住高温烘烤。而我国在这一技术上多次取得突破,如今所开发出的八百摄氏度高温合金粉末,早已应用于新型航空发动机的研发、制造中。
谈到航空发动机的高温处理,就注定绕不开燃烧室这个最高温度部分。除了采用耐高温的镍基合金材料以外,单靠金属合金已经很难满足不断提升的高温燃烧需求。于是新型燃烧室材质开始借助陶瓷基复合材料,这样不仅能减轻重量,而且陶瓷基复合材料在耐高温性能上更优于复合金材料。如今这种材料已经成为第四代战机在研发制造发动机时主要采用的材料,而美国在这一技术运用上领先一步,才令F35配备上世界最先进发动机,其战力领先全球。
目前我国在高温材料上主要沿袭的是苏联技术,虽然经过几十年的努力,但因为国外的技术封锁,在与美国这样的技术领先国家相比,还有着不小的差距。但目前阶段从耐高温技术到材料的研发方面,与当年相比已经不可同日而语。相信再给我们一定的时间,在这个领域我们依旧能迎头赶上,令我国耐高温合金材料重登领域榜首。
来源:新浪网
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