中科院西安光機所目前展示了新的激光加工設(shè)備，實現(xiàn)了對航空發(fā)動機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，對于中國所有類型的發(fā)動機——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)動機的結(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)饷土彝苿訙u輪葉片旋轉(zhuǎn)上；這才能把燃油蘊含的能量，從熱能的形式轉(zhuǎn)化為機械能。

　　這也意味著，發(fā)動機的性能提升——不管是要求推力大，還是要求省油，又或者要求壽命長；都得靠渦輪葉片在耐高溫能力的提升上實現(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作為五代機的發(fā)動機，本身非常強調(diào)超巡能力——不開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)動機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)動機，渦輪前的溫度已經(jīng)超過2000K——最近日本新一代戰(zhàn)機的發(fā)動機驗證機，也已經(jīng)宣稱達(dá)到這一目標(biāo)。

　　2000K，意味著超過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，那是絕對扛不住的，現(xiàn)代先進(jìn)發(fā)動機，至少要采用三管齊下的手段。

　　
國內(nèi)展出樣品，注意開孔

　
國外發(fā)動機葉片氣孔測試 

　　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；國內(nèi)經(jīng)常在新聞上報道，中國發(fā)動機單晶材料又獲得突破，主要就講這個方面。

　　但是這方面的改進(jìn)，傳統(tǒng)材料的邊際效應(yīng)很厲害：要提升一點點溫度，需要的代價都很大。目前這方面的突破方向，主要在陶瓷復(fù)合材料上，不過由于韌性等問題，短時間內(nèi)還是沒有辦法實用。

長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實現(xiàn)。

現(xiàn)代葉片都是空心的

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

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

　　這種技術(shù)應(yīng)用以后，國內(nèi)在渦輪葉片制造上，因為加工導(dǎo)致的產(chǎn)品報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——這代表著實際性能的普遍改善。

　　雖然國內(nèi)發(fā)動機長期積弱，但是近十年以來，中國發(fā)動機研制開始走上正軌的跡象是非常明顯的。

　　特別是航天、中科院等其它集團涉足航發(fā)研制領(lǐng)域，極大的增加了中國發(fā)動機發(fā)展的活力，以及對于相關(guān)設(shè)備技術(shù)的需求；類似這樣的技術(shù)突破，還將越來越多的出現(xiàn)，并廣泛的投入到實際使用中。