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重磅!国产发动机再也不怕卡脖子:涡扇15终于不用愁了

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文|战略吐槽秀

5月29日,据媒体报道,在浙江大学张泽院士的指导下,其团队的李吉学教授、余倩教授、丁青青博士与美国宾夕法尼亚州立大学的陈龙庆教授合作,发现高温合金中贵金属“铼”的最佳添加位置是界面位错网的位错核心。文章称,“在这个关键的位置,铼能发挥一种特殊的作用,通过强化界面强度使材料不易断裂,进而促进材料性能优化,这种新材料将主要用于发动机叶片上,科研人员表示,通过对铼的研究及调节,能够在更高温度下保护飞机发动机的安全”。据了解,这项研究成果发表在5月23日上线的金属材料领域顶级期刊《Acta Materialia》。这是电镜中心首次通过材料结构和性能的同步研究,将科研工作延伸到发动机战略材料研究领域,这篇论文也成为高温合金研究领域最高水平的科研论文之一。

按照文中的说法,这种高温金属能够至少延长发动机一倍以上的寿命,能够将我空军发动机的寿命延长到6000至8000小时,这已经接近了欧美发动机的水准。对于发动机来说,材料和结构无疑是最重要的两个方面,我空军既然已经研制出了矢量推力发动机,结构自然不是问题,而材料我空军之前一直没有解决,但此次解决材料问题以后,发动机成功并不奇怪。我空军新一代发动机将会采用这种先进的金属材料,能够为第五代战机铺平道路。航空发动机制造难度就在于金属上,要知道钢铁的熔点都只有1500度,而航空发动机的涡前温度要高得多,例如F22的F119发动机,其涡前温度高达1700度以上,比钢铁的熔点还要更高,如此高温,即使是钢铁也会融化成铁水,而在这种情况下,对于发动机核心叶片的要求自然非常高。

因此发动机寿命一直是一个问题,即使采用高强度、熔点的合金材料,发动机的寿命也不可能高到哪里去,正常发动机第一次大修时间最多也在2000到3000小时,俄罗斯的AL31发动机还要寿命更短一些,其早期型号大修时间甚至只有300小时,最新的型号才提升到1000小时以上。因此材料越出色,发动机寿命、技术就越高,美国正是因为在材料上的优势,才能研发出一系列的先进发动机,其F119型发动机至今为止依旧是世界上最先进的型号,核心机也应用到了推力更大的F135发动机上,且美国前前后后仅仅生产了549台F119发动机,主要就是认为这些发动机足够目前现役的F22战机直接使用到退役,可见美国对自己发动机的自信。

此外,发动机涡前温度每提升50度,推力就会增加7%左右,F-119发动机的推力比F-110多出了30%左右,除了结构上原因以外,最重要的就是F-119涡前温度高出了200度左右,可见美国在材料上的优势。我空军的下一代涡扇-15发动机未来也必然会采用这种先进的高温金属,除了将推力、推重比提升到F-119级别以外,寿命一会进一步提升,完全可以保证我空军新一代战斗机的作战能力,歼-20目前战斗力不足一个很大的问题就是发动机不足,装备涡扇-10B发动机的歼-20实际上战斗力不完备,只有装备涡扇-15发动机以后,歼-20才能进一步强化,达到能碾压F-22、苏-57的水准。

歼-20发动机不足并不是奇怪,毕竟我空军在发动机上一直远远比不上美俄,随着新一代金属材料研发完毕以及发动机结构的验证,下一代的涡扇-15发动机以及衍生出的一系列发动机装备,我空军作战能力还能大幅提高

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