近些年各行各业都发展迅速,但是我国航空工业却依旧深受“心脏病”的纠缠。发动机作为飞机的心脏,技术含量极其之高,这种极度复杂和精密的机械,实际上全世界也只有美国、俄罗斯、法国、英国这四个国家能够独立完成航空发动机的研制工作。
其他国家基本都不具备独立自主研制航空发动机的能力,中国作为五常之中唯一一个不能研制航空发动机的国家,飞机一直都有着“心脏病”的困扰。
为了解决这一问题,我国就开始了发动机的自主研发项目,在设计之初,还考虑到了它不止需要服务于军用,还得思考民用,为此设计研发就必须考虑到性价比的问题。当然,最终也还是得到了涡扇-15“峨眉”这款我国独立自主研发的航空发动机,可惜我国在于另外四国在该领域总体依旧存在天堑般的巨大差距。
该技术领域中的最大的问题就是材料的制造,因为气缸、活塞、压气机、燃烧室等部件都对耐高温和应力承受等都提出了极高的需求。上世纪40年代之前,由于材料技术的不足,虽然早已有了研发喷气机的理论,却一直发展缓慢,到50年代,英国成功开发镍基高温合金,喷气机才真正走上了历史舞台。而现在的航空发动机,为了满足材料的需求,已经发展到了第四代的单晶合金了。
我国在航空发动机领域一直落后于世界各国,其中很重要的一个原因就是航空材料行业一直落后于世界先进水平,而近日,都发生了改变。曾经陈光教授团队为了改变发动机受限于材料技术落后的局面,开始了研究工作。当时他们团队并没有选择以己之短攻彼之长,继续死磕镍基合金,选择研究的是航空发动机材料制造技术的未来——钛铝合金,它相较于镍基合金,除自身质量小外,还有着强度大,塑性高等多方面的优点,只是一直受限于温脆性大和服役温度低的问题,所以一直没有办法代替镍基合金。
为了解决这一难题,他们研制出了PST钛铝单晶,终于解决了钛铝合金耐高温性能不足的问题,现在已知的是高温PST钛铝单晶在强度质量、使用寿命、屈度强度等各个方面的性能均已达到了世界先进水平,甚至在某些领域,能够超过美国同类产品1到2个数量级。有了陈光教授团队研发的PST钛铝单晶,未来我国的航空工业极有可能成功摆脱“心脏病”的困扰。