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中企打破美垄断 造出航空发动机核心部件

 飞鸟

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   铼这种金属很稀缺,每年全世界的产量仅仅只有40多吨,它非常昂贵,价格与白金的价格相仿。它之所以价值连城,还因为它在航空和国防制造业中能发挥非常重要作用。

  在河北廊坊科技园,一款为无人机和商务机而设计的航空发动机正在进行150小时试车,考核发动机在各种状态下技术性能和可靠性及寿命等综合指标。

  中国科学院工程热物理所轻型动力实验室实任徐纲:这一款涡扇发动机它的耗油率、寿命指标都达到了国际先进水平,国内也是个空白,所有的零件都是自主设计、自主生产,尤其是像里面的高温的单晶涡轮叶片,实际上就是可以说发动机里面加工的难点中的难点。

   单晶叶片处于航空发动机中温度最高、应力最复杂、环境最恶劣的部位,是航空产品第一关键零件,它的铸造工艺直接决定了航空发动机的性能。 

  在这台1000公斤推力的发动机中心,核心部件就是眼前这60片单晶叶片。发动机将空气进行压缩之后压入燃烧室,在有限的空间内和燃料发生剧烈燃烧,产生猛烈的燃气喷射流,推动这些叶片高速旋转,让看似单薄的零件迸发出惊人的动力,每一片叶片输出的马力都相当于一台2.0排量的SUV汽车,温度大概在1720多度。

   在1700度的高温之下,普通金属是不够耐热的。生产单晶叶片,就一定离不开一种珍贵的稀有金属-铼。 

  铼是人类发现最晚的天然元素,因为发现者是德国化学家,因此以莱茵河的名称命名为铼。它在地壳中的含量比所有的稀土元素都小,比钻石更难以获取。根据美国地质调查局的报告,全球探明的铼储量仅为2500吨左右。铼的价格跟白金的价格相仿,一克大概需要两三百块钱。 

  美国是最大的铼金属消费国,控制着全球销售市场,一直处于垄断地位。由于铼可以广泛应用于喷气式发动机和火箭发动机,全球约80%的铼用于生产航空发动机,其在军事战略上有重要意义。为了维持在航空工业的优势地位,美国和其它一些西方国家常年针对中国进行材料和技术封锁。 

  2012年7月,国务院印发《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》,将航空装备产业列为高端装备制造产业中的第一个项目,明确提出要突破航空发动机核心关键技术,加快推进航空发动机产业化。国家层面大力倡导,然而生产设备的采购却面临着巨大的困难——国外巨头再次相对中国进行技术封锁,生产设备中的关键环节——热处理炉因为西方国家的封锁卡了壳。

  几大航空发动机生产公司所使用的,都是航空工业专用的一级热处理炉。但是因为西方国家的严密封锁,能够生产这类设备的厂商根本无法将设备销售给中国的企业,而国内的企业也只能生产二级炉。 

  专家组另辟蹊径,尝试用电子行业的一级热处理炉来替代传统的航空工业一级热处理炉。这种跨行业的混搭在航空发动机的生产领域是一个前所未有的大胆尝试,幸运的是这个炉子比原来想象的,正负3度的偏差更低,它正负只偏差了2.1度,这几乎是比一级炉还要精密。

  

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