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第一百八十五章技術大會(8/10)
航空發動機的渦輪機,原理和汽車的渦輪增加發動機原理很類似,就是利用排氣、流體衝擊葉輪轉動來產生動力。
不管是高速飛行帶來的空氣流動,還是燃燒室作用下產生的高溫、高壓,目的都是為了增加排氣速度,來讓渦輪機實現高強度運轉。
航空發動機的渦輪機,最關鍵的技術就是葉片材料,渦輪葉片,也是航空發動機的三大高壓部件之一。
渦輪葉片會提供巨大的動力,代價是承受遠超過其金屬熔化溫度的高溫以及過萬牛頓的離心拉伸應力,也就是渦輪葉片要能承受高溫與高壓,就必須要儘可能的耐高溫、擁有高強度。
“我們都知道,在發動機渦輪和風扇設計水平相同的前提下,渦前的溫度每提高100K,推力增加大概百分之十五!”柳院士說道:“但是耐高溫、耐高壓就是我們受限制的地方!”
“高溫是渦輪葉片的第一道坎,溫度動則一兩千度,甚至更高,而高效的葉片不能設計成實心,需要在一個葉片上,打上幾百上千個冷氣通道口!”柳院士認真著說道:“這個會對材料強度的要求非常的高。現在研製出的發動機,材料限制不止是動力,壽命也是個問題。”
“目前業內京城航空材料研究院水平毫無疑問達到第一。。。。。。”柳院士介紹著如今渦輪葉片材料的最新成果,以及正在研發的有可能在這兩三年會取得突破的。
京城航空材料研究院,建於1956年,可以說有著悠久歷史,底蘊非常深厚。其擁有包括先進複合材料國防科技重點實驗室在內的22個研究室、2個試驗加工廠、13條中試生產線和20餘家聯營廠,是專業齊全、裝置儀器先進、知識密集的大型研究院。其本身職工將近3000人,一大半是科技人員,而且研究院還設有研究生部,有博士和碩士學位授予權。
京城航空材料研究院至今已經取得2000餘項科研成果,其中部級以上重大成果600餘項,獲得國家自然科學獎、發明獎和科技進步獎等150餘項,可以說代表著華夏複合材料的最高水平。
每年的科技大會,發明獎、科技進步獎總是少不了京城航空材料研究院的身影。
秦元清在柳院士說完後,方才說道:“從您剛才介紹的情況來說,目前京城航空材料研究院的DD2、DD3、DD4等D系列耐高溫材料,都是單晶鎳的方向,‘單晶’是一種有優勢的方法,但也只是方法而已。”
隨後秦元清交給柳院士配方,讓柳院士進行驗證。
現在研究院沒辦法進行這個層次的驗證,但是秦元清以柳院士的人脈,完全可以搞定。
柳院士雖然覺得這事挺扯淡的,要是隨便一個配方就能解決,他們這些搞材料的怎麼會愁得腦袋都禿了。
不過秦元清是院長,現在研究院又有錢,反正就當作試錯成本。
看著柳院士離去,秦元清繼續對準發動機的風扇:“此次航空發動機的風扇,採用3級風扇設計,第1級風扇葉片採州寬弦、空心設計,這與用於波音777的Pw4084發動機採用的空心葉片結構相同,即葉片由葉盆、葉背兩塊型板經擴散連線法連線成一整葉片,在連線前,先將兩板接合面處縱向地銑出幾條槽道形成空腔。。。。。。。用鈦合金制的3級風扇轉子採用整體葉盤結構,用線性摩擦焊的加工方法加工整體葉盤!”秦元清對著風扇設計組說道。
線性摩擦焊,是一種固態連線技術,類似於擴散連線。擴散連線是將兩個需連線的零件的連線面緊緊靠住,在高溫、高壓下,兩零件配合表面間形成了材料原子的相互轉移,最終使兩者緊密連線成一體。在這種連線中,由於相連線處的材料並未熔化.因而不會出現一般焊接中易發生的脫焊現象。從結構上講,連線處看不出“焊縫“來,且其強度與彈性均優於本體材料。線性摩擦焊與擴散連線不同處在於:在擴散連線中,連線的工件是在爐中加溫使其達到高溫的;而線上性摩擦焊中,工件的高溫是透過兩配合面間的相互高頻振盪產生的。
風扇設計室的負責人是白院士,白院士今年60歲,一直從事航空發動機風扇設計,他越看秦元清弄的這個風扇設計圖,眉頭越是皺緊。
他發現秦元清的這個風扇設計和崑崙發動機、太行發動機都有不小的差別。比如風扇進口處採用了可變彎度的進口導流葉片,三級靜子採用了彎曲設計。
“白院士,這方面的設計最佳化,交給你了!”秦元清看向白院士。
有些東西就是這樣,新鮮的東西,老一輩的會難以接受,可是難以接受沒關係,只要認真去驗證,深入去了解,就能夠品嚐到其中的好處。
比如這個彎曲靜子葉片,可是能提高風扇、壓氣機效率與喘振裕度。
當然,秦元清也知道,F119雖然是現在世界先進航空發動機,但是也並非是完美髮動機,所以也沒有強調一個都不能修改,只要有辦法最佳化,那就最佳化。