中企打破美國壟斷自主研發(fā)航空發(fā)動(dòng)機(jī)單晶葉片

2017-10-25 11:37?來源綜合

　　中企打破美國壟斷：中國企業(yè)自主研發(fā)航空發(fā)動(dòng)機(jī)單晶葉片，航空火箭發(fā)動(dòng)機(jī)用到一種稀有金屬錸。中企克服技術(shù)難題，終于成功制造出高速高溫的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)葉片，打破美國長期壟斷。

　　不斷打破國外壟斷中國航空發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵零件國際領(lǐng)先

　　在河北廊坊科技園，一款為無人機(jī)和商務(wù)機(jī)而設(shè)計(jì)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)正在進(jìn)行150小時(shí)試車，考核發(fā)動(dòng)機(jī)在各種狀態(tài)下技術(shù)性能和可靠性及壽命等綜合指標(biāo)。

　　中國科學(xué)院工程熱物理所所長朱俊強(qiáng)：150小時(shí)做完了，首飛保證就沒問題了，可以到不同高度進(jìn)行試飛了，這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)基本定型。

　　十三五期間，我國啟動(dòng)了航空發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)重大專項(xiàng)，航空工業(yè)持續(xù)發(fā)力，不斷縮小與國際一流發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)企業(yè)的差距。

　　中國科學(xué)院工程熱物理所輕型動(dòng)力實(shí)驗(yàn)室實(shí)任徐綱：這一款渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)它的耗油率、壽命指標(biāo)都達(dá)到了國際先進(jìn)水平，國內(nèi)也是個(gè)空白，所有的零件都是自主設(shè)計(jì)、自主生產(chǎn)，尤其是像里面的高溫的單晶渦輪葉片，實(shí)際上就是可以說發(fā)動(dòng)機(jī)里面加工的難點(diǎn)中的難點(diǎn)。

　　單晶葉片處于航空發(fā)動(dòng)機(jī)中溫度最高、應(yīng)力最復(fù)雜、環(huán)境最惡劣的部位，是航空產(chǎn)品第一關(guān)鍵零件，它的鑄造工藝直接決定了航空發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。

　　在這臺1000公斤推力的發(fā)動(dòng)機(jī)中心，核心部件就是眼前這60片單晶葉片。發(fā)動(dòng)機(jī)將空氣進(jìn)行壓縮之后壓入燃燒室，在有限的空間內(nèi)和燃料發(fā)生劇烈燃燒，產(chǎn)生猛烈的燃?xì)鈬娚淞鳎苿?dòng)這些葉片高速旋轉(zhuǎn)，讓看似單薄的零件迸發(fā)出驚人的動(dòng)力，每一片葉片輸出的馬力都相當(dāng)于一臺2.0排量的SUV汽車，溫度大概在1720多度。

　　在1700度的高溫之下，普通金屬是不夠耐熱的。生產(chǎn)單晶葉片，就一定離不開一種珍貴的稀有金屬-錸。

　　在成都航宇超合金技術(shù)有限公司，我們見到了單晶葉片生產(chǎn)中最為關(guān)鍵的金屬—錸。這是人類發(fā)現(xiàn)最晚的天然元素，因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)者是德國化學(xué)家，因此以萊茵河的名稱命名為錸。它在地殼中的含量比所有的稀土元素都小，比鉆石更難以獲取。根據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局的報(bào)告，全球探明的錸儲量僅為2500噸左右。錸的價(jià)格跟白金的價(jià)格相仿，一克大概需要兩三百塊錢。

　　能夠提純錸金屬的，是成都航宇超合金技術(shù)有限公司的母公司，這是一家上市的礦業(yè)公司。2010年，這家公司在其下屬的陜西省洛南縣黃龍鋪鉬礦區(qū)礦山中斟探到錸，儲量達(dá)到176噸，約占全球儲量的7%，僅次于智利、美國、俄羅斯和哈薩克斯坦。近年來，隨著航空工業(yè)的發(fā)展，錸消費(fèi)量的年均增長率為3%，雖然價(jià)格不菲，卻一直處于供不應(yīng)求的狀態(tài)。

　　成都航宇超合金技術(shù)有限公司董事長張政：我們原來最初的想法是把錸生產(chǎn)出來。交給國內(nèi)的用戶。我們每年增加我們的收益，對上市公司就是一個(gè)很好的幫助。

　　美國是最大的錸金屬消費(fèi)國，控制著全球銷售市場，一直處于壟斷地位。由于錸可以廣泛應(yīng)用于噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)，全球約80%的錸用于生產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)，其在軍事戰(zhàn)略上有重要意義。為了維持在航空工業(yè)的優(yōu)勢地位，美國和其它一些西方國家常年針對中國進(jìn)行材料和技術(shù)封鎖。

　　成都航宇超合金技術(shù)有限公司副總經(jīng)理宋陽：它有一些區(qū)域是限制中國人進(jìn)入的，他們不希望這樣的一些技術(shù)機(jī)密，或者是技術(shù)信息被中國所了解和掌握。

　　越是封鎖，就越說明航空發(fā)動(dòng)機(jī)的戰(zhàn)略重要性，就越需要突破。礦業(yè)公司董事長張政拍板做了一個(gè)重要的決定：自己生產(chǎn)用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的單晶渦輪葉片。

　　2012年7月，國務(wù)院印發(fā)《“十二五”國家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，將航空裝備產(chǎn)業(yè)列為高端裝備制造產(chǎn)業(yè)中的第一個(gè)項(xiàng)目，明確提出要突破航空發(fā)動(dòng)機(jī)核心關(guān)鍵技術(shù)，加快推進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)化。國家層面大力倡導(dǎo)，然而生產(chǎn)設(shè)備的采購卻面臨著巨大的困難——國外巨頭再次相對中國進(jìn)行技術(shù)封鎖，生產(chǎn)設(shè)備中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)——熱處理爐因?yàn)槲鞣絿业姆怄i卡了殼。

　　幾大航空發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)公司所使用的，都是航空工業(yè)專用的一級熱處理爐。但是因?yàn)槲鞣絿业膰?yán)密封鎖，能夠生產(chǎn)這類設(shè)備的廠商根本無法將設(shè)備銷售給中國的企業(yè)，而國內(nèi)的企業(yè)也只能生產(chǎn)二級爐。

　　宋陽：二級爐，就是溫度差正負(fù)5度，從正負(fù)3到正負(fù)5度，這一點(diǎn)點(diǎn)的差距，設(shè)備的結(jié)構(gòu)熱處理之后的效果差距是非常明顯的。

　　時(shí)間不等人，專家組另辟蹊徑，嘗試用電子行業(yè)的一級熱處理爐來替代傳統(tǒng)的航空工業(yè)一級熱處理爐。這種跨行業(yè)的混搭在航空發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)領(lǐng)域是一個(gè)前所未有的大膽嘗試，成功與否誰都沒有把握，幸運(yùn)的是這個(gè)爐子比原來想象的，正負(fù)3度的偏差更低，它正負(fù)只偏差了2.1度，這幾乎是比一級爐還要精密。

　　解決好了熱處理爐的問題，但他們緊繃的神經(jīng)依然沒有絲毫放松。因?yàn)檎麠l生產(chǎn)線依然還差一臺單晶澆鑄環(huán)節(jié)最重要的設(shè)備—單晶爐。幾經(jīng)輾轉(zhuǎn)，他們又找到英國一家單晶爐的供應(yīng)商，提出了定制化要求。

　　宋陽：剛開始的時(shí)候它對于一個(gè)中國的廠商能夠生產(chǎn)單晶葉片，他們更多是想賣一臺設(shè)備到中國來，但是并沒有想幫助我們把這件事給做成。

　　2015年7月22日，成都航宇第一批產(chǎn)品出爐，合格率一鳴驚人。這家專業(yè)的單晶爐制造商不由得對這位行業(yè)新入者另眼相看。

　　成都航宇超合金技術(shù)有限公司董事長張政：這個(gè)成品率高到這個(gè)爐子的生產(chǎn)商都很高興，他專門飛過來跟我們慶祝了一次，他做了幾十年的這個(gè)專業(yè)設(shè)備，實(shí)驗(yàn)性開爐的第一爐產(chǎn)品，做到全球最高的成品率。

　　成都航宇超合金技術(shù)有限公司副總經(jīng)理宋陽：我覺得中國這么多年的這個(gè)經(jīng)驗(yàn)，凡是國外對中國進(jìn)行封鎖的，靠著我們自己的自力更生艱苦奮斗，我們都能夠在這個(gè)領(lǐng)域取得突破。　　本文“”來源：http://www.f0574.cn/keji/hangtian/69614.html，轉(zhuǎn)載必須保留網(wǎng)址。

編輯： yujeu