近些年各行各業都發展迅速,但是中國航空工業卻依舊深受“心臟病”的糾纏。發動機作為飛機的心臟,技術含量極其之高,這種極度複雜和精密的機械,實際上全世界也只有美國、俄羅斯、法國、英國這四個國家能夠獨立完成航空發動機的研製工作。
其他國家基本都不具備獨立自主研製航空發動機的能力,中國作為五常之中唯一一個不能研製航空發動機的國家,飛機一直都有著“心臟病”的困擾。
為了解決這一問題,中國就開始了發動機的自主研發專案,在設計之初,還考慮到了它不止需要服務於軍用,還得思考民用,為此設計研發就必須考慮到價效比的問題。當然,最終也還是得到了渦扇-15“峨眉”這款中國獨立自主研發的航空發動機,可惜中國在於另外四國在該領域總體依舊存在天塹般的巨大差距。
該技術領域中的最大的問題就是材料的製造,因為氣缸、活塞、壓氣機、燃燒室等部件都對耐高溫和應力承受等都提出了極高的需求。上世紀40年代之前,由於材料技術的不足,雖然早已有了研發噴氣機的理論,卻一直髮展緩慢,到50年代,英國成功開發鎳基高溫合金,噴氣機才真正走上了歷史舞臺。而現在的航空發動機,為了滿足材料的需求,已經發展到了第四代的單晶合金了。
中國在航空發動機領域一直落後於世界各國,其中很重要的一個原因就是航空材料行業一直落後於世界先進水平,而近日,都發生了改變。曾經陳光教授團隊為了改變發動機受限於材料技術落後的局面,開始了研究工作。當時他們團隊並沒有選擇以己之短攻彼之長,繼續死磕鎳基合金,選擇研究的是航空發動機材料製造技術的未來——鈦鋁合金,它相較於鎳基合金,除自身品質小外,還有著強度大,塑性高等多方面的優點,只是一直受限於溫脆性大和服役溫度低的問題,所以一直沒有辦法代替鎳基合金。
為了解決這一難題,他們研製出了PST鈦鋁單晶,終於解決了鈦鋁合金耐高溫效能不足的問題,現在已知的是高溫PST鈦鋁單晶在強度品質、使用壽命、屈度強度等各個方面的效能均已達到了世界先進水平,甚至在某些領域,能夠超過美國同類產品1到2個數量級。有了陳光教授團隊研發的PST鈦鋁單晶,未來中國的航空工業極有可能成功擺脫“心臟病”的困擾。