老外一直想不通, 他们积累了70年的技术, 居然被中国用5年突破
在工业发展领域 ， 尤其是精密零部件制造 ， 中国与西方至少有着几十年差距 。 其中重型燃气轮机就是被封锁的一项 。 早在1939年 ， 西方燃气轮机就已经进入实用化阶段 ， 便开始迅速发展 。 军用领域的舰艇、大型船舶、航母 ， 民用领域的水电发电机组、风力发电机组都需要燃气轮机做驱动 。 数据统计 ， 我国重型燃气轮机使用目前已超过100台 ， 而其中的核心部件均由西方提供 。 当我们想要西方传授技术时 ， 国际厂商放话称：想要核心技术 ， 除非你们全资收购我们 。
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按时间来算重型燃气轮机已经被西方封锁了70多年 ， 直到2008年中国才研发了R0110重型燃气轮机 ， 实现了中国自主设计研发重型燃气轮机零突破 ， 不过该燃气轮机输出功率仅为11.45万千瓦 ， 只能满足万吨级船舶使用 ， 而国际燃气轮机的最高功率已经达到几百兆瓦 。 有人曾说燃气轮机是世界上最难制造的机械设备 ， 在研发中它涉及到结构力学、材料学、气体动力学、工程热力学、转子动力学、流体力学等等诸多学科 ， 是名副其实的集大成之作 。 其中最难制造的则是燃机叶片 ， 在运转时燃气轮机内部温度最高可达1670度 ， 远远超过火山喷发岩浆温度 ， 目前没有一种材料可以承受这种高温 。 此外 ， 当叶片高速旋转时 ， 叶尖部位要承受自身重力10000倍的离心力 ， 普通金属材料进去 ， 分分钟会甩成面条 。
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目前 ， 西方针对这一问题的解决方法是在叶片制造中加入镍基和钴基合金 ， 并利用空气冷却原理来降低工作温度 ， 其中 ， 西门子集团研发的叶片可以顶得住满负荷1分钟13000转 ， 同时可以扛住1250摄氏度的工作温度 ， 而更重要的是 ， 该叶片是3D打造制造 ， 价格非常低 ， 可以大批量化生产 。 荷兰也是目前制造燃气轮机最先进的国家之一 。 中国的R0110虽然功率低 ， 但也是世界上第5个具备重型燃气轮机研制能力的国家 。 此外 ， 它的成本极低 。 西方最初的燃气轮机研发往往需要几十亿美元 ， 而且经历了半个多世纪才开始成熟 ， 而中国科研人员却用6亿人民币就搞了出来 ， 还只花了短短5年时间 。
经过10年发展 ， 近日 ， 我国重型燃气轮机也取得重大突破 ， 2019年9月27日 ， 由中国自主研发的首台F级50兆瓦重型燃气轮机整机正式下线 。 该设备由我国东方电气集团公司研发 ， 在首次测试8个燃烧筒同时点火燃烧并稳定运行 。 整机点火试验一次成功 ， 标志着我国从制造大国向制造强国开始转变 。 东方电气负责人称 ， 早在2009年研发人员就开始相关研发 ， 那会儿研究团队的实验数据与制造经验都是零 ， 所以初期开展起来非常困难 ， 整个燃气轮机零部件多达上万个 ， 后来科研人员慢慢摸索 ， 随着试验次数的增多以及经验累积 ， 团队慢慢有了研究方向 ， 并取得了一系列成果 。
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其中在2017年 ， 压气机、燃烧器后 ， 透平等三大核心部件相继取得了重大进展 ， 这三大核心部件也是西方封锁最严厉的零部件 ， 最终建成了国内第一台高比压 ， 大流量重型燃气轮机 。 如果说世界最先进的燃气轮机位于金字塔顶部的话 ， 在中国此次突破的F级燃气轮机还处于最底部 。 燃气轮机一般按照燃烧温度划分等级 ， 其中1100摄氏度、1200摄氏度为F级 ， 1300摄氏度度为G级 ， 最高的是H级 ， 燃烧温度可以达到1400摄氏度 ， 西方的F级燃气轮机输出功率在200兆瓦到300兆瓦之间 ， 中国则只有50兆瓦 ， 不过对我国仍有着重大意义 。
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西方燃气轮机从设计到研发经历了半个世纪 ， 而从几十千瓦提升到几百兆瓦只用了短短20年 。 此外 ， 我国研发的50兆瓦燃气轮机足以满足发电使用 ， 如果两台配合使用 ， 可以驱动一艘中型航母 。 据负责人表示 ， F级50兆瓦重型燃气轮机预计在2020年左右完成验证任务 。 2021年将会正式投入试验电站运行 。 此外 ， 基于此产品科研人员已经着手更高等级的燃气轮机研发 ， 相信在未来10年内属于中国的重型燃气轮机也将迎来井喷式发展 ， 让我们一起为科研人员加油 。
曾导致欧洲航发巨头破产的技术 ， 被中国掌握 ， 已进入试制生产阶段
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对于现在的大国来说 ， 航空工业已经成为不可忽视的重要部分 ， 不论是民用领域还是军用领域 ， 其都占据着重要的地位 。 而其中的航空发动机领域 ， 就是我们存在的短板之一 。 但幸运的是 ， 我们一直在这领域攻坚 ， 时常出现一些好消息 ， 而近日更是有了新的突破 。
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据国内媒体近日的报道称 ， 江苏在近日传出了好消息 ， 江苏新扬新材料公司参与研制的复合材料风扇叶片已经进入了试制作生产阶段 ， 这也意味着中国已经在复合材料叶片研制上有了突破 。 这项关键技术的掌握也代表着 ， 国产大涵道比涡扇发动机的升级 ， 已经没有什么问题 。
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而这种大涵道比涡扇发动机 ， 正是运-20以及C-919所使用的 ， 这也意味着运-20以及C-919未来将可能用上更贴切自己的“中国心” 。 通过报道我们可以了解到 ， 目前使用这种复合材料风扇叶片的航发 ， 已经开始了研制 。
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风扇叶片是这种大涵道比涡扇发动机的关键部件之一 ， 而此次取得突破的复合材料叶片 ， 其主体结构是由碳纤维增强高韧性复合材料构成 ， 具有更高的强度、更好的抗疲劳性 。 而风扇叶片性能的好坏就很大程度上决定了发动机的性能 。
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可以这么说 ， “有优秀发动机叶片的发动机不一定是好的发动机 ， 但好的发动机一定有着好的发动机叶片 。 ”截止到目前 ， 也只有美国GEnx发动机是唯一采用了复合材料叶片的发动机 ， 可见其这种关键技术的难度 。
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从理论上讲 ， 凭借着重量轻、成本低、抗颤振性能好 ， 用复合材料风扇叶片的发动机将更好的发展前景 。 尤其是近几年我们在碳纤维技术上先后在T800和T1000上取得的进步 。 中国航发未来的发展之路 ， 将变得更加的平坦 。
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而需要提及的是 ， 欧洲最大的航空发动机巨头 ， 罗尔斯·罗伊斯也就是我们常说的劳斯莱斯 ， 就曾在复合材料叶片的研制上折翅 。 当年其罗罗公司在研制特有的三转子RB211型发动机时 ， 就因为复合材料风扇叶片技术没有过关 ， RB211发动机项目研制周期拖延过长 ， 最终导致资金链出现问题而被迫宣布破产 。 还是英国出面收归国有 ， 才让罗罗公司能存续至今 。
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【老外一直想不通, 他们积累了70年的技术, 居然被中国用5年突破】值得一提的是 ， 在C-919发动机相关方面得到了好消息的时候 ， 波音的一个消息让C-919双喜临门 。 737MAX的停产 ， 也将让C-919受到更多国家的重视 ， 毕竟在中国牵头做出一项保障各国人民安全的全球倡议之后 ， C-919的安全性必定会得到极高的重视 。
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