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[发动机]尾部"喷火"不断 发动机工作温度高达2000℃ 叶片材料是关键


江苏龙网_原标题是：尾部"喷火"不断 发动机工作温度高达2000℃ 叶片材料是关键
[发动机]尾部"喷火"不断 发动机工作温度高达2000℃ 叶片材料是关键
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"喷火"的战机尾喷口
作为飞机最重要的部分 ， 发动机一直都是人们津津乐道的对象之一 。 现代航空发动机工作时 ， 内部温度可以达到2000℃ ， 然而钢铁的熔点仅在1538℃左右 ， 看起来只有使用自然界最耐高温的纯金属材料——钨这种熔点高达3400℃的金属 ， 才能达到发动机的耐热要求 ， 可是钨的生产非常困难 ， 并且价格高昂 ， 储量也不多 ， 显然无法成为制造发动机的主要材料 。 这就让很多人都有了一个疑问："发动机是怎样保证自己不被高温熔化的呢？"
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航空发动机结构解剖图
涡扇发动机从进气口吸入空气 ， 经压气机处理的空气和雾化燃油混合后被点燃 ， 形成高温高压燃气 ， 燃气推动高中低三级涡轮做功 ， 并且由于涡轮和压气机共轴的原因 ， 又可以驱动进气道和压气机工作 ， 这样就形成了一个完整而稳定的循环系统 ， 既能为战机提供稳定的动力来源 ， 又能保证发动机自身不易停机 。
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两名触摸发动机尾喷的军人 ， 可见由于良好的材料性能 ， 尾喷部分温度并不高
从涡扇发动机的工作过程中不难看出 ， 发动机内部能产生高温的区域并不多 ， 事实上也确实如此 ， 发动机内部达到2000℃高温的区域一般只是燃烧室 ， 这也就不需要整个发动机都用钨及其合金来打造 。 然而另很多人想不到的是 ， 就连燃烧室 ， 也不是用钨及其合金材料打造的 。
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航空发动机叶片
人类目前已经拥有了非常成熟的合金材料技术 ， 不仅可以通过在燃烧室表面进行陶瓷镀膜处理来达到散热的目的 ， 更拥有像单晶空心叶片一样的技术来保证在燃烧室内工作或者需要承受高温高压燃气的构件拥有了优秀的耐热性和稳定性 。 不过发动机叶片的生产制造有着非常严格的工业标准 ， 要求整个涡轮的质量均匀分布 ， 并且内部叶片内部的空心情况也有着细致入微的规定 。 也正是因为这些条件的限制 ， 世界上能够独立制造航空发动机乃至生产五代机的国家并不多 。
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世界上最大的稀土矿区——内蒙古白云鄂博矿区
航空发动机生产中不仅仅需要像钢铁一样的普通材料 ， 有时也需要稀土元素 。 稀土元素常常用在发动机叶片镀膜或成型工艺上 ， 是非常关键的材料之一 ， 好在国内目前拥有世界上最大的稀土矿区 ， 物质上并不制约航空发动机的发展 。 像WS-10、WS-15这样性能优秀的涡扇发动机正在逐步列装部队 。
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正在更换发动机的F/A-18大黄蜂舰载机
【[发动机]尾部"喷火"不断 发动机工作温度高达2000℃ 叶片材料是关键】值得一提的是 ， 目前美军使用的航空发动机寿命都在4000小时以上 ， 并且发动机性能都远超其他国家 。 但是一方面美国在发动机设计和材料选取等方面相较其他国家都拥有更雄厚的财力支持 ， 另一方面美军在役飞机数量众多 ， 通过大量的数据堆叠积累了丰富的经验 ， 其中更是摸索出通过更换发动机来保证战机持续飞行能力的独特思路 ， 在航空发动机上的差距 ， 还要慢慢追赶 。


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