北京有色金属研究总院研究生部社会实践中期报告题目：国内航空发动机制造水平的调研项目类型：专业领域调研负责人：薛倩楠成员：李龙飞，王山山，宋扬日期：2014.06.05一、调研背景作为飞机的心脏,航空发动机的设计、材料与制造技术的进步对航空工业的发展起着关键性的作用，是构成国家实力基础和军事战略的核心技术之一。随着航空科技的迅速发展，航空发动机必须满足超高速、高空、长航时、超远航程的新一代飞机的需求。发达国家在策略上对内优先发展，对外严密封锁，我国航空发动机研制任重道远。近年来，航空工业发达国家都在研制高性能航空发动机上投入了大量的资金和人力，实施一系列技术开发和验证计划，如“先进战术战斗机发动机计划（ATFE）”、综合高性能涡轮发动机技术（IHPTET）计划”及后续的VAATE计划、英法合作军用发动机技术计划（AMET）等。中国政府也加大了在航空发动机研制的投入力度，中国航空发动机起飞进入倒计时。二、调研目的及意义2.1航空发动机简介航空发动机是为航空器提供飞行所需推力（或拉力）的热力机械，基本可分为活塞式发动机与空气喷气式发动机两大类。图1为航空发动机的分类。图1航空发动机分类以上为传统分类，随着时代发展，新概念航空发动机已初见端倪，如多核心发动机、组合发动机、微波发动机以及模拟昆虫扑翼飞行的电致伸肌动力发动机等等。先主要为燃气涡轮发动机。燃气涡轮发动将转动的压气机和涡轮连接在同一根轴上，两者之间装有热源（燃烧室），空气连续不断地被吸入压气机，压缩增压后进入燃烧室中喷油燃烧成为高温高压燃气，再进入涡轮中膨胀做功。膨胀做功分成两部分：一部分通过传动轴传给压气机，用以压缩吸入燃气涡轮发动机的空气；另一部分对外输出，作为飞机的动力装置。如图2.图2航空燃气涡轮发动机结构简图2.2国内发展状况综述目前中国在航空发动机的材料应用方面与国外的差距非常大，以至于中国民用的发动机全部依赖进口。军用发动机的材料应用也不甚理想，发动机的平均无故障时间，平均大修时间、平均寿命等关键指标与国外仍有较大差距。航空发动机主轴承是航空发动机的关键部件之一，在高速、高温、受力复杂的条件下运转，其质量和性能直接影响到发动机性能、寿命和可靠性。目前国外发达国家航空发动机主轴承的寿命均能达到1万小时以上，完全可以满足大飞机发动机主轴承的寿命需求。而我国目前航空发动机的主轴承寿命基本在900h以内，主轴承寿命不如西方1/10。但近年来我国在航空发动机方面取得了可喜的进展。上海大学自主研发的30厘米长的涡轮单晶叶片，是晶体生长工艺上一次突破，也是我国自主培养的最长一块单晶叶片，但与国外最先进技术相比，还有5—10厘米的差距。我国发动机在技术、材料、生产上发展都是难题，光是军用发动机就落后欧美俄二三十年。技术难：比如要保持燃油火焰在以每秒100多米高速流动的高压气流中稳定燃烧，就要通过燃烧室结构设计，采取冷却手段，降低燃烧室筒壁的温度。材料难：目前国外发达国家的发动机主轴承的寿命都在1万小时以上，而我国的基本在900小时以内。而现代高性能航空发动机都采取一些高强度、耐高温材料，包括钛、镍、铝、复合材料以及镍基和钴基超耐热合金。有分析认为，中国现在超耐热合金还不能完全自给，据估计中国每年超耐热合金的生产量约为10000吨，而需求量则为20000吨。更有专家指出，制造发动机风扇的复合材料目前国内做不出来。工业化难：在实验室制造一片叶片是一回事，而批量生产数以千计的标准化且性能可靠的叶片则完全是另一回事。一台喷气发动机往往需要400～500片各类叶片，稳定的量产质量是发动机制造业的必需。拿一款军用的发动机举例，2010年11月有媒体报道，一款名为涡扇10“太行”的发动机已投入批生产，将用于装备歼11B。尽管如此，仍然有证据表明中航工业在扩大涡扇10量产过程中质量稳定性控制存在问题，造成发动机可靠性不足，中国战机仍然严重依赖俄罗斯进口发动机。经过多年努力,我国军用航空发动机研制取得一定突破,尤其是WP、WS9和WS10的研制成功,标志着我国航空发动机研制能力上升到新的台阶。2.3调研可行性分析1)调研主题的可行性航空发动机的...
