未来5年中国军用航空发动机对高温合金需求测算
未来5 年中国军用航空发动机对高温合金需求测算
中投顾问在《2018-2022 年中国高温合金产业投资分析及前景预测报告》中表示，航空航天领域是高温合金最主要的应用领域，高温合金材料最初就是应用于航空航天领域，之后才逐渐应用到电力工业、汽车工业、石油石化、玻璃建材等诸多工业领域，其中，又尤以军工需求为主。
接下来对军用航空发动机对高温合金的需求进行测算。
测算的基本假设有：先进航空发动机平均寿命约3000 小时；我国空军平均每年训练时长约200 小时以上，且每台发动机均配一台备份发动机；现有及新增军用飞机双发和单发飞机数量比例为1:1；单台发动机重量为1.5 吨，高温合金用量占比为50%，高温合金部件平均成材率30%。
根据《世界空军》报告，我国2016 年军用飞机数量达2955 架，总量落后于美国和俄罗斯，居全球第三位；我国2016 年军用飞机数量相比2011 年增加357 架，计算可得复合年增长率为2.75%。若保持该复合年增长率，预计未来15 年我国将新增军用飞机数量达1484 架。基于现有及新增军用飞机单发和双发数量比例为1:1 的基本假设估计，未来15 年我国将新增军用航空发动机数量达8886 台，新增高温合金原材料需求量达22215 吨。
军用先进航空发动机为先进战机的心脏，而高温合金又是先进航空发动机的关键原材料。由于英、美能发动机和高温合金强国对我国实行武器禁运和出口管制，我国只能从俄罗斯、乌克兰等国家进口发动机整机，国产航空发动机高温合金制品均为自产。
因此，我们可以通过估算国产和进口航空发动机的比例来测算我国军用航空发动机高温合金进口比例。我国需从俄罗斯进口发动机的机型主要为
2020清华大学航空发动机研究院考研考研大纲目录参考书考研经验考研难度解析-盛世清北
2020清华大学航空发动机研究院考研大纲目录参考书考研经验考研 难度解析-盛世清北 航空发动机被誉为“工业皇冠上的明珠”，是世界上公认的核心技术门槛最高、整体结构最复杂的工业产品，反映了一个国家的科技、工业和国防的综合实力。近年来，清华大学多措并举促进航空发动机研究发展。学校已依托航天航空学院、能源与动力工程系、汽车工程系等成立了多学科交叉的航空发动机研发平台，此外，清华大学还承担了航空发动机和燃气轮机等相关项目研究100余项。 揭牌仪式上，清华大学校长邱勇表示，清华大学具有开展航空发动机研究的良好基础，同时积聚了相关的人才和学科支持。航空发动机研究院将立足国家发展前景，聚焦基础科学人才培养，加强与航空产业界紧密合作，共同推动我国航空发动机事业的创新发展。 据介绍，清华大学航空发动机研究院具有工科基础齐全雄厚、国际交流便利及军民融合深入三大优势。研究院计划在2020年完成科研机构设置和100人左右的队伍建设，并利用2025年到2029年五年时间对标国际化的航空发动机先进技术，在部分核心技术上具备比较优势。2030年到2039年能够形成新一代航空发动机创新理论和关键技术，成果产出和转化显著，为“高、远、快、智”飞行器动力提供支撑。 一、招生目录 盛世清北老师解析： 清华大学航空发动机研究院为清华大学2018年12月18日新成立的学院，将通过人才培养、学科支持等途径，进一步加强与产业界深度融合，推动我国航空发动机事业创新发展。 清华大学航空发动机研究院，设计专业有航空宇航科学与技术，其专业研究方向为行家哦那个宇航科学与技术，初试科目①101 思想政治理论②201 英语一或 202 俄语③301 数学一④960 理论力学，复试内容：材料力学。 盛世清北，专注专注清北考研-保研-考博10年品牌，只为报考清华北大硕博考生及清华北
航空发动机和燃气轮机耐高温叶片
附件4 航空发动机和燃气轮机耐高温叶片 “一条龙”应用计划申报指南 一、产业链构成 面向航空发动机和燃气轮机等应用领域，以提高高温合金精密铸造涡轮叶片质量和可靠性为核心，组织产业链各环节优势力量，推动重点项目攻关，突破单晶高温合金母合金纯净度控制、复杂定向/单晶涡轮叶片制备、长寿命热障涂层设计与制备等关键技术，带动上游原辅材料产业、高端装备产业等相关产业互融共生、分工合作、利益共享，推进产业链协作发展，形成上下游产业对接顺畅的应用示范全链条，推动航空发动机和燃气轮机的开发、生产和应用。 关键产业链条环节 序号产业链环节航空发动机叶片地面燃气轮机叶片 1上游原材料√√ 2关键设备制造√√ 3高性能涡轮叶片合金开发√√ 4高纯净度母合金制备√√ 5涡轮叶片精密铸造√√ 6涡轮叶片机加√√ 7涡轮叶片制孔√√ 8涡轮叶片焊接√√ 9涡轮叶片热障涂层√√ 10下游应用√√ 二、目标和任务 （一）上游原材料 1.母合金用原材料 （1）环节描述及任务。开发镍、钽、铼等原材料制备技术，提
高原材料的杂质元素含量控制水平，为涡轮叶片用铸造高温合金熔炼提供优质原材料，为母合金锭纯净度控制奠定基础。 （2）具体目标。具备优质原材料生产能力，镍、钽、铼等具体化学成分控制要求如下表所示： 表1镍的化学成分控制要求 表2钽的化学成分控制要求 类别牌号 化学成分，% Ta Nb C O N Fe Ni Mn 不大于 钽条TTa-1余量0.010.0150.200.010.010.0050.003 类别牌号W Mo Si Zr Al Cu Cr Ti 不大于 钽条TTa-10.00 30.0030.010.0030.0030.0030.0050.003 表3铼的化学成分控制要求 类别 化学成分，% Re K Na Ca Fe Cu Mo Pb 不小于不大于 铼条、铼粒99.990.00050.00050.00050.00050.00010.00010.0001 类别W As Se Sn Ba Mn Be Pt 不大于 铼条、铼粒0.00050.00010.00030.00010.00010.00010.00010.0001 类别Co Cd Bi Si Mg C Zn Sb 不大于 铼条、铼粒0.00050.00010.00010.00050.00010.00150.00010.0001 类别Al Ni Ti Cr Tl Te S 不大于 铼条、铼粒0.00010.00050.00050.00010.00010.00010.0005 2.陶瓷型芯/型壳用原材料 （1）环节描述及任务
航空发动机钛合金板材热成形加工技术
航空发动机钛合金板材热成形加工技术 陈淳陆辰张东升 （西安航空发动机（集团）有限公司冲压焊接厂，陕西） 钛及钛合金板作为结构材料有很多优点，它具有强度大，比强度高，能耐多种介质的腐蚀的性能，钛的密度不到铁的60%，仅为4.5g/cm3。钛合金抗拉强度却与高强钢相近，σb 可达1470MPa，即比强度（强度/密度）大。比强度是评价航空及航天工业用材料的一个重要指标。 目前钛合金被广泛应用于航空发动机制造领域中。航空发动机用钛合金主要驱动如下：①减重（替代钢和镍基超合金）；②使用温度（可替代铝合金、钢和镍基超合金）；③抗蚀性（可替代铝合金和低合金钢）。 但钛及钛合金也存在不足。由于其拉伸强度和屈服强度比较接近，即屈服极限对强度极限的比值大，延伸率低，因而塑性变形区范围窄，稍有塑性变形便达到强度极限，发生破坏。此外钛的弹性模量小，回弹性大，钛板冷成形时硬化比较严重，摩擦系数大，与其它金属的亲和力强，成形中容易粘模、滑伤，其特点给冷成形带来了极大困难。 1、钛合金材料成形性能分析 纯钛的塑性高，但强度低，因而限制了它在工业上的应用。为了获得要求的性能，在钛中添加不同的合金元素，得到各种不同牌号的钛合金。 工业纯钛TA1、TA2、TA3的钛的弹性模量小，回弹性大，对压力加工特别是冷冲成形很不利。多以钛板制造350℃以下工作零件，如飞机蒙皮和隔热板等。 钛合金TB1（Ti-3AI-8MO-11Cr）等β合金，可以强化到非常高的强度水平。这类合金的缺点是对杂元素敏感性高，组织不够稳定，不宜在高温下使用，另外，其冶金工艺也较一般合金复杂。 良好，可以强化到较高的强度水平，约占和航空工业中使用的钛合金石70%以上。 2、热成形加工工艺 为了改善材料的成形性能，一般在加工过程中要退火，以消除冷作硬化和应力。常常采用加热成形工艺以减少回弹，提高贴模效果。因为在一定的高温下状态下（≥550℃），屈强 比及都减少了，延伸率显著增加，可进行钛合金板成形。 2．1电阻加热成形 电阻加热就是利用钛及其合金板本身具有高电阻的特性，采用低电压大电流在钛板上直接通电。具体是在钛合金板两端，各焊接上一段不同于钛合金的金属工艺材料板片，然后在两端工艺板上接通电源，由于金属工艺板片与钛合金导电率不同而产生的电阻使钛板在几十秒内加热到成形温度，然后立即在常规的冲床等设备上用模具冲压成形。 2．1．1电阻加热成形不需要复杂特殊成形设备，工艺装备制造简单，制造周期短，可在常规的冲床、液压机或落锤等设备上用模具进行压制成形，需要增加的设备较简单，只要配备一台低电压装置作为加热源和一套夹持工件两端以便接通
航空发动机发展的瓶颈
中国航空发动机发展的瓶颈 发表日期：2012-11-3 16:32:03 航空发动机一直就是中国的软肋。 从周恩来总理在世时评论中国飞机的“心脏病”开始，到现在50多年了。中国的发动机依然是兵器工业最大的软肋。 不仅仅是你提到的歼击机和大运的涡扇发动机，就是直升飞机的涡轴发动机，中型运输机的涡浆发动机，大型舰船的燃气轮机，中小型舰船和坦克的柴油发动机……无一例外，都是中国的软肋。航空发动机，更是软肋中的软肋。 与美国至少差距30年，什么意思，差一代到一代半吧。这个是事实，没有争议的。 但是另外两个问题就有争议了。一个是这样落后的原因是什么。另一个是，我们究竟什么时候能赶上去。其实这两个问题有内在关系的，搞清楚原因是什么，就更好判断什么时候赶上去。简要提供一些个人的看法，不一定正确。 落后的原因 一：底子太差 新中国建国时，工业基础太差。别说航空发动机，像样的工具钢都没有。要不是朝鲜战争，中国人用大量年轻士兵的无价鲜血去消耗美国的廉价钢铁，换来苏联人把涡轮喷射发动机的制造技术给我们，中国是不可能在1957年就能生产涡喷-5发动机的。 二：航空发动机工业的涉及面太广 虽然同样底子差，同样有文革的挫折，同样有改革开放的机遇，为什么航空发动机就是赶不上来？ 对比之下，中国造电冰箱、电视，甚至造手机、雷达、火箭、飞船都慢慢赶上来了：洛阳光电展上曝光的歼击机最新航电系统直追F22，美国人看了也吃一惊;中国空空导弹专家悠然的说，我们距离美国人，也就10年吧，一脸的骄傲自满;美国官方认为，中国的空警2000，在技术体制先进性上超过了美国现有装备一代。真的，兵器上，我们很多东西距离美国的差距就是10年。什么意思，就是至少没有代差。 而航空发动机呢，差一代到一代半。原因在于，航空发动机工业涉及的面太
最新中国高空台建设计划(航空发动机)
世界航空强国" 高空台" 一瞥及二十一 世纪中国" 高空台" 建设计划 航空发动机是飞机的心脏，是提高飞机性能和更新换代的决定因素之一。作为典型的高科技军民两用产品，航空发动机对科学技术和国民经济的发展具有重要的意义，是一个国家科技、工业和国防实力的重要标志。我国至今还没有实现从引进、仿制到自行设计的战略转变，没有一个发动机型号走过自行研制的全过程并装备部队。目前，我国不仅民用航空动力市场几乎已全部被外国占领，而且所有已研制的的军用飞机也是在买装或仿制国外发动机，这种状况不但与我国在世界上有重要影响的大国地位极不相称，而且一旦国际形势突变，或者在周边地区发生局部战争，我空军将因动力受制于人而陷入极大的被动。落后就要挨打! 这种局面令人十分担忧!造成这种局面的原因是多方面的。客现上，航空发动机技术复杂，研制难度大、花钱多、周期长，国家工业和技术基础薄弱;主观上，对航空发动机研制的复杂性和规律性认识不足，技术储备不够，经验少；加之摊子大，战线长，重复建设，造成力量分散，包袱重，投资不足；引进、仿制机种过多又没有良好地消化、吸收和创新，特别是一直比较注重型号研制，而对预先研究、打基础的工作却重视不够。世界肮空动力发展的历史说明，一个国家想成为航空强国，建立强大的、高水平的国家级航空发动机试验条件是十分必要的。 从1937 年德国建立起第一座冲压式发动机高空试验设备起，全世界已有德、美、英、法、前苏联和中国相继建立了包括不同类型的高空台在内的大型航空动力装置试验研究基地几十个，高空试验舱近百个，以及不计其数的部件试验设备，这对世界航空动力装置的快速发展起到了极大的推动作用。 世界各国航空动力装置试验条件建设的发展历程 1、二十世纪40 年代至60 年代中期的蓬勃发展阶段 这一时期，由于航空涡轮喷气发动机的诞生和发展使飞机突破了音障，并很快发展到两倍以上的音速。这样，单从部件试验和海平面试车台的试验结果己难以准确地确定发动机高空性能和工作稳定性。因此，大型试验设备建设在美、英、苏、法等国得到大力发展。 在这段时间内，美国了建立近10 个试验基地，拥有10 座高空台，包括几
航空发动机燃气轮机高温合金叶片及结构件项目投资计划书
航空发动机燃气轮机高温合金叶片及结构件项 目 投资计划书 xxx公司
航空发动机燃气轮机高温合金叶片及结构件项目投资计划书目录 第一章项目概论 一、项目名称及建设性质 二、项目承办单位 三、战略合作单位 四、项目提出的理由 五、项目选址及用地综述 六、土建工程建设指标 七、设备购置 八、产品规划方案 九、原材料供应 十、项目能耗分析 十一、环境保护 十二、项目建设符合性 十三、项目进度规划 十四、投资估算及经济效益分析 十五、报告说明 十六、项目评价 十七、主要经济指标
第二章投资背景和必要性分析 一、产业政策及发展规划 二、鼓励中小企业发展 三、宏观经济形势分析 四、区域经济发展概况 五、项目必要性分析 第三章项目建设方案 一、产品规划 二、建设规模 第四章选址方案评估 一、项目选址原则 二、项目选址 三、建设条件分析 四、用地控制指标 五、用地总体要求 六、节约用地措施 七、总图布置方案 八、运输组成 九、选址综合评价 第五章项目工程方案分析
一、建筑工程设计原则 二、项目工程建设标准规范 三、项目总平面设计要求 四、建筑设计规范和标准 五、土建工程设计年限及安全等级 六、建筑工程设计总体要求 七、土建工程建设指标 第六章风险防范措施 一、政策风险分析 二、社会风险分析 三、市场风险分析 四、资金风险分析 五、技术风险分析 六、财务风险分析 七、管理风险分析 八、其它风险分析 九、社会影响评估 第七章项目进度说明 一、建设周期 二、建设进度
三、进度安排注意事项 四、人力资源配置 五、员工培训 六、项目实施保障 第八章项目投资情况 一、项目估算说明 二、项目总投资估算 三、资金筹措 第九章项目经济评价 一、经济评价综述 二、经济评价财务测算 二、项目盈利能力分析 第十章附表 附表1：主要经济指标一览表 附表2：土建工程投资一览表 附表3：节能分析一览表 附表4：项目建设进度一览表 附表5：人力资源配置一览表 附表6：固定资产投资估算表 附表7：流动资金投资估算表
航空用钛合金的发展概况
航空用钛合金的发展概况 □北京航空材料研究院曹春晓 摘要：航空用钛合金近期工程化发展中呈现出一些技术创新的"亮点"，其中工艺创新的亮点比成分创新的亮点更多一些。这些亮点包括阻燃钛合金、钛基复合材料、纤维钛层板、超塑性钛合金、特大整体结构件锻造工艺、金属型精铸工艺、大型整体结构件精铸工艺、激光成形工艺、摩擦焊工艺和β热处理工艺等。 关键词：钛合金飞机发动机热处理工艺 ２０世纪５０年代，军用飞机进入了超声速时代，航空发动机相应地进入喷气发动机时代，原有的铝、钢结构已不能满足新的需求。钛合金恰恰在这个时候进入了工业性发展阶段，由于它具有比强度高、使用温度范围宽（－２６９～６００℃）、抗蚀性好和其他一些可利用的特性，因此很快被选用于飞机及航空发动机。５０年来的世界钛市场中最大的用户始终属于航空。当前，航空仍然占５０％左右市场份额。 受２００２年"９．１１"事件影响，美国２００３年钛工业产品发货量降至１５６２５ｔ（２００２年为１６０７１ｔ），日本２００３年钛加工材发货量则降至１３８３８ｔ（２００２年为１４４８１ｔ），而中国从２０００～２００４年的钛加工材销售量却一直以很高的速度增长（见表１）。 １９９３年以后，几乎看不到新推出的工业性钛合金，而钛合金工艺方面的创新却屡见不鲜。这既与冷战时代的结束有关，也与工艺创新往往起到事半功倍之效有关。 一、钛合金在飞机及航空发动机上的用量不断扩大 . 飞机机体的钛用量 表２中列出的－１８、Ａ－２２、Ｆ－３５三大战斗攻击机和Ｂ－２轰炸机是美国在２０１５年前保持空中优势的４块"王牌"。由表２可知，总的发展趋势是钛在飞机机体上的用量不断扩大。－１８在不断改型的过程中其钛用量也不断增多。 民用飞机的钛用量也在不断扩大（图１和表３）。 我国战斗机的钛用量也在不断扩大：２０世纪８０年代开始服役的歼八系列的钛用量为２％，两种新一代战斗机的钛用量分别为４％和１５％，更新一代的高性能新型战斗机的钛用量将达２５％～３０％。 . 航空发动机的钛用量 从表４和图２可知，国外先进发动机上的钛用量通常保持在２０％～３５％的水平。 我国早期生产的涡喷发动机均不用钛，１９７８年开始研制并于１９８８年初设计定型的涡喷１３发动机的钛用量达到１３％。２００２年设计定型的昆仑涡喷发动机是我国第一个拥有完全自主知识产权的航空发动机，钛用量提高至１５％。即将设计定型的我国第一台拥有自主知识产权的涡扇发动机又进一步把钛用量提高到２５％的水平。 二、航空用钛合金近期工程化发展中的一些"亮点" . 阻燃钛合金闪亮登场 为了避免"钛火"，俄罗斯曾研制了含Ｃｕ高量的ＢＴＴ－１和ＢＴＴ－３阻燃钛合金，但由于其力学性能和熔铸性能差而未能工程化。美国发明的ＡｌｌｏｙＣ（Ｔｉ－３５Ｖ－１５Ｃｒ）阻燃钛合金近期已成功地应用于Ｆ１１９发动机（－２２战斗机的动力装置）的高压压气机机匣、导向叶片和矢量尾喷管。这是高温钛合金领域的最新亮点，也是钛发展史
中国全部国产航空发动机的型号及参数
涡喷-5 涡喷-5是沈阳航空发动机厂根据苏联BK-1φ发动机的技术资料仿制的第一种国产涡喷发动机。 涡喷-5是一种离心式?单转子?带加力式航空发动机，属于第一代喷气发动机。首批涡喷-5发动机在1956年6月通过鉴定，开始投入批量生产。截至1985年涡喷-5系列发动机停产，沈阳航空发动机厂和西安航空发动机厂共生产9658台，主要用于米格-15系列和国产歼-5系列战斗机。 涡喷-5发动机的研制成功，标志着中国航空发动机工业已从制造活塞式发动机时代发展到了喷气式发动机的时代，成为了当时世界上为数不多的几个可以批量生产喷气式发动机的国家之一。 涡喷-5发动机净重989公斤，最大推力状态26千牛(2650公斤)，加力状态推力37千牛(3800公斤)涡喷-5系列主要有以下改型： 涡喷-5甲：沈阳黎明发动机公司于1957年仿制的ВК-1А发动机，命名为涡喷-5甲。1963年开始转到西安航空发动机公司生产，1965年6月首批涡喷-5甲通过考核验收试车，8月投入批生产，用于轰-5、轰教-5及轰侦-5飞机。 涡喷-5乙：西安航空发动机公司于1966年试制成功，用于米格-15比斯飞机。 涡喷-5丙：西安航空发动机公司于1976年试制成功，用于米格-17飞机。 涡喷-5丁：西安航空发动机公司于1965年试制成功，用于歼教-5飞机。
涡喷-6是沈阳发动机厂在苏制PA-9B喷气发动机基础上仿制并发展而形成的一个发动机系列型号。涡喷-6于1959年7月定型，是中国首型超音速航空发动机，属于轴流式单转子带加力燃烧室的涡轮喷气发动机。1984年沈航首次将中国独创的沙丘驻涡火焰稳定器(北航高歌发明)成功应用于涡喷-6的改进型，彻底解决了PA-9B所固有的振荡燃烧现象。涡喷-6系列发动机是产量最大国产航空发动机，总产量高达29316台，主要用于歼-6系列和强-5系列国产战机，目前仍有相当数量在役。 最主要的是沈阳航空发动机厂研制的涡喷6甲和成都航空发动机厂研制的涡喷6A/B性能： 直径：0.6686 米、长度：2.91 米、净重：708.1公斤 空气流量：43.3 公斤/秒 转速：11150 转/分 增压比：7.14 涡轮前温度：870摄氏度 耗油率：1.63公斤/公斤/小时 推力：3187公斤 推重比：4.59 ＷＰ-６为我国首型超音速航空发动机。其压气机由离心式发展至轴流式，技术上是一次重大进步。1984年沈航首次将我国独创的沙丘驻涡稳定性理论(北航高歌发明)成功应用于ＷＰ-6甲改进型，彻底解决了ＰⅡ-9Ｂ所固有的振荡燃烧现象。
航 空 发 动 机 叶 片 涂 层
航空发动机叶片涂层技术 一．涡轮叶片是先进航空发动机核心关键之一 航空发动机被称为现代工业“皇冠上的明珠”，航空发动机是飞机的“心脏”，价值一般占到整架飞机的20%-25%。目前，能独立研制、生产航空发动机的国家只有美、英、法、俄、中5个。但是，无论“昆仑”、“秦岭”发动机、还是“太行”系列，我国航空发动机的水平距离这一领域的“珠穆朗玛”依然存在不小的差距。美、俄、英、法四个顶级“玩家”能够自主研发先进航空发动机。西方四国由于对未来战场与市场的担忧，在航空发动机核心技术上一直对中国实施禁运和封锁。技术难关有很多。本人认为涡轮叶片是先进航空发动机的核心技术之一。 随着航空航天工业的发展，对发动机的性能要求越来越高，要使发动机具有高的推重比和大的推动力，所采用的主要措施是提高涡轮进口温度。国外在20世纪90年代，要求涡轮前燃气进口温度达1850-1950K。美国在IHPTET计划中要求：在海平面标准大气条件下，航空燃气涡轮机的的涡轮进口温度高达2366K。涡轮进口温度的提高要求发动机零件必须具有更高的抗热冲击、耐高温腐蚀、抗热交变和复杂应力的能力。对于舰载机，由于在海洋高盐雾环境下长期服役，要求发动机的叶片的耐腐蚀性更高；常在沙漠上飞行的飞机，发动机的叶片要具有更好的耐磨蚀。 众所周知：镍基和钴基高温合金具有优异的高温力学和腐蚀性
能，广泛用于制造航空发动机和各类燃气轮机的涡轮叶片（blade and vane）。就材质来看：各国的高温合金型号虽各不相同，但就相近成分的高温合金来说，其性能相近（生产工艺方法不同有也造成性能有大的差异）。好的高温合金的使用温度也只有1073K左右，为达到前面所说的要求温度，采用的方法有二：一是制成空心的叶片。空心叶片自20世纪60年代中期出现以来，经历了对流冷却、冲击冷却、气膜冷却以及综合冷却的发展历程，使进气口温度高出叶片材料约300—500℃，内腔的走向复杂化和细致化。这一步的改进仍难满足需要，且英国发展计划将取消冷却。二是涂层，常进行多材质多层次涂层。 PVT公司研究表明：军用直升机上的发动机叶片采用涂层，在沙漠上飞行，寿命可提高3倍左右，不仅大大降低了制造发动机叶片的成本，同时也使飞机的维护时间延长了两倍。 二．涡轮叶片的涂层 高温合金的生产方法或晶形结构对产品的性能是有很大影响的，如图1所示，GE公司20年前开始采用单晶高温合金制作战机用发 Fig.1 Comparative preperties of polycrystal,columnar and single-crystal superallys
我国涡扇10航空发动机内幕
我国涡扇10航空发动机内幕 八十年代初期，中国航空研究院606所（中国航空工业第一集团公司沈阳发动机设计研究所）因七十年代上马的歼九、歼十三、强六、大型运输机等项目的纷纷下马，与之配套的研发长达二十年的涡扇六系列发动机也因无装配对象被迫下马，令人扼腕，而此时中国在航空动力方面与世界发达国家的差距拉到二十年之上。面对中国航空界的严峻局面，国家于八十年代中期决定发展新一代大推力涡扇发动机，这就是涡扇10系列发动机。依据装配对象的不同，涡扇10系列有涡扇10、涡扇10A、涡扇10B、涡扇10C、涡扇10D等型号，其中涡扇10A是专门为中国为赶超世界先进水平而上马的新歼配套的。中国为加快发展涡扇10系列发动机，采取两条腿走路方针。一是引进国外成熟的核心机技术。中美关系改善的八十年代，中国从美国进口了与F100同级的航改陆用燃汽轮机，这是涡扇10A核心机的重要技术来源之一；二是自研改进。中国充分运用当时正在进行的高推预研部分成果（如92年试车成功的624所中推核心机技术，性能要求全面超过F404），对引进的核心机加以改进，使核心机技术与美国原型机发生了较大变化，性能大为增强。这里说句题外话，网上有人说涡扇10是在F404 基础上放大而成，性能直逼F414，似乎也不无道理，因为核心机技术来源较多，不能单纯说由那一家发展而来
结构： 涡扇10/10A是一种采用三级风扇，九级整流，一级高压，一级低压共十二级,单级高效高功高低压涡轮，即所谓的3+9+1+1结构结构的大推力高推重比低涵道比先进发动机。黎明在研制该发动机机时成功地采用了跨音速风扇;气冷高温叶片，电子束焊整体风扇转子，钛合金精铸中介机匣;，挤压油膜轴承，刷式密封，高能点火电嘴，气芯式加力燃油泵，带
航空发动机重大专项近期出台 投入高达千亿
航空发动机重大专项近期出台投入高达千亿中国证券报记者日前从有关渠道了解到，备受各界瞩目的航空发动机重大科技专项，日前已经上报国务院，并有望于近期出台。 根据已有信息，该专项预计投入至少千亿元资金支持国产航空发动机的自主研发与制造，这是迄今为止所有重大专项中投资规模最大的一个。 业内人士预计，高达千亿的专项研发资金如果能落实到位，将有效弥补国产飞机发动机自主研发制造能力不足这一长期短板。而随着专项的实施，国内航空发动机市场规模将进一步扩大，市场对于中航工业航空发动机板块的整合预期，也将进一步增强。 政策落地在即 “我们已经开始准备报项目了。”一位业内人士向中国证券报记者透露，该专项由工信部而非早先认为的科技部牵头制定。按照工信部等有关部委要求，目前有航空发动机业务的相关企业正在积极准备项目申报，希望能争取到更多专项资金。“该专项资金预计最先投入到基础研究与材料领域，随后会向生产制造环节逐步倾斜。” 这意味着，从去年开始酝酿的航空发动机重大科技专项，出台时间已经愈发临近。去年11月，两院院士师昌绪向国务院建议，将航空发动机列入国家科技重大专项。今年6月传出消息，由师昌绪牵头提出的“我国航空发动机和燃气轮机工程咨询研究报告”封笔，航空发动机被列为国家重大科技专项已经板上钉钉。
长期以来，飞机制造领域受到发动机自主研发能力不足的困扰。今年7月印发的《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》，将航空装备产业列为高端装备制造产业中的第一个项目，明确提出要突破航空发动机核心关键技术，加快推进航空发动机产业化。 今年9月4日-6日，国务委员马凯、工信部部长苗圩、国资委主任王勇、中航工业总经理林左鸣等一同前往陕西，调研了包括西安航空发动机在内的多家航空企业，这是新中国成立以来国务院领导首次带队对中国航空工业进行为期3天的调研，足以说明国家的重视程度。 “目前业内普遍预期专项资金规模是1000亿元甚至更高，我们现在都等着方案最终出台。”一位买方航空分析师对中国证券报记者表示。 业内人士分析，参照“十一五”有关重大科技专项政策，预计专项方案中除了设立专项资金，支持相关技术装备研制和产业关键共性技术研发外，或还将通过制定相关采购管理办法以及税收优惠政策来鼓励航空发动机的研发制造。 弥补长期短板 在整个飞机制造过程中，航空发动机投入最大、研制周期最长、技术难度最高，是影响整个飞机性能和可靠性的关键所在。因此被誉为“制造业皇冠上的明珠”，也是国内飞机制造业木桶上的一块短板。 飞行器结构力学和复合材料专家、中国工程院院士杜善义早先在接受媒体采访时表示，过去国内航空发动机以引进为主，在此基础上进行发展、改进或仿制。
航空发动机钛合金筒体加工工艺研究
航空发动机钛合金筒体加工工艺研究 筒体是发动机上的重要零件，结构复杂，尺寸精度及形位公差要求高。由于用TC6钛合金材料制成，切削性能较差，其质量直接影响组件的强度及密封性。文章对钛合金筒体的结构特点、材料特点、工艺特点等进行深入分析，從加工方法的选择、刀具选择、定位装夹等方面介绍了钛合金筒体加工工艺，为同类零件的加工提供参考。 标签：钛合金筒体；内孔；密封槽 1 概述 作动筒主要由筒体、活塞杆组成，在航空发动机上的主要功能是通过活塞杆在筒体内的直线往复运动，将液压能转换成机械能，推动加力燃烧室的调节环移动。其中作动筒筒体的加工精度对整个组件的运动灵活性和工作可靠性有着直接影响。因此如何提高作动筒筒体的加工质量是关系到发动机工作可靠性的关键之一。文中针对航空发动机钛合金作动筒筒体（如图1）的加工工艺进行了梳理和总结。 2 钛合金作动筒筒体工艺分析 2.1 材料分析 筒体是用TC6钛合金材料制成，钛合金材料由于导热性、塑性较低，弹性模量小等特点，切削性能较差；钛合金磨削时温度高，磨削力大，砂轮黏附现象严重，因此通常工艺上对钛合金材料不选择磨削的加工方法。由于钛合金自身的切削性能特点，在加工方法的确定、刀具选择、切削参数的选取及切削液的使用方面要考虑很多因素，给工艺路线安排和加工都带来了一定的难度。 2.2 结构与精度分析 如图1所示，此钛合金筒体从结构上属于整体结构，零件两端的外部各有一对接嘴，大端内孔部位壁厚较薄，属于薄壁结构，在加工中极易变形，影响加工精度。 2.2.1 内孔分析。筒体内孔是作动筒的主要工作表面之一，它的尺寸精度、形状精度要求均比较高。但由于零件属于薄壁件，最小壁厚2mm左右，内孔尺寸精度要求7级，表面粗糙度要求Ra0.20μm，对基准的跳动要求为0.03mm；且零件外部带有接嘴（如图1），这种结构对加工时的定位装夹提出了更高的要求。 2.2.2 密封槽的要求。筒体密封槽的尺寸和形状精度直接影响筒体装配后的密封性能，因此设计图对密封槽的尺寸精度及表面粗糙度要求也较为严格，而且对于槽口尖边也需要严格控制，避免划伤槽内的密封圈，影响密封；同时对4
2020年中国航空研究院624所招生简章
2020年中国航空研究院624所招生简章 2016年硕士招生简章 中国航空研究院624所（又名中国燃气涡轮研究院）隶属中国航空工业集团公司，是我国大型航空发动机预先研究中心和综合试验研究基地。现有专业技术人员1200余人（其中工程院院士1人，国家级专家4人，省部级专家21人，省学术与科技带头人5人，研究员48人，高级工程师312人）。拥有比较完整配套的整机试验设备--大型连续气源航空发动机高空模拟试车台（简称高空台），以及大、中型零部件试验设备37台（套），其中1/3的试验设备属于国内领先水平或是独一无二的。高空台（亚洲唯一）在96年被评为'95全国10大科技成就之一，97年荣获全国科技进步特等奖，并确定为原中国航空工业总公司重点试验室。另外还配有比较先进的计算机系统和具有国际先进水平的发动机设计软件。 中国航空研究院624所是国内高性能航空动力装置预先研究的技术抓总单位、航空发动机核心机的总设计单位，已取得各项技术成果1600多项，其中获国家和省部级以上科研成果180多项，部分成果达到国际先进水平。与美、俄、英、法、德、日、加拿大、印度等国建立了国际合作关系，经常进行学术交流和技术合作。 中国航空研究院624所在读硕士、博士研究生140余人，研究生导师46人。设有博士后科研工作站，多年来与北航、西工大、南航等高校共同致力于高层次航空人才的培养。 目录说明 一、工学硕士专业：航空宇航推进理论与工程（14人）；航空制造工程（1人） 二、招收的研究生均为定向培养，从录取报到之日起即为我单位职工，免交学费，定期发放生活补贴并根据成绩享受奖学金，毕业后留单位工作，待遇从优。
论高温合金在航空航领域中使用
论高温合金在航空航领域中的使用摘要：高温合金是指在650°c以上温度下具有一定力学性能和抗氧化、耐腐蚀性能的合金。目前常是镍基、铁基、钴基高温合金的统称。简介高温合金在航空航天领域中的应用及应用时所选用的高温合金的类型说明。 关键词：高温合金，燃烧室，涡轮，涡轮盘 abstract: the high temperature alloy is to point to in the 650 ° c temperature above has some mechanical properties and oxidation resistance, corrosion resistance performance of the alloy. at present is often ni-based, iron base, cobalt-based high temperature alloy collectively. high temperature alloy profile in aerospace applications and application of choose the type of high temperature alloy description. keywords: high temperature alloy, the combustion chamber, turbine, turbine plate 中图分类号：tu74文献标识码：a 文章编号： 高温合金又叫热强合金。按基体组织材料可分为三类：铁基镍基和铬基。按生产方式可分为变形高温合金和铸造高温合金。它是航空航天领域中不可或缺的原材。它是航天，航空制造发动机高温部分的关键材料。主要用于制造燃烧室，涡轮叶片，导向叶片，压气机与涡轮盘，涡轮机匣等部位。使用温度范围在600℃—1200℃，
航空航天钛合金研究现状
航空航天钛合金研究现状 摘要介绍了钛合金在航空航天领域中应用的进展情况和未来的发展趋势。关键词钛合金，航空航天，应用，发展 引言大量采用现金钛合金极其应用技术，提高钛合金用量，是新一代飞机和发动机先进性的显著标志之一，可大幅度提高结构减重效果和安全 可靠性。如美国第四代战斗机F/A-22的用钛量占结构的38.8%，其 中大部分零件是按照耐久性/损伤容限设计准则选用现金的Ti6Al4V ELI和Ti-6-22-22S损伤容限型钛合金制造的，真是“一代材料，一 代飞机”。同样，航空发动机结构的钛合金用量也在不断提高，如F100 的用钛量为25%。F119的用钛量达40%。 飞机结构钛合金在飞机上的应用可以取得良好的减重效益，满足军用飞机高机动性、高可靠性和长寿命的设计需要。早在世纪50年代初期，国外一些军用飞机上就开始用工业纯钛制造后机身的隔热板、机尾整流罩、减速板等受力不大的结构件。20世纪60年代，钛合金在飞机结构上的应用，进一步扩大到襟翼滑轨、承力隔框、中央翼盒型梁、起落架梁、直升机桨毂等主要受力构件。到20世纪70年代，钛合金在飞机结构上的应用又从战斗机扩大到军用大型轰炸机和运输机，而且在民用飞机上也开始大量采用钛合金构建。例如，波音747大型客机的起落架支承梁，是由Ti6Al4V合金制造的大型锻件。长6cm，质量1.8t。波音787大型客机的起落架转向架梁，是由TI-5553高强度钛合金制造的大型锻件，强度级别为1240MPa，质量约为2.0t。随着钛合金的研究和生产的发展，飞机上的用钛量也越来越大，美国第四代战斗机代表机型FA-22的用钛量已经占到飞机结构的38.8%。F/A-22飞机主要使用7个牌号的钛合金，分别是：中强度钛合金
中国研制航空发动机的故事
中国研制航空发动机的故事 这个历史太长了，有50多年，我记的后面的更清楚一些，先从后忘前讲吧——也就是说，先讲涡扇，再讲涡喷 涡扇发动机是在涡喷发动机的基础上加装了风扇和外函道的一种航空动力装置，西方从70年代开始，逐步用涡扇换了涡喷 现在世界上评价第三代战机的一个很重要的标准，就是看你是不是用了涡扇发动机。其实呢，中国研制的起步时间并不是很晚，大概是1962年开始的———— 呵呵——开讲第一种——涡扇5—— 涡扇5，起于1962年，当时有部队（废话，当然是空军）提出一个主意，想用涡喷6改型为涡扇发动机之后，装在H5飞机上，当时的涡扇机是世界上的一个发展方向。各国都在研制自己的第一代产品，其实，当时中国和世界各国站在一个起跑线上，也算跟上了时代的节奏了—— 1963年1月设计方案出来了，反正是涡扇5比涡喷6好用的多了，油耗下降30%，推力也增大了不少 把这种发动机装在轰5上，航程和作战半径增加了30%，是有进步的，黑黑。涡扇5的样机是1965年——不好意思，孩子刚才哭的厉害 接着说——1965年啊，总装出来了，结果呢，风扇叶片不合格，出现断裂，到了1965年7月才解决叶片问题。 到了1970年才试车，71年换了发动机的飞机开始试飞（H5），哈哈，就在这个时候呢，轰5的改装计划被取消了，于是，涡扇5的研制就终止了，第一次歇菜—— 1964年的时候，中国开始研制F9和A6战机，歼9大家听说过吧，强6就是强5的新一代产品，这里我习惯用西方的标示符号来表示中国的战机，于是我用的是F9和A6。 为了适应新的飞机的要求，中国开始研制新的发动机，大家知道，刚才的涡扇5用在轰炸机上，现在的涡扇6用的是战机和攻击机，显然，原先的涡扇5的设计是不能用的，于是64年开始干活，当时设计单位是沈阳航发设计所，当时据说搞了22个方案，设计推力70.6千牛，推重比是6的一款发动机。
铸造高温合金发展的回顾与展望
第20卷 第1期2000年3月 航 空 材 料 学 报 JOURNAL OF AERONAUT ICAL M ATERIALS Vol.20,No.1 M arch2000 铸造高温合金发展的回顾与展望 陈荣章1 王罗宝1 李建华2 (1.北京航空材料研究院,北京100095; 2.中国人民大学,北京100872) 摘要:回顾了20世纪40年代以来铸造高温合金发展中的若干重大事件:叶片以铸代锻;真空 熔炼技术;定向凝固及单晶合金;合金成分设计;Ni3Al基铸造高温合金;合金凝固过程数值 模拟;细晶铸造。展望了铸造高温合金21世纪的发展:单晶高温合金仍然是最重要的涡轮叶 片材料;继续靠工艺的发展挖掘合金潜力;发展有希望的替代材料。 关键词:合金发展;铸造高温合金;燃气涡轮叶片 中图分类号:T G24 文献标识码:A 文章编号:1005 5053(2000)01 0055 07 自从20世纪40年代初期第一台航空喷气发动机采用第一个铸造涡轮工作叶片以来,铸造高温合金的发展经历了一段曲折而又辉煌的历程。众所周知,航空发动机的发展与高温合金的发展是齐头并进、密不可分的,前者是后者的主要动力,后者是前者的重要保证。占据着航空发动机中温度最高、应力最复杂的位置的铸造涡轮叶片的合金发展尤其是这样。半个世纪以来,航空发动机涡轮前温度从40年代的730 提高到90年代的1677 ,推重比从大约3提高到10[1],这一巨大进展固然离不开先进的设计思想、精湛的制造工艺以及有效的防护涂层,但是,高性能的铸造高压涡轮叶片合金的应用更是功不可没。40年代以来,标志着铸造高温合金性能水平的在140M Pa/100h条件下的承温能力从750 左右提高到当前的1200 左右(图1),是十分令人鼓舞的巨大成就。在这世纪之初回顾铸造高温合金发展的历程,不能不提到如下几件使人难忘的重大事件。 叶片以铸代锻 1943年,美国GE公司为其J 33航空发动机选用了钴基合金H S 21制作涡轮工作叶片,代替原先用的锻造高温合金H astelloy B。当时为了考核铸造高温合金作为转动件的可靠性,宇航局(NASA)有关部门曾对两种合金叶片同时进行台架试车鉴定。结果表明, HS 21完全可以代替H astelloy B制作涡轮转子叶片,从此开创了使用铸造高温合金工作叶片的历史[2,3]。之后,又谨慎地对X 40,GM R 235等铸造合金进行类似的考核研究,使铸造叶片的应用有所扩大。随着发动机推力的增大,叶片尺寸增大,当时发现叶片的主要失效模式从蠕变断裂转变为疲劳断裂,而铸造叶片由于晶粒粗大且不均匀,疲劳性能远低于锻造合金,加之当时出现了性能较高的沉淀硬化型镍基锻造高温合金,例如Nimonic80A, Udimet500,W aspaloy, 437 , 617等,而且锻造技术有所进步,这就使设计师又把叶片选 收稿日期:1999 09 20 作者简介:陈荣章(1937 ),男,研究员
航空发动机金属材料要点
军用手册 航空航天飞行器机构的金属材料和元件 分配表A。允许公开发行：有限的发布量。 前言 1.这本军事手册被批准用于国防部和联邦航空管理部门。 2.对可用于完善次手册的有益的建议（推荐，增加，删除）和任何相关数据，请致信：军 事手册—5协调委员会（937-656-9134留言，937-255-4997传真），AFRL/MLSC, 2179特福斯-史特，122室，赖特-帕特森, AFB, OH 45433-7718,可以通过写清自己的地址并在第一章的结尾写上标准化文件改进建议，如果使用的是本纸质书籍可以致信给我们。3.这本书包括金属材料强度特性和航空航天飞行器元件的设计信息。这本手册中所有的信 息和数据都和空军，陆军，海军，美国联邦航空管理局相一致，和行业出版保持一致，并且和国防部，联邦航空管理局共同努力，完善数据。 4.此手册的电子版与纸质印刷版保持技术一致；但是在格式上存在微小的差异，例如表格 或者图形的位置可能有差异。根据显示器的尺寸和分辨率设置，可能更多的数据可以不在显示器放大下得到。这些数据被通过几种方法中的一种转换成电子格式。例如，数字化或者重新计算的方法被用于绝大多数的像典型的应力应变图和温度影响等的工程图。 例如第一章和第九章用扫描的方法获取图形的数据信息，以及第四章和第七章中绝大多数的S/N曲线合图表。这些电子数据也被用于生成纸质的数据以保持纸质书和电子书籍的等价。在所有的情况下，电子数据都和纸质的数据相对比以确保电子数据是技术上等同的。附录E提供了这本手册所有图形的详细列表，并附有每个图形格式的描述。 项目编号.1560-0187
数控代码解释 对于包含有材料特性的章节，用决策数据系统来辨别文本，表格和说明部分。此系统由下面的例子来解释。在第一，第八和第九章中也用到了各种此类的决策系统。A例： 一般的材料类型（本例：钢） 基于遗传特性的基材的（本例，中间合金钢）或者对于元件特性的逻辑故障。 所有数据都相关的特种合金。如果数据是零，则此部分包含遗传特性的诠释。 如果是零，则此部分包含对合金的特殊诠释；如果是整数，此数字是用于区分具体的工况或者状况（热处理）。 用给定数据给出的图表数据的类型（见下面的描述） B例 铝 2000系列的锻造合金 2024合金 在T3, T351, T3510, T3511, T4, 和T42 下的特性 以下是具体的属性： 拉伸性能（极限强度和屈服强度）~~~1 压缩屈服和剪切极限强度~~~~~2 轴承性能（极限和屈服强度）~~~3 弹性模量和剪切模量~~~4 失效时的伸长率，总的应变和面积缩减~~~5 应力应变曲线和正切模量的曲线~~~6 蠕变~~~7 疲劳~~~8 疲劳裂纹扩展~~~9 断裂韧性~~~10
航空用钛合金的发展概况
航空用钛合金地发展概况 □北京航空材料研究院曹春晓 摘要：航空用钛合金近期工程化发展中呈现出一些技术创新地"亮点"，其中工艺创新地亮点比成分创新地亮点更多一些.这些亮点包括阻燃钛合金、钛基复合材料、纤维钛层板、超塑性钛合金、特大整体结构件锻造工艺、金属型精铸工艺、大型整体结构件精铸工艺、激光成形工艺、摩擦焊工艺和β热处理工艺等. 关键词：钛合金飞机发动机热处理工艺 ２０世纪５０年代，军用飞机进入了超声速时代，航空发动机相应地进入喷气发动机时代，原有地铝、钢结构已不能满足新地需求.钛合金恰恰在这个时候进入了工业性发展阶段，由于它具有比强度高、使用温度范围宽（－２６９～６００℃）、抗蚀性好和其他一些可利用地特性，因此很快被选用于飞机及航空发动机.５０年来地世界钛市场中最大地用户始终属于航空.当前，航空仍然占５０％左右市场份额. 受２００２年"９．１１"事件影响，美国２００３年钛工业产品发货量降至１５６２５ｔ（２００２年为１６０７１ｔ），日本２００３年钛加工材发货量则降至１３８３８ｔ（２００２年为１４４８１ｔ），而中国从２０００～２００４年地钛加工材销售量却一直以很高地速度增长（见表１）. １９９３年以后，几乎看不到新推出地工业性钛合金，而钛合金工艺方面地创新却屡见不鲜.这既与冷战时代地结束有关，也与工艺创新往往起到事半功倍之效有关. 一、钛合金在飞机及航空发动机上地用量不断扩大 . 飞机机体地钛用量 表２中列出地－１８、Ａ－２２、Ｆ－３５三大战斗攻击机和Ｂ－２轰炸机是美国在２０１５年前保持空中优势地４块"王牌".由表２可知，总地发展趋势是钛在飞机机体上地用量不断扩大.－１８在不断改型地过程中其钛用量也不断增多. 民用飞机地钛用量也在不断扩大（图１和表３）. 我国战斗机地钛用量也在不断扩大：２０世纪８０年代开始服役地歼八系列地钛用量为２％，两种新一代战斗机地钛用量分别为４％和１５％，更新一代地高性能新型战斗机地钛用量将达２５％～３０％. . 航空发动机地钛用量 从表４和图２可知，国外先进发动机上地钛用量通常保持在２０％～３５％地水平. 我国早期生产地涡喷发动机均不用钛，１９７８年开始研制并于１９８８年初设计定型地涡喷１３发动机地钛用量达到１３％.２００２年设计定型地昆仑涡喷发动机是我国第一个拥有完全自主知识产权地航空发动机，钛用量提高至１５％.即将设计定型地我国第一台拥有自主知识产权地涡扇发动机又进一步把钛用量提高到２５％地水平. 二、航空用钛合金近期工程化发展中地一些"亮点" . 阻燃钛合金闪亮登场 为了避免"钛火"，俄罗斯曾研制了含Ｃｕ高量地ＢＴＴ－１和ＢＴＴ－３阻燃钛合金，但由于其力学性能和熔铸性能差而未能工程化.美国发明地ＡｌｌｏｙＣ（Ｔｉ－３５Ｖ－１５Ｃｒ）阻燃钛合金近期已成功地应用于Ｆ１１９发动机（－２２战斗机地动力装置）地高压压气机机匣、导向叶片和矢量尾喷管.这是高温钛合金领域地最新亮点，也是钛发展史