中企打破美國壟斷 自主研發航空發動機單晶葉片

2017-10-25 11:37?來源 綜合

　　中企打破美國壟斷：中國企業自主研發航空發動機單晶葉片，航空火箭發動機用到一種稀有金屬錸。中企克服技術難題，終于成功制造出高速高溫的火箭發動機葉片，打破美國長期壟斷。

　　不斷打破國外壟斷 中國航空發動機關鍵零件國際領先

　　在河北廊坊科技園，一款為無人機和商務機而設計的航空發動機正在進行150小時試車，考核發動機在各種狀態下技術性能和可靠性及壽命等綜合指標。

　　中國科學院工程熱物理所所長朱俊強：150小時做完了，首飛保證就沒問題了，可以到不同高度進行試飛了，這個發動機基本定型。

　　十三五期間，我國啟動了航空發動機和燃氣輪機重大專項，航空工業持續發力，不斷縮小與國際一流發動機生產企業的差距。

　　中國科學院工程熱物理所輕型動力實驗室實任徐綱：這一款渦扇發動機它的耗油率、壽命指標都達到了國際先進水平，國內也是個空白，所有的零件都是自主設計、自主生產，尤其是像里面的高溫的單晶渦輪葉片，實際上就是可以說發動機里面加工的難點中的難點。

　　單晶葉片處于航空發動機中溫度最高、應力最復雜、環境最惡劣的部位，是航空產品第一關鍵零件，它的鑄造工藝直接決定了航空發動機的性能。

　　在這臺1000公斤推力的發動機中心，核心部件就是眼前這60片單晶葉片。發動機將空氣進行壓縮之后壓入燃燒室，在有限的空間內和燃料發生劇烈燃燒，產生猛烈的燃氣噴射流，推動這些葉片高速旋轉，讓看似單薄的零件迸發出驚人的動力，每一片葉片輸出的馬力都相當于一臺2.0排量的SUV汽車，溫度大概在1720多度。

　　在1700度的高溫之下，普通金屬是不夠耐熱的。生產單晶葉片，就一定離不開一種珍貴的稀有金屬-錸。

　　在成都航宇超合金技術有限公司，我們見到了單晶葉片生產中最為關鍵的金屬—錸。這是人類發現最晚的天然元素，因為發現者是德國化學家，因此以萊茵河的名稱命名為錸。它在地殼中的含量比所有的稀土元素都小，比鉆石更難以獲取。根據美國地質調查局的報告，全球探明的錸儲量僅為2500噸左右。錸的價格跟白金的價格相仿，一克大概需要兩三百塊錢。

　　能夠提純錸金屬的，是成都航宇超合金技術有限公司的母公司，這是一家上市的礦業公司。2010年，這家公司在其下屬的陜西省洛南縣黃龍鋪鉬礦區礦山中斟探到錸，儲量達到176噸，約占全球儲量的7%，僅次于智利、美國、俄羅斯和哈薩克斯坦。近年來，隨著航空工業的發展，錸消費量的年均增長率為3%，雖然價格不菲，卻一直處于供不應求的狀態。

　　成都航宇超合金技術有限公司董事長 張政：我們原來最初的想法是把錸生產出來。交給國內的用戶。我們每年增加我們的收益，對上市公司就是一個很好的幫助。

　　美國是最大的錸金屬消費國，控制著全球銷售市場，一直處于壟斷地位。由于錸可以廣泛應用于噴氣式發動機和火箭發動機，全球約80%的錸用于生產航空發動機，其在軍事戰略上有重要意義。為了維持在航空工業的優勢地位，美國和其它一些西方國家常年針對中國進行材料和技術封鎖。

　　成都航宇超合金技術有限公司副總經理 宋陽：它有一些區域是限制中國人進入的，他們不希望這樣的一些技術機密，或者是技術信息被中國所了解和掌握。

　　越是封鎖，就越說明航空發動機的戰略重要性，就越需要突破。礦業公司董事長張政拍板做了一個重要的決定：自己生產用于航空發動機的單晶渦輪葉片。

　　2012年7月，國務院印發《“十二五”國家戰略性新興產業發展規劃》，將航空裝備產業列為高端裝備制造產業中的第一個項目，明確提出要突破航空發動機核心關鍵技術，加快推進航空發動機產業化。國家層面大力倡導，然而生產設備的采購卻面臨著巨大的困難——國外巨頭再次相對中國進行技術封鎖，生產設備中的關鍵環節——熱處理爐因為西方國家的封鎖卡了殼。

　　幾大航空發動機生產公司所使用的，都是航空工業專用的一級熱處理爐。但是因為西方國家的嚴密封鎖，能夠生產這類設備的廠商根本無法將設備銷售給中國的企業，而國內的企業也只能生產二級爐。

　　宋陽：二級爐，就是溫度差正負5度，從正負3到正負5度，這一點點的差距，設備的結構熱處理之后的效果差距是非常明顯的。

　　時間不等人，專家組另辟蹊徑，嘗試用電子行業的一級熱處理爐來替代傳統的航空工業一級熱處理爐。這種跨行業的混搭在航空發動機的生產領域是一個前所未有的大膽嘗試，成功與否誰都沒有把握，幸運的是這個爐子比原來想象的，正負3度的偏差更低，它正負只偏差了2.1度，這幾乎是比一級爐還要精密。

　　解決好了熱處理爐的問題，但他們緊繃的神經依然沒有絲毫放松。因為整條生產線依然還差一臺單晶澆鑄環節最重要的設備—單晶爐。幾經輾轉，他們又找到英國一家單晶爐的供應商，提出了定制化要求。

　　宋陽：剛開始的時候它對于一個中國的廠商能夠生產單晶葉片，他們更多是想賣一臺設備到中國來，但是并沒有想幫助我們把這件事給做成。

　　2015年7月22日，成都航宇第一批產品出爐，合格率一鳴驚人。這家專業的單晶爐制造商不由得對這位行業新入者另眼相看。

　　成都航宇超合金技術有限公司董事長張政：這個成品率高到這個爐子的生產商都很高興，他專門飛過來跟我們慶祝了一次，他做了幾十年的這個專業設備，實驗性開爐的第一爐產品，做到全球最高的成品率。

　　成都航宇超合金技術有限公司副總經理宋陽：我覺得中國這么多年的這個經驗，凡是國外對中國進行封鎖的，靠著我們自己的自力更生艱苦奮斗，我們都能夠在這個領域取得突破。　　本文“”來源：http://www.libaolaser.com/keji/hangtian/69614.html，轉載必須保留網址。

編輯： yujeu