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先进航空发动机关键制造技术研究

作者:霍羿达 王志东 马文浩 来源:科学与财富 202021期 时间:2020-11-19

摘 要:航空发动机是飞机的核心部分。在21世纪,航空发动机的设计和制造技术体现出了国家的科技发展水平,随着科学技术的不断发展,国家对航空领域的重视程度越来越高,所以...

  摘 要:航空发动机是飞机的核心部分。在21世纪,航空发动机的设计和制造技术体现出了国家的科技发展水平,随着科学技术的不断发展,国家对航空领域的重视程度越来越高,所以通过对我国现有的发动机制造水平进行研究,能够对先进的航空发动机制造技术进行分析,研究出先进的发动机制造技术,促进我国航空领域的不断发展。

  关键词:航空发动机;关键技术;制造研究

  引言:

  航空发动机技术具有高技术、高投入、高风险的特性,一般来说,单台发动机的研发时间一般在十年到二十年左右,所耗费的资金大约是10亿到20亿。从这些数据就能够看出航空发动机的重要性和难度。我国的航空发动机技术的发展与先进国家相比,仍然存在着很大的距离,因此,要想令我国的发动机技术水平得到提升,就需要投入大量的经费去进行技术方面的研究,只有这样才能够令先进航空发动机关键制造技术得到更好的发展。

  一、我国航空发动机的发展

  我国航空发动机经历了一个非常漫长的过程,航空发动机的作用就是为飞机提供推动力,在所有航空器进行工作的过程当中,航空发动机都是一个非常核心的部位,自从飞机研发成功之后,飞机的发动机也得到了飞速的发展,我国的航空业逐渐形成了各种各样、多种类、大范围的特点。从我国航空发动机的发展历程来看,发动机经历了两个时期,一个是活塞发动机时期,另外一个是燃气涡轮发动机时期,从活塞发动机时期到燃气涡轮发动机十期,可以看出航空领域发生了质的飞跃。

  我国进行航空发动机的研制工作是在新中国成立之后,新中国刚刚成立的时候,我国的科学技术水平简直就是一张白纸,从最初的模仿、改造到现在可以独立研发出高水平的航空发动机,我国的科技人员经历了一个非常漫长且坎坷的过程。我国是世界上最大的发展中国家,航空发动机的事业直接体现出一个国家的国力标准和经济发展程度,如果一个国家没有先进的航空发动机事业,那么这个国家的航空事业便不会有大的成就,航空工业也不会得到迅速的发展。

  二、航空发动机的制造工艺特点

  航空发动机的制造工艺特点主要有以下几个方面,分别是材料难加工,切除率大、形状与结构复杂、加工精度高。

  材料难加工,切除率大主要指的是航空发动机核心的转子部分,通常采用的是钛合金高温合金等非常难以加工的材料,在切削的过程当中,会加剧刀具切削刃的磨损程度。另外,在加工的过程当中,很有可能有绝大部分的材料都会被切除掉,因此,如何在航空发动机核心转子部件的加工过程当中提高加工精度,令加工表面的更加完整就十分的重要[1]。

  形状与结构复杂主要指的是在发动机中采用的是宽弦空心风扇叶片,这些结构非常的复杂,所以现有的制造工艺方法无法满足实际生产发动机的需要,因此必须针对不同的零件结构来进行工作,只有这样才能够探索新的工艺和新技术,不斷提高复杂构件的制作水平,从而降低航空发动机的成本。

  加工精度高主要指的是航空发动机是航空器的核心组成部分,因此, 航空发动机的精度直接决定了航空器的运行安全,因此,我国发动机零部件的生产过程中应该注重加工精度,只有这样才能够令航空发动机的研制水平得到提高,从而不断促进航空发动机研发水平的进步。

  三、对我国先进发动机制造技术的建议

  (一)不断提高发动机制造技术的技术水平

  在航空发动机发展的过程当中,应该加大技术研究,只有这样才能够令先进的发动机技术被应用到航空发动机的研发过程当中,国家已经对先进的发动机技术研发进行了支持,通过这种方式能够促进我过高性能发动机的制造技术水平的不断提升,有利于促进我国高性能发动机制造技术的持续发展。在高性能发动机研发的过程当中,需要科研人员吸收国外先进的制造业技术,并且脚踏实地,依据我国航空业发展的国情去发展我国的航空制造业技术。我国的航空制造业技术与发达国家相比仍然存在着一定的差距,所以这就需要我国的科研人员以科学发展观为导向,学习先进的理论知识,不断提高自己的专业实践能力,从而令发动机制造的技术决定性掌握在自己的手里,不断形成我国特色的航空制造业体系,在航空制造业发展的过程当中发挥出自身的力量,不断促进我国航空发动机的设计与制造水平,从而改进在制造过程当中存在的不足现象,提高发动机制造技术含量[2]。

  (二)探索航空发动机的研究项目

  在航空发动机发展的过程当中,相应的科研人员一定要对未来的发展前景和创新环境条件进行探索,不断探索航空发动机的研究项目,在国家的大力支持下,和科研人员的不断努力中,在最短的时间内突破在航空发动机发展的过程当中面临的一系列的问题,从而令我国发动机制造技术能够实现质的飞跃。在不断探索航空发动机的研究项目过程当中,以我国的工业技术发展为基础,从而进行深入的剖析与研讨,航空发动机制造技术进行分析,令发动机制造的技术探索性能得到提高,从而令新一代的发动机性能得到改进。

  (三)采用先进的航空发动机制造技术新工艺

  在航空发动机制造技术发展的过程当中,新型结构件精密制胚技术、先进的切削技术、特种加工技术、特种焊接技术等技术都得到了一定的发展,因此,需要将这些技术应用到航空发动机制造的过程当中,只有这样才能够令航空发动机制造当中的关键技术水平得到更好的提升。

  采用新型结构件精密支配技术,能够有效地避免毛坯件发生损坏的现象,从而令精铸件、精锻件、单晶和定向凝固精筑建以及快速凝固,令制胚毛胚在航空发动机的制造过程当中发挥出重要的作用[3]。

  采用先进的切削技术,能够令典型的难加工材料——钛合金高温合金及金属基复合材料等新材料进行加工,通过先进的切削技术,能够确定加工的精度和表面完整性,所以在新一代航空发动机的切削加工的工作当中,利用先进的切削技术,能够提高加工效率和加工质量,令加工的自动化水平得到提高,从而能够研制出高精度、高刚性的磨削加工技术,不断促进航空发动机制造技术新工与水平的提升。

  采用特种加工技术,能够避免外力因素的影响,从而为形成技术创新而开阔新的途径。

  采用特种焊接技术,能够确保航空发动机的结构完整性,特种焊接技术能够令航空发动机制造当中的成本降低,同时也能够满足可靠性的要求,所以摩擦焊接技术在航空发动机制造过程当中已经成为了非常关键的一种技术。

  采用热障涂层技术能够进行高温防护隔热,所以在航空发动机制造业发展的过程当中,热障涂层技术得到了广泛的应用。

  四、结束语

  在先进航空发动机关键技术制造研究的过程当中,一定要令发动机制造的技术决定性、技术探索性、技术突破性和技术发展性得到凸显,从而令我国航空发动机的技术水平能够得到提升。航空发动机的技术水平直接影响着我国科研研发的方向以及科研研发的动力,因此,制造高性能的发动机是我国制造业未来发展的一个大方向,在发动机制造的研发过程当中,一定要投入大量的资金,国家应该要给予大力的支持,通过吸收国外先进的技术理念,脚踏实地,结合我国的国情,令我国现代化的航空技术水平能够得到提升,推动我国航空行业的发展,在经济社会发展的过程当中,航空发动机的设计与制造水平能够令我国航空领域的发展水平越来越高,从而不断提高我国的国际竞争力。

  参考文献:

  [1] 黄维, 黄春峰, 王永明,等. 先进航空发动机关键制造技术研究[J]. 国防制造技术,2009(03):42-48.

  [2] 兰明亮, 杨吉祥, 徐和,等. 先进航空发动机关键制造技术研究[J]. 华东科技:学术版,2015(9):16-16.

  [3] 张定华, 黄新春. 航空发动机关键构件制造可靠性技术研究[J]. 航空制造技术,2015(17):26-29.

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