为什么当年条件那么艰苦都能搞出两弹一星,现在却搞不出至少排名前五的飞机发动机?

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方向,全部对着受力方向,这样的金属叶片强度就高。 但是高温下,金属都会热胀冷缩,经这么一折腾,阵形就乱了,高雅一点叫:高温下的合金蠕变。 新闻里的 PST 钛铝合金,属于比较主流的发动机叶片材料。 不同之处在于,合金结构里加了金属铌,这可不是撒胡椒粉那种加法,加铌是很讲究的。 铌有啥用呢? 这阵形的主力士兵是钛铝原子, 在阵形的关键位置,安排了铌原子这个传令兵,士兵就不怕走散,可以分开的距离就更大一些,在材料上表现为延展性能的提升。 同时,这个传令兵也不会让士兵分的太远导致阵形溃散,他会把士兵控制在一个有效范围内,这在材料上表现为拉伸强度提升。 PST 钛铝合金在 900 度下抵住了 637 兆帕的高拉伸强度,什么概念呢? 「这简直屌炸天了!」这话可不是我说的,而是一位不愿意透露姓名的材料学家说的。 这里,我们来和美国波音客机 GENX 引擎中的合金(简称 4822 合金)来对比一下蠕变抗力,比一比谁更牢固。 在 100Mpa 的压力下,波音不到 100 小时就挂了,咱们的 PST 超过了 800 小时还没挂。 在 150Mpa 的压力下,波音抗了 5 个多小时,PST 抗了 350 小时。 在 210Mpa 的压力下,波音抗了 1 个多小时,PST 抗了 100 小时。 这就是新闻上说的比国外先进 2 个数量级的那个参数。在钛铝合金这块,咱们算是熬出头了。 为啥还说差距依然不小? 但凡上天,减重自不用多说, 原则上,叶片重量越轻、强度越高,越好。 所以发动机会根据不同级别叶片的工作环境,采用不同的材料,尽量降低发动机重量。 钛铝合金和镍基合金,前者轻但不牢靠,后者牢靠但重,两者密度相差一半。 刚刚说的 PST 合金可以耐 900 度,通常认为气膜冷却还能贡献 400 度,隔热涂层能贡献 100 度,这样算下来,这个叶片的工作温度估计能到 1450 度,这基本可以搞定三代发动机。 拍着脑门想想,如果现有的三代发动机全用 PST 替换,这画面真是不敢想,绝对身轻如燕,搞不好推重比全都超过 10 了!就连美帝也得哭! 但是,在 1000 度条件下,PST 拉伸强度下降到 238MPa,很快就被扭成麻花了。 所以四代发动机,只能用在压气机和低温涡轮那里,在温度最高的那块地方,核心的高压涡轮那里还是够呛。 比如,美帝有款发动机的高压压气机共 9 级,前 3 级钛合金,后 6 级镍基,这 6 级基本可以用 PST 替换,这样重量就能下降不少。 不过四代发动机还是得用上镍基,中国的镍基