中国发现超级金属!一克价值300元!
长期以来航空发动机一直都是我国航空工业中的一个短板。现在,我国部分军用飞机依然使用国外发动机,而在商业航空领域,C-919大型喷气式客机使用的发动机也产自一家美法合资企业。
为了尽快补足这块短板,国家一直在加大航空发动机的研发力度。国务院印发的《中国制造2025》明确提出要“建立发动机自主发展工业体系”,在十三五期间,我国又启动了航空发动机和燃气轮机重大专项。如今,航空工业持续发力,正不断缩小着与国际一流发动机的差距。
航空发动机每秒散热1700多度,唯有“铼”金属不被熔化
我们在反击中就会非常犀利。今天我们的最后一击太棒了。”
中国科学院工程热物理所所长朱俊强:150小时做完了,首飞保证就没问题了,可以到不同高度进行试飞了,这个发动机基本定型。
航空发动机是当今世界上最复杂的、多学科集成的工程机械系统之一,需要在高温、高压、高转速和高载荷的严酷条件下工作,并满足功率大、重量轻、可靠性高、安全性好、寿命长等众多十分苛刻甚至相互矛盾的要求,因此航空发动机被誉为现代工业的“皇冠”。我国虽然已经是国际上为数不多的几个可以独立研制航空发动机的国家之一,但是航空发动机性能不达标,一直都是中国航空业的一块心病。
十三五期间,我国启动了航空发动机和燃气轮机重大专项,航空工业持续发力,不断缩小与国际一流发动机生产企业的差距。
我们在反击中就会非常犀利。今天我们的最后一击太棒了。”
中国科学院工程热物理所轻型动力实验室实任徐纲:这一款涡扇发动机它的耗油率,它的寿命,这些指标都达到了国际先进水平,国内也是个空白,所有的零件都是自主设计,然后自主生产,尤其是像里面的高温的单晶涡轮叶片,实际上就是可以说发动机里面,加工的难点中的难点。
单晶叶片处于航空发动机中温度最高、应力最复杂、环境最恶劣的部位,是航空产品第一关键零件,它的铸造工艺直接决定了航空发动机的性能。
在这台1000公斤推力的发动机中心,核心部件就是眼前这60片单晶叶片。发动机将空气进行压缩之后压入燃烧室,在有限的空间内和燃料发生剧烈燃烧,产生猛烈的燃气喷射流,推动这些叶片高速旋转,让看似单薄的零件迸发出惊人的动力,每一片叶片输出的马力都相当于一台2.0排量的SUV汽车。
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朱俊强:我们一千公斤级的发动机,它的高压转速都在三万多转接近四万转,大概的切向速度就是每秒种450米左右,温度大概是1720多度。
为了防止熔化,工程技术人员把每一片叶片都制作成空心,中间还设计了一个精密而复杂的冷却系统。冷却系统带走的热量,可以在1/20秒、甚至更短的时间内烧开一壶水。但是在1700度的高温之下,普通金属还是不够耐热。生产单晶叶片,离不开一种珍贵的稀有金属-铼。
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在成都航宇超合金技术有限公司,我们见到了单晶叶片生产中最为关键的金属——铼。这是人类发现最晚的天然元素,因为发现者是德国化学家,因此以莱茵河的名称命名为铼。它在地壳中的含量比所有的稀土元素都小,比钻石更难以获取。根据美国地质调查局的报告,全球探明的铼储量仅为2500吨左右,铼的价格跟白金的价格相仿,一克大概需要两三百块钱。
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为了找到获得更多的铼金属,成都航宇超合金技术有限公司通过与湖南有色研究院的合作,用一年多的时间攻克了技术难题,实现了铼的提纯。
外企每一家都希望跟我们签长协价,我们只要生产出来他们就要,但是因为这项技术,所有掌握这个单晶技术的国家的企业,都受制于美国的一个法律,是不得参与技术合作的。
美国是最大的铼金属消费国,控制着全球销售市场,一直处于垄断地位
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越是封锁,就越说明航空发动机的战略重要性,就越需要突破
当宋阳在上海立下这一志愿的时候,远在千里之外的西安,矿业公司董事长也拍板做了一个重要的决定:自己生产用于航空发动机的单晶涡轮叶片。
自己想办法去解决这个技术,因为我不想只作为一个元素的供应商,而且这样稀有的一个元素,我们把它供应给海外的这些企业,而对中国毫无帮助。
民营企业进军中国航空业 单晶叶片国内首次量产
我们在反击中就会非常犀利。今天我们的最后一击太棒了。”
必须先把人才的团队建成,才能去把整个生产工艺设计出来。在政府帮助下,他很快物色到了几位国外合适的顶级专家,他们先后就职于几大著名的航空发动机公司,有多年年航空发动机零部件研发、制造、安装测试、维修、质量控制的相关经验。
有了团队,也有了士气,2013年底,在成都市双流郊区这片原本荒芜的土地上,开始生长出中国国产发动机单晶叶片的希望。为了能够早日投产,厂房建设和设备购置同步进行。
他们找到英国一家单晶炉的供应商,那的供应商只是想多卖一套设备,并没有想到中国能自己生产单晶叶片。随着谈判的深入,成都航宇拿出他们的订制化方案,这家专业的单晶炉制造商不由得对这位行业新入者另眼相看。
这家供应商并没有看走眼,随后,成都航宇第一批产品出炉,合格率一鸣惊人。
国际权威第三方检测机构出具的检测报告表明,成都航宇超合金技术有限公司送检的单晶叶片在高温拉伸性能、高温持久性能等方面的测试结果均符合欧美标准。成都航宇也成为国内首家单晶叶片成品率达到量产水准的企业。
加油中国制造!
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