高温合金在航空发动机的应用介绍

来源：中为咨询www.zwzyzx.com 【日期：2016-11-09 13:50:03】【打印】【关闭】

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高温合金从诞生起就用于航空发动机，在现代航空发动机中，高温合金材料的用量占发动机总重量的40%～60%，主要用于四大热端部件：燃烧室、导向器、涡轮叶片和涡轮盘，此外，还用于机匣、环件、加力燃烧室和尾喷口等部件。

航空航天产业属于战略性先导产业。世界航空航天市场总额已高达数千亿美元，并且正以每年10%左右的速度稳步增长。在《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中，国家已经把大型飞机列为重大专项工程，而且要求最终配装具有自主知识产权的大涵道比涡扇发动机，包括军民两用型大型飞机发动机，这是必须实现的国家战略目标。行业研究整个大飞机项目的研发费用投入大概在600亿元，其中用于大型民用客机的研制费用大概有400亿元，用于大型军用运输机研制的费用约为200亿元。大飞机的研制属于高精尖项目，每架需用高温合金、钛合金近100吨，起落架用特种高强度钢约15吨。

纵观航空涡轮发动机的发展历程，研究报告军用航空涡轮发动机技术的发展始终引领着先进航空发动机发展方向，自20世纪40年代初以来，军用航空涡轮发动机已研制发展了四代并逐步向第五代跨越。

第一代:以涡轮喷气发动机为主，20世纪40~50年代研制，20世纪50~60年代获得广泛应用。表征发动机综合性能指标的推重比约3~4。涡轮前燃气温度1200~1300K，典型机种有J57、BK-1等。

第二代:主要是加力式涡轮喷气发动机，基本上是第一代的改型，还有少量涡轮风扇发动机，推重比5~6，涡轮前燃气温度1400~1550K，典型机种有J79、TF30、SpeyMK202、M53-P2和P29-300等。

第三代:主要是涡轮风扇发动机，技术上有了很大进步，推重比7~8，涡轮前温度1600~1800K。从1973年F100发动机最先投入使用以来，相继又有美国的F404、F110、西欧的RB199、法国的M-88、前苏联的PД-33和AЛ-31φ投入使用，成为第三代战机的主要动力装臵等。

第三代军用航空发动机：F100

第四代:从20世纪80年代开始发展，是为满足先进战斗机的超声速巡航能力、良好隐身能力、高亚声速和超声速机动能力、敏捷性、远航程和短距起落能力、高可靠性、易可维修性、强生存力、低全寿命期费用而研制的。其性能特点为：推重比9.0~10.0，涵道比0.2~0.4，增压比26~35，涡轮进口温度1800~2000K，耗油率降低了8%~10%，可靠性提高了1倍，耐久性提高了2倍。典型第四代军用发动机F119、F120、EJ200、F135、F136、АL-41F等。

第四代军用航空发动机：F119

第五代：21世纪初开始提出，与前四代发动机追求高推重比不同，第五代发动机将提升发动机推进效率与任务适应性为首要目标，目前仍处于研制当中。普惠公司借助美国空军自适应发动机技术（AETD）发展项目正在进行第五代发动机的测试，通过变循环发动机关键技术的突破，其耗油率可降低30%，预计2016年其原理样机将进行整机试车。

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