中國突破航空發動機核心技術，原子彈也沒有這麼難搞

長久以來，有個問題一直困擾著我們，中國的火箭都能到月亮了，國產民用大客機也試飛了，第四代戰機也誕生了，為什麼航空發動機技術依然這麼落後呢？

發動機作為航空裝備的「心臟」，一直是我國軍事工業的「心病」。作為現代工業皇冠上的明珠，航空發動機是經典力學在工程應用上逼近極限的一門技術。具體說來，航空發動機是為飛行器提供動力的熱力機械，需要在高溫、高壓、高速旋轉的條件下工作，對研製要求極高。

高性能航空發動機的研製難度非常大，否則全球能研製航發的國家也不會只有寥寥幾個了。

要知道，當今世界上能自行製造核武器的有9個國家，能自行製造大推力軍用渦扇發動機的有3個國家，而能自行製造大涵道大推力高性能民用渦扇發動機的國家，只有2個。

雖然，我國發動機已實現從國產第三代發動機「太行」到國產第四代發動機「峨嵋」的歷史性跨越，但不得不承認，我國在高性能航發方面的實力和底蘊與美國差距甚大。

在近期的央視節目中有消息稱，我國的航發工業有了新進展！

渦輪發動機中的渦輪葉片是發動機中最重要的部件。渦輪葉片處於全發動機中工作環境最惡劣，溫度最高，應力條件最複雜的區域。渦輪葉片的質量也是衡量一個國家航空製造領域的重要指標。

在葉片工作的過程中，葉片需要承受發動機工作時的啟動制動力，發動機將面臨的溫度劇變，轉子葉片在高速運動下的離心力和根部切應力。這樣的工作環境要求葉片的材料具有較高的蠕變強度，熱機械疲勞強度，抗硫化腐蝕等。一些較為先進的航空發動機內部力要求更高。常規的噴氣發動機中，燃氣口溫度約為1400℃，推力可達200KN，內部的葉片承受的拉應力達到150Mpa。而這種應力需求，常規工藝製造出來的葉片是很難滿足條件的。

學習機械製造的人都應該知道，在鋼鐵製造冷卻的過程中會逐漸形核，最後形成以若干晶核為主體的鋼鐵結構。不同晶核間的分子力很小，在常規應力試驗中，橫截面看到的都是有著各種毛刺的不同形核狀態分界。常規鋼鐵並不注重晶核狀態，其能承受的最大許用拉應力也不會超過非定向晶核鋼鐵的最大承受力。

但是，越是高精尖的發動機就越對材料有要求。若是採用常規的不定晶核鋼鐵，葉片根本無法承受發動機的拉力而被扯斷，直接無法使用。採用定向晶核能夠提高一部分的拉力，但是其中仍有明顯的晶核分層，影響軸向的拉力和承受力。單晶葉片是指整塊葉片上只有一個晶核，其他的鐵原子都依附於這一個晶核順序排列。這種排列順序下，原子間的作用力是非常大的，其許用拉應力也是非常大的。正好能滿足現在新型大推力發動機的葉片需求。

航空發動機的核心部件是單晶葉片，單晶葉片處於航空發動機中溫度最高、應力最複雜、環境最惡劣的部位，它的鑄造工藝直接決定了航空發動機的性能，而我國已經自主研製出了單晶葉片。

那麼，單晶葉片厲害在哪兒呢？

發動機在運作時，將空氣進行壓縮之後壓入燃燒室，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於一台2.0排量的SUV汽車，溫度大概在1720多度。

當溫度達到1700度高溫後，普通金屬是不夠耐熱的，因此單晶葉片就必須耐熱。而生產單晶葉片，離不開一種珍貴的稀有金屬——錸。

美國是全球最大的錸金屬消費國，技術上一直處於壟斷地位。由於錸可以廣泛應用於噴氣式發動機和火箭發動機，全球約80%的錸用於生產航空發動機，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。

而這種情況，如今終於逆轉。中國成都航宇超合金技術有限公司的母公司，在其下屬的陝西省洛南縣黃龍鋪鉬礦區礦山中斟探到錸。更關鍵的是，這家礦業公司決定：自己生產用於航空發動機的單晶渦輪葉片。

然而生產設備的採購卻面臨著巨大的困難，生產設備中的熱處理爐因為西方國家的嚴密封鎖，中國企業根本無法將購得，而國內的企業也只能生產二級爐。

時間不等人，專家組另闢蹊徑，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。這種跨行業的混搭比原來想像的，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。原子彈都沒這麼難搞！

「中國這麼多年的這個經驗，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鬥，我們都能夠在這個領域取得突破。」

單晶葉片技術的掌握意味著我國將大大提高大推重比發動機的生產能力，並將大大提高原有發動機的使用壽命。根據研究，葉片的溫度承受極限每提升25℃就可以使其在原有溫度下提升至原來壽命的3倍。可以預想到，應用這種新型技術的我國軍工產業將會推出更多強大的「心臟」，一些只存在於圖紙上的沉睡的巨獸將在這顆強大「心臟」的驅使下，真正的降臨於世，守護祖國的藍天。

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