航空發動機建造葉片的材料,我國取得了重要的突破,完成一種碳硅纖維材料的國產化,而且能夠打破西方的60年壟斷,能實現100%國產,這個變化直接影響我國未來航空業的發展!
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碳硅纖維高純度合成技術,長達60年都被美日的企業壟斷核心技術,因為這項技術的復合材料,高溫裂解和燒制非常困難,容易在高溫下斷裂,因此誰擁有技術,誰能生產該種材料,就能擁有高價定價權,能通過這樣的技術和產品,得到更高的暴利。
我國在沒有國產能力的時候,還要通過高價從西方進口,不僅原料的成本大幅提升,甚至比金子的價格都要貴幾倍,對于發動機的整體成本也是無形中增加很多。
西方曾經得意表示,這項技術就算是獲得一定的突破,要想達到國產的能力,也需要再等上幾十年,讓外界沒有想到的是,中國竟然能快速研發成功,而且能實現百分百的國產。
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這種碳硅纖維材料的國產對我國的航空業會帶來什么影響?
我國能國產之后,可以打造新型的發動機葉片,提供更耐高溫和耐腐蝕的穩定構件。在沒有這種高新材料之前,我國的發動機都是用合金葉片,在高溫高壓環境下,使用壽命無法和碳硅纖維相比。
在耐熱極限上,對比溫度的話,碳硅纖維的耐高溫能力可以輕松達到1400度,而合金葉片的耐高溫能力只有一千度左右就達到了極限。
耐熱程度提高,能為發動機葉片提高安全保障,降低因材料熱疲損導致的微小開裂等問題,從而讓發動機的性能穩定。
碳化硅纖維復合材料可以讓氣冷通道的低溫占比從原來的30%降低到5%左右,這樣的參數雖然專業難懂,但是可以簡單通俗地理解為,高新復合材料的強度和剛度都有提升,但是重量沒有增加,甚至耐用程度是原來合金葉片的使用壽命的五倍!
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即便是在極端的情況下,比如外部環境惡劣,使用頻率很高,也能比原來提升三倍的使用壽命,同時這樣的材料堅固程度提高之后,可以適當縮小葉片在旋轉時的變形量,可以幫助減少燃氣泄漏,在保障安全的基礎上,進一步提高發動機的動力效率。和原來的合金葉片相比,動力支持的能力提升了8個百分點,續航支持也是非常明顯的。
對于飛行效率的提升,同時也能降低維修和維護的頻次,這樣的優質材料打造的葉片,可以減少磨損情況的發生,對應的維護成本就會降低,因此研發碳硅纖維的積極意義非常大。
我國可以自行生產這種高新材料之后,對航空業的未來發展有什么幫助嗎?
西方非常忌憚我國的航空業發展,恨不能壟斷所有的相關產業,尤其當我國能制造國產大飛機之后,國產發動機的水平,是否能匹配飛機的發展,也更為關鍵。現在我國的國產航空發動機的型號,不斷增加,要顯著提升性能的話,需要強大的高新材料進行加持。
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碳硅纖維材料的突破,讓我國從被動的局面,轉變為全面主動,不僅是簡單的替代不需要進口的材料,也不是單純實現國產就可以,而是能夠根據航空業的未來前景,做出更長遠的規劃,發展相應的技術體系,打造和奠定未來航空航天的發展基礎,帶動更為高端的產業鏈升級,為民用和軍事兼顧的發展開拓更多的可能。
作為高新材料實現國產化,可以為我國戰略安全做出保駕護航的貢獻,同時也能實現更穩固的技術支持,打破西方的長期壟斷,積極正面參與國際市場的競爭,保障國防安全進一步深化,更能為研發新型的軍用飛行器等裝備,提供更多的材料選擇。
西方聽到中國能國產碳硅纖維材料之后,也是意外震驚不已,中國的科研實力真是潛力無限,深不可測,未來在航空航天領域,這種材料和衍生的新型材料,都能更好地發揮作用,比如衛星上也能應用,可以解決高溫和極端情況下的穩定,同時依靠材料的輕盈度,降低衛星和航天器等設備的重量,為提升載荷能力,降低能耗,都會起到重要的幫助作用。
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解決新型材料的能力,也能看出我國的科研實力,在向著更寬廣的發展道路前進,也是依托自主專利技術的穩步提升,實現更令萬眾矚目的成就!
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