第七百五十六章 航空材料

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其次九都新崛起的微电子研制能力也对航空业助益极大，现代飞机中电子设备要占到总成本一半以上，驾驶舱都是基本实现“玻璃化”，即使用液晶显示器等电子设备取代传统的机械仪表，电传操控取代了机械操作。前不久刚刚试飞成功的空军的核心装备——大型预警机里就有不少来自九都的电子产品。特别是机上相控阵雷达控制中枢所采用的军用微处理器全部由中星和军方秘密建立的芯片工厂提供，其前身就是张胜利父母所在的单晶硅厂，张胜利对此非常自豪，范伟和柯有利也参加了前不久空军表彰九都支持的相关单位的大会，对此早有所闻。

而杨星谈到的第三点无疑最吸引柯有利他们。他提出一个耳目一新的见解，那就是九都可以采用差异化竞争方式，在航空材料上做文章。杨星表示，其实最早的飞行器结构并不复杂，无非是发动机带动螺旋桨转动，让木头架子做成的机身在特殊形状的机翼帮助下获得足够速度后飞上天，这里面有两个核心地方，一个是能提供足够动力的发动机，一个就是轻便又结实的机身，这都涉及到航空业中仅次于发动机的关键技术——材料。

二战前飞机还大量使用木头制造，但打完仗进入喷气时代，木头显然无法满足航空需求，飞机已经广泛采用金属铝合金外壳。如今机体材料中，金属合金比例又在大幅缩小，复合材料所占比例大幅上升。但国内开发复合材料时间较短，大部分国产飞机上还难觅复合材料的踪影，这方面外国人贬低我们有几十年的技术课要补。好在国内对此已有所察觉，这几年大力支持新型复合材料技术引进，并提供政策和资金支持该类企业扩大生产规模。杨星去年从台塑能搞到碳纤维技术，迅速投产复合材料生产线，背后离不开政府的支持。

而在航空业心脏的发动机上，高温材料更是一国制造水平的集中体现。随着发动机推力不断加大，效率不断上升，必须提高出口温度。现代航空涡扇发动机热效率已达到42%以上，是最高效、最清洁的动力设备，然而要实现这样的热效率，发动机最高温度需要达到00c以上，普通材料到了这个温度，必然化为一团气体，即使是钢铁也变得比面条还软，科学家们一直希望找到一种特别耐高温的材料，最成熟的就是高温合金。

高温合金是一种能够在600c以上及一定应力条件下长期工作的金属材料，具有优异的高温强度，优秀的抗氧化和抗热腐蚀性，良好的抗疲劳、断裂韧性等综合性能，已成为军民用航空发动机和燃气涡轮发动机热端部件不可替代的关键材料。

国内航空发动机一直被广泛诟病的“心脏病”问题，其实说穿了也就是差在材料上，二战后美英等国凭借深厚技术实力，逐渐淘汰了传统发动机上的铁、铝等金属，开发了以铁、镍、钴为基的高温合金，因为高温合金的合金化程度较高，又被称为“超合金”，目前已广泛应用在航空、航天、石油、化工、舰船等领域。其中镍基高温合金在整个高温合金领域占有特殊重要的地位，被广泛用来制造航空喷气发动机、各种工业燃气轮机最热端部件。

航空发动机的技术进步与高温合金的发展密切相关，高涡轮工作温度是当代先进航空发动机的最显著标志，提高涡轮工作温度是增加推力、提高发动机推重比的重要手段，而影响发动机涡轮前温度的首要因素就是涡轮叶片和涡轮盘的耐温水平。

目前在先进的发动机上，镍合金已占总重量一半，不仅涡轮叶片及燃烧室，而且涡轮盘甚至后几级压气机叶片也开始使用镍合金，并且发达国家还开始采用镍基单晶高温合金，可以说每一代高温合金的诞生，就标志着新一代航空发动机的出现，航空界有句名言，“一代高温合金，一代新发动机。”

如今美国第四代高温合金已经问世，第二代高温合金更是广泛运用于f-22战机使用的f119发动机上，而国内第二代高温合金才刚刚通过验收，太行发动机上用了部分，但可靠性和使用寿命和国外同类产品相比还又不小的差距。