涡扇15的福音：中国超高温涂料获突破发动机将获巨大提升

2018-12-29 11:44:15 作者：本网整理来源：利刃号分享至：

众所周知，由于各种历史原因和客观因素的影响，我国在各类发动机研发制造领域，一直与西方欧美等发达国家存在着巨大的差距。这其中，尤以技术难度最高的涡扇发动机存在的问题最为突出。在诸多国产战机的研发过程中，因航发发展滞后而导致的“心脏病”问题可谓不胜枚举。

虽然经过近二十年的重点发展，以涡扇-10“太行”系列为代表的国产涡扇发动机已基本成熟。但就技术水平而言，“太行”的性能对于三代机而言也仅仅是堪用而已。至于歼-20这类第四代隐身战机，则还需更先进的新一代航发才能满足其需求。

（虽然太行已经成熟，但依旧不能满足目前国产隐身战机的需求）

显然，想要彻底的治愈国产战机的“心脏病”，就必须实现新一代涡扇发动机在推力、寿命乃至推重比等主要指标方面的重大突破。而这，就涉及到了发动机研发背后那复杂的工艺、设计、材料等一系列关键性的因素。近日，据《航空制造网》报道，我国已经在新型航发热障涂层材料的研发领域取得了重大突破。

由昆明理工大学冯晶教授主持的“1600℃超高温稀土钽酸盐热障涂层材料及其制备技术”，打破了国际上该领域的最高使用温度记录。据悉，其相关成果即将在新一代涡扇发动机压气机叶片上实现应用。而在，或将成为实现我国在航发领域实现跨越式发展的关键所在。

（超高温涂层材料将成为航发领域实现跨越式发展的关键）

首先需要提到的是，在衡量一款涡扇发动机性能水平如何的各种指标中，除了推力、寿命以及推重比等比较直观的数据之外，发动机热端部件能承受的涡轮前温度的高低，也是一个极为重要的性能衡量指标。一般而言，该指标与发动机的推力成正比。即涡轮前温度越高，则这款发动机的推力也就越大。

而冯晶教授团队所攻克的新型航发热障涂层材料，其主要应用对象就是航空发动机的燃烧室、涡轮叶片等热端部件。这项技术一旦运用，必然可以极大的提升发动机的使用温度，并为发动机的增推、增寿提供一个极为良好的前提条件。

（该技术可提高发动机热端耐受温度，以达到增推、增寿）

以F-22隐身战机使用的F-119涡扇发动机为例，该型号的涡轮前温度约为1950K/1700摄氏度，到达发动机叶片材料后的温度则为1200摄氏度左右。这个涡轮前温度和材料耐受温度，就是采用了传统氧化锆基热障涂层的F-119涡扇发动机所能承担的极限。若想要超过这个限制，则势必会在发动机的寿命方面付出代价。

相比之下，冯晶教授团队的“超高温稀土钽酸盐热障涂层材料”所能提供的发动机叶片耐受温度可达到1600摄氏度以上，最高可达1800摄氏度，这显然是一个巨大的提升。同时，相比传统的氧化锆基热障涂层，新型涂层材料还具有热传导率低、使用寿命长、抗氧化能力强等优势。