313.第313章 鈦合金並非全能
「由你們投資和北航材料所合作,用來研發DD3單晶的工業化生產技術?」
一臉驚訝的劉大項感覺到這整個世界都變了樣,以前本來還顯得不怎麼起眼的0011基地,幾年之內突然崛起,狂攬訂單、大賺特賺,現在有錢到了由西南科工投資本來該國家投資的航空發動機基礎材料研發。
怎麼想,都覺得怎麼不可思議,但事實就擺在眼前,這西南科工還真的就這麼有錢,由不得劉大項不相信。
「好吧,聽你們說這話,感覺也不像是有假,既然你們投資了DD3單晶的工業化生產,那新核心機工程的高溫渦輪,就完全要靠你們來支撐,現在我們624所要集中精力拿下高壓壓氣機。」
劉總工倒是會想辦法,本來該624做的核心機先進項目預研,現在推給西南科工。當然,西南科工對這種事也不會推脫,國外的航空發動機巨頭,哪個不是自己牢牢控制住高溫渦輪技術的研發、製造,現在的西南科工不過是在向國外先進經驗學習而已。
把高壓壓氣機、高溫渦輪的問題定下來,三大核心部件中只剩下燃燒室的問題,要說到燃燒室,現在西南科工也還算不錯,搞定了環形燃燒室技術。
但相比起624所正在研發中的燃燒室,又要顯得落後許多,624所的核心機技術預研,選擇了F404為技術參照,儘管在高壓壓氣機上被美國人擺了一道,但也不是沒有收穫。
F404也不是全然沒有優點,這款發動機的燃燒室技術就相當不錯,源自GE9核心機技術,F404的燃燒室製作的相當有技術含量,直接到了短環形燃燒室階段,這又要遠遠的甩渦扇10所使用的環形燃燒室一條街。
短環形燃燒室,比起環形燃燒室在體長度上要短不少,帶來的發動機體積減小、重量減小,這些都是很大的進步。而且短環形燃燒室在性能上還沒有損失,甚至有所提高,這是必須要佩服的一點。
劉大項院士也深知這一點,預研的三部件中,一件出了設計上的問題,要重新推倒;另一件是624所技術不佳,由西南科工承擔,唯一剩下的燃燒室技術一定要找回面子。
「那我們就再說說燃燒室這方面,我們624所參照F404預研的先進短環形燃燒室技術,現在進度很不錯,由我們繼續研製下去,最多再有兩年時間,我們就可以出成果,保證萬無一失。」
關於624所在燃燒室方面的技術,楊輝也比較放心,上個位面下馬的先進中推項目,測試出燃燒室性能相當不錯,採用帶突擴式進口擴壓器幾氣動霧化噴嘴的短環形燃燒室,幾乎是當時世界上最先進、最主流的技術,即使放在2000年之後,依然不會落後。
雖然後世的先進中推核心機下馬,但是這項短環形燃燒室技術卻保留下來,被用到了太行發動機上面,這足以說明現在624所手中正在研發的燃燒室技術性能之優良。
「這樣也好,短環形燃燒室技術很不錯,的確比我們現在渦扇10發動機所使用的環形燃燒室要先進,由624繼續研發燃燒室完全沒有問題。不過,為了我們西南科工在燃燒室研發中不至於斷層,我們希望能派出我們的技術人員參與到燃燒室的研發,同時也可以加快進度。」
這條件合情合理,624所沒有理由拒絕,劉總工肯定的點頭。
「這沒問題,能有更多的人手加入到燃室的研製中,我們的進度會更快一些,到時候讓西南科工的同志跟我們一起到624所去就好,按出差、借調都可以。」
西南科工的環形燃燒室完全是按照理論從頭到尾研發出來的,沒有任何參照,這種經驗624所可沒有,能藉機會補上這漏洞,624求之不得。
至於核心機中的其它部件,這都是為核心機三大最重要的部件服務,都是小事情,直接由624和西南科工商量之後分工合作。
唯一的問題是,624所對西南科工提出的高壓壓氣機機匣採用鋼製機匣還有些微詞,624所拿到的F404核心機機匣採用的可是鈦合金機匣,這東西不僅材料力學性能優良、它的重量還相當輕。
按照624所的原計劃,那也是要準備採用鈦合金機匣的,但楊輝經過多方考慮之後還是覺得不靠譜,F404發動機最開始了鈦合金機匣,自1978兩年首飛,從來沒有出現任何問題。
但楊輝知道F404在1987年就爆發出了問題,僅僅一年時間之內美國就因為F404發動機失火、就損失了4架F18飛機。
甚至採用同樣核心機F101也在1990十月也爆發同樣的問題,發動機失火兩次,導致美國空軍的B1-B轟炸機缺席海灣戰爭。
從1987年F404出現問題,一直到F101發動機同樣失火,通用公司就沒有理出來頭緒,到底發動機為什麼出事,為什麼失火?通用公司百思不得其解。
而真正的原因,就是楊輝現在為什要堅持採用鋼製機匣。一方面是處於現實原因,現在國內的鈦合金加工過工藝不過關,另一方面則是因為鈦合金做高壓壓氣機機匣本身就不合理。
F404核心機選用鈦合金做機匣,就是發動機失火的罪魁禍首,糾其原因還是因為鈦合金這東西並不萬能的,它也有自己的缺陷。
高溫鈦合金,一般用來製作使用溫度超過300度的結構部件,常用的是在航空發動機內部的高強度部件。通常用來做壓氣機葉輪是最合適的,F404的高壓壓氣機前三級全都是採用鈦合金,這一點毫無問題。
但用來做壓氣機機匣,就是典型的選材失誤,常規鈦合金在特定的條件下有燃燒的傾向,若是操作失誤一下,馬上就能給你燒起來。
鈦合金的化學活性比較大,常溫下就會和大氣中的氧、氮、碳等元素反應,生成氧化物和碳化物混合的表皮,這也是為什麼鈦合金焊接需要在真空狀態下進行的原因。
不僅如此,鈦合金還有一個更加重要的特性:熱傳導係數極低(也就是不傳熱)。不傳熱的話就容易局部熱量堆積,熱量達到一定程度就會發紅,若是在這個時候有小一點的鈦合金微粒刮擦出來,那肯定就燃燒。
介紹了鈦合金的材料本身缺陷,再回到f404的機匣、壓氣機都同時採用鈦合金的情況。若是鈦合金沒有摩擦出細小的微粒,就算受熱發紅,但要想燃燒起來也是相當困難的。
但前面也提到了一個問題,美國的F404發動機集中出現問題的時候,是在這款發動機定型好幾年之後的事,F101發動機爆發問題時,使用的年限也差不多有五年之久。
為什麼會在原本好好的使用了幾年之後才出現問題?原因在於,發動機使用了一定年限之後,發動機受到外來沙塵沖刷摩擦,葉型發生了部分的改變。
沙塵很小,但在壓氣機的加壓之後,會有非常高的速度,即使再小也會產生可觀的衝擊,加上壓氣機本省也在高速運轉,於是葉型就發生了小的改變,即使它是鈦合金做的也要遵循規律。