中国突破封锁的二十个航空航天核心技术( 五 )


十四、TiAl单晶合金核心技术
航空航天技术是一个国家科技、工业和国防实力的重要体现 。 航空发动机被誉为飞机的心脏 , 叶片则是航空发动机中最关键的核心部件 , 其承温能力直接决定着发动机的性能 , 尤其是推重比 。 美国GE公司采用Ti-48Al-2Cr-2Nb(以下简称4822)合金替代原来的镍基高温合金制造了GEnx发动机最后两级低压涡轮叶片 , 使单台发动机减重约200磅 , 节油20% , 氮化物(NOx)排放量减少80% , 噪音显著降低 , 用于波音787飞机 , 2007年试飞成功 , 2009年正式投入商业运营 , 成为当时航空与材料领域轰动性的进展 。 中国的陈光教授团队的研究成果在材料性能上实现了新的大幅度跨越 , 所制备的PST TiAl单晶室温拉伸塑性和屈服强度分别高达6.9%和708MPa , 抗拉强度高达978MPa , 实现了高强高塑的优异结合 。 更为重要的是 , 该合金在900℃时的拉伸屈服强度为637MPa , 并具有优异的抗蠕变性能 , 其最小蠕变速率和持久寿命均优于已经成功应用于GEnx发动机的4822合金1~2个数量级 , 有望将目前TiAl合金的使用温度从650~750℃提高到900℃以上 。
科技领域人士曾经对陈光教授团队的研究成果给予高度评价 。 他指出:“通常 , 镍基单晶高温合金的承温能力每提高25~30℃ , 即为一代新合金 。 陈光教授团队发明的TiAl单晶合金 , 一下将承温能力提高了150~250℃以上 , 是重大突破 , 属引领性成果 。 这项关键材料技术诞生于我国 , 是我们国家和民族的骄傲与自豪!对我国的航空航天事业的发展具有重大价值 。
十五、聚丙烯腈基碳纤维技术
中国科学院山西煤炭化学研究所研究员张寿春团队围绕T-1000级超高强度碳纤维制备 , 承担的中国科学院重点部署项目所制备的聚丙烯腈基超高强度碳纤维 , 顺利通过验收 , 并成功开发聚丙烯腈基新型中空碳纤维 。 值得一提的是 , 聚丙烯腈基碳纤维是航空航天、国防、民用工业领域不可或缺的关键材料 , 对国防安全和国民经济发展具有举足轻重的重要性 。 聚丙烯腈碳纤维生产技术主要有湿纺与干喷湿纺两种技术路线 , 干喷湿纺技术具有生产效率高、碳纤维品质好、生产成本低等优点 , 世界上高端牌号碳纤维主要采用干喷湿纺技术生产 。
十六、高超音速飞行器核心技术

中国之前曾经展示的CC-1空天飞机方案 。 国内媒体报道了一款工业部门在研的空天飞机方案 , 引发境外媒体集体关注 。 专家表示 , 这一技术方案的先进性远远领先于美国目前天地运输系统以及轨道飞行器 , 但其技术复杂程度也是空前的 , 现在主要是在初期的技术研发阶段 。 据《联合报》报道称 , 中国曾经发射了小型多用途可重复使用空天飞机 , 随着中国测试这项高超音速飞行器 , 各国太空飞机竞赛已迈入白热化阶段 。 文章还称 , 中国首度成功进行了航天飞行器模型试验 , 试验负责人用“历史性跨越”来形容试验的重要性 。
世界上航天最发达的国家美国 , 其所使用的X-37B算是最先进的了 , 而在中国空天飞机试验成功后 , 将会超越美国 。 中国后续的实际发射试验 , 只有当中国空天飞机实际载人或者搭载太空飞行器发射成功后 , 可以说说中国将会完成了一种新型发射方式的技术开发 。
十七、碳纤维复合材料核心技术
碳纤维复合材料是以碳纤维为增强材料 , 与其他材料一起经过复合成型制成的结构材料 , 相较于传统材料在性能和轻量化两方面存在优势 。 中国研发出具有完全自主知识产权的产品碳纤维及其织物 , 产品各项技术指标已达到国际同类产品的先进水平 , 目前主要应用于航空航天领域 。 中国已经具备高强型ZT7系列(高于T700级)、ZT8系列(T800级)、ZT9系列(T1000/T1100级)和高模型ZM40J(M40J级)石墨纤维工程产业化能力 , 其中ZT7系列产品已被批量稳定应用于我国航空航天八大型号 。
值得一提的是 , 研发单位中简科技是我国航空航天领域核心的碳纤维供应商 。 公司产品在经过航空航天权威单位近三年多批次的严格测试后 , 最终被选为主要供应商 。
十八、整体壁板多头镜像铣削加工中心

中国有一家仅120人左右的民营企业上海拓璞数控科技有限公司能参与运载火箭、大型飞机智能装备的制造 。 在它们的厂房里 , 有许多自主研发的高端装备 , 装配完毕后将销往航空、航天制造企业 。 这些装备中 , 尤其是有一台名为“整体壁板多头镜像铣削加工中心” , 用于铣削大型飞行器的舱体壁板 。 它之前曾接受航天客户的验收 , 成为全球唯一一台此类设备 。 拓璞团队在短短几年间打造了精密机械传动技术、开放式高档数控系统、先进制造工艺技术等3个技术平台 , 开发了近10项国内领先的高端装备核心技术 。 五轴联动数控机床 , 是拓璞的核心产品之一 。 这种机床用于加工复杂曲面 , 堪称机床制造业的“皇冠” , 尤其在航空、航天、核电能源、高精医疗设备等领域有重要应用 。 值得一提的 , 之前美国、日本曾经对我国实施禁运 。

推荐阅读