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中企打破美国垄断自主研发航空发动机单晶叶片

2017-10-25 11:37 来源综合

　　中企打破美国垄断：中国企业自主研发航空发动机单晶叶片，航空火箭发动机用到一种稀有金属铼。中企克服技术难题，终于成功制造出高速高温的火箭发动机叶片，打破美国长期垄断。

　　不断打破国外垄断中国航空发动机关键零件国际领先

　　在河北廊坊科技园，一款为无人机和商务机而设计的航空发动机正在进行150小时试车，考核发动机在各种状态下技术性能和可靠性及寿命等综合指标。

　　中国科学院工程热物理所所长朱俊强：150小时做完了，首飞保证就没问题了，可以到不同高度进行试飞了，这个发动机基本定型。

　　十三五期间，我国启动了航空发动机和燃气轮机重大专项，航空工业持续发力，不断缩小与国际一流发动机生产企业的差距。

　　中国科学院工程热物理所轻型动力实验室实任徐纲：这一款涡扇发动机它的耗油率、寿命指标都达到了国际先进水平，国内也是个空白，所有的零件都是自主设计、自主生产，尤其是像里面的高温的单晶涡轮叶片，实际上就是可以说发动机里面加工的难点中的难点。

　　单晶叶片处于航空发动机中温度最高、应力最复杂、环境最恶劣的部位，是航空产品第一关键零件，它的铸造工艺直接决定了航空发动机的性能。

　　在这台1000公斤推力的发动机中心，核心部件就是眼前这60片单晶叶片。发动机将空气进行压缩之后压入燃烧室，在有限的空间内和燃料发生剧烈燃烧，产生猛烈的燃气喷射流，推动这些叶片高速旋转，让看似单薄的零件迸发出惊人的动力，每一片叶片输出的马力都相当于一台2.0排量的SUV汽车，温度大概在1720多度。

　　在1700度的高温之下，普通金属是不够耐热的。生产单晶叶片，就一定离不开一种珍贵的稀有金属-铼。

　　在成都航宇超合金技术有限公司，我们见到了单晶叶片生产中最为关键的金属—铼。这是人类发现最晚的天然元素，因为发现者是德国化学家，因此以莱茵河的名称命名为铼。它在地壳中的含量比所有的稀土元素都小，比钻石更难以获取。根据美国地质调查局的报告，全球探明的铼储量仅为2500吨左右。铼的价格跟白金的价格相仿，一克大概需要两三百块钱。

　　能够提纯铼金属的，是成都航宇超合金技术有限公司的母公司，这是一家上市的矿业公司。2010年，这家公司在其下属的陕西省洛南县黄龙铺钼矿区矿山中斟探到铼，储量达到176吨，约占全球储量的7%，仅次于智利、美国、俄罗斯和哈萨克斯坦。近年来，随着航空工业的发展，铼消费量的年均增长率为3%，虽然价格不菲，却一直处于供不应求的状态。

　　成都航宇超合金技术有限公司董事长张政：我们原来最初的想法是把铼生产出来。交给国内的用户。我们每年增加我们的收益，对上市公司就是一个很好的帮助。

　　美国是最大的铼金属消费国，控制着全球销售市场，一直处于垄断地位。由于铼可以广泛应用于喷气式发动机和火箭发动机，全球约80%的铼用于生产航空发动机，其在军事战略上有重要意义。为了维持在航空工业的优势地位，美国和其它一些西方国家常年针对中国进行材料和技术封锁。

　　成都航宇超合金技术有限公司副总经理宋阳：它有一些区域是限制中国人进入的，他们不希望这样的一些技术机密，或者是技术信息被中国所了解和掌握。

　　越是封锁，就越说明航空发动机的战略重要性，就越需要突破。矿业公司董事长张政拍板做了一个重要的决定：自己生产用于航空发动机的单晶涡轮叶片。

　　2012年7月，国务院印发《“十二五”国家战略性新兴产业发展规划》，将航空装备产业列为高端装备制造产业中的第一个项目，明确提出要突破航空发动机核心关键技术，加快推进航空发动机产业化。国家层面大力倡导，然而生产设备的采购却面临着巨大的困难——国外巨头再次相对中国进行技术封锁，生产设备中的关键环节——热处理炉因为西方国家的封锁卡了壳。

　　几大航空发动机生产公司所使用的，都是航空工业专用的一级热处理炉。但是因为西方国家的严密封锁，能够生产这类设备的厂商根本无法将设备销售给中国的企业，而国内的企业也只能生产二级炉。