十年内中国军事装备在3D打印钛合金框架等方面将重点突破(2)
类似于钛合金3D打印问题的,还有我国以碳纤维为代表的高性能纤维产业和相关工艺发展。比如T800碳纤维的研制成功此前不断从十二五规划延期到十三五规划,而目前按照最新的绿皮书规划,我国力争在2025年最终实现该产品批量生产的性能和质量达标。同时开发自主的碳纤维自动铺放设备,力争在2025年完成自主开发的大型飞机复合材料部件能部分通过西方适航标准认证,并为制造与波音787机翼同级别产品的能力打下基础。
图:波音787铺设复合结构机身,图中黑色束状物就是由预浸过树脂的碳纤维所组成
图:VIPER 6000自动碳纤维铺放设备,广泛用于F35等先进战斗机的复合材料部件生产。我国通过民机合作项目——比如成飞为波音787生产方向舵等,引进了国外的自动铺放设备。但我国最终一定要具备自己研制生产这类设备的能力。
图:F35的复合材料进气道
而在大家最为关注的发动机领域,我国在未来10年内将打通整个先进高温合金的制备工艺流程。这一方面我国不仅打算突破产能上的瓶颈——实现高温合金的低成本规模化生产,而且要“突破第四代粉末、单晶、点阵材料等新一代高温合金关键技术。”
此外我国还将集中攻关陶瓷基复合材料等新技术,最终满足涡扇15(歼20未来使用的发动机,设计和性能类似于美国F22战斗机装备的F119发动机)等型号为代表的重大航空发动机和燃气轮机(驱逐舰等军舰的动力)项目需求。
二:大量新型发动机将成为中国新一代飞机谱系的核心支撑力量
长期以来,航空发动机以仿制为主、型号少,性能寿命不理想,一直是困扰我国航空工业发展的心脏病。在未来的十年中,我国规划了一系列相当完整的发动机型号,涵括了各种用途和吨位级别的飞机。由于型号很多,笔者只举其中最具有影响力和代表性的例子。
图:展出的CJ-1000A发动机全尺寸模型
CJ-1000A大涵道比大型涡扇发动机。对于只关注国产军用飞机和发动机的人来说,这个编号或许比较陌生。实际上它是涡扇20的民用升级版,会更多采用一些先进的设计和部件,以提高性能并降低油耗等使用成本;比如款弦弯掠设计的钛合金和碳纤维复合材料风扇,更先进的高压压气机和涡轮叶片,以及更低污染排放的燃烧室设计以满足西方适航标准认证等等。
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