全球航空发动机制造技术状况修订稿
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全球航空发动机制造技术状况航空制造是制造业中高新技术最集中的领域,整个制造过程对材料、工艺、加工手段、试验测试等都有极高的要求,而航空发动机技术则是高新技术中的尖端代表。
美国国家关键技术计划说明文件将航空发动机技术描绘成“是一个技术精深得使新手难以进入的领域,它需要国家充分保护并利用该领域的成果,长期数据和经验的积累,以及国家大量的投资。
(一)航空发动机技术特点航空发动机的特点在于其工作状况复杂、制造要求高、研制周期长、研制费用高。
表1航空发动机特点经过半个多世纪的发展,全球航空涡轮发动机技术取得了较大的进步:表2发动机性能特点国外的航空发动机制造已经达到了相当高的技术水平,其发展趋势主要体现在战斗机、运输机和直升机这三种类型的发动机上:表3三类涡轮发动机发展趋势战斗机发动机和运输机发动机在性能的要求上是各有不同的,战斗机发动机追求的是极限性能和高负荷;而运输机发动机则要求的是可靠性、经济性等指标。
而越来越显著的特点就是高性价比则是军用和民用发动机都追求的目标。
处于航空发动机技术前列的国家不断实施各种技术发展计划,推动着发动机各项性能的提高,在实施这些技术发展计划的过程中,不断涌现着新技术。
这些新技术的趋势显示出高效和经济性是发动机未来发展方向。
表4航空燃气涡轮发动机不断涌现的新技术#p#分页标题#e#(二)国内外航空发动机应用1、军用航空发动机国内外仍具有代差军用航空发动机整机研制生产的国家不多,这与航空发动机技术在各国之间市场化交流相对较少,处于较封闭的状态有关。
为了战略考虑,一般各国战斗机所装配的发动机在各国国内或联盟内采购。
表5 国外主要军用战斗机发动机配套情况相比全球先进的发动机研制水平,我国的航空发动机研制水平仍然有较大差距。
我国第3 代战斗机发动机“太行”于2005 年底通过设计定型,与美国第3 代战斗机配置的F100 发动机1973 年10 月定型的时间名义差距为32 年,美国的第4 代战斗机发动机已于2005 年12 月装备飞机,具备初始作战能力;第5 代飞机已经试飞。
航空发动机市场分析现状1. 引言航空发动机作为航空行业中的核心设备之一,对于飞机的性能和飞行安全起着至关重要的作用。
随着航空业的快速发展,航空发动机市场也逐渐呈现出竞争激烈的态势。
本文将对当前航空发动机市场的现状进行分析,从市场规模、竞争格局、创新技术等方面探讨航空发动机市场的发展趋势。
2. 市场规模航空发动机市场规模是衡量整个市场发展的重要指标之一。
根据市场研究数据显示,近年来全球航空发动机市场规模呈现稳步增长的趋势。
这主要受益于航空业的快速发展和航空客运市场的扩大。
据预测,未来几年航空发动机市场将保持良好的增长势头。
3. 竞争格局当前航空发动机市场存在着激烈的竞争。
主要航空发动机制造商之间在技术投入、产品质量和服务等方面展开了激烈的竞争。
全球航空发动机市场主要由几家大型企业垄断,其中包括GE航空、罗尔斯·罗伊斯、普惠航空等。
这些企业凭借其技术实力和品牌影响力在市场上占据主导地位。
4. 创新技术在当前航空发动机市场中,创新技术是企业竞争的关键。
航空发动机制造商不断推出新型发动机,以提高燃油效率、减少排放、降低噪音等方面的性能。
融入先进材料、数字化技术和智能化控制系统成为当前技术创新的热点。
这些技术的应用使得航空发动机更加节能环保,并提升了飞机的整体性能。
5. 发展趋势从目前的市场发展趋势来看,航空发动机市场将继续保持稳步增长。
随着航空业的进一步发展和航空客运量的增加,航空发动机市场需求将持续扩大。
与此同时,创新技术的不断涌现将推动航空发动机市场的发展,提高发动机的性能和可靠性。
6. 结论综上所述,航空发动机市场作为航空产业链中的重要组成部分,其发展正受益于航空业的快速发展。
市场规模不断扩大,竞争格局逐渐形成,技术创新不断推动市场进步。
随着全球航空业的发展,航空发动机市场有望迎来更好的发展机遇。
然而,也面临着技术突破、成本控制和环境压力等挑战。
因此,航空发动机市场的各方利益相关者应保持敏锐的市场洞察力,并加大技术创新和合作力度,以应对市场变化和挑战。
全球航空发动机制造技术状况航空制造是制造业巾高新技术最集巾的领域,整个制造过程对林料.工艺. 加工手段、试验测试等都有极高的要求,而航空发动机技术则是高新技术中的尖常代表。
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国外航空发动机发展现状现代航空的发展历史并不长,在第一次工业革命孕育下问世、在第二次工业革命培养下成长,而其最基本的推动力就是航空发动机的进步,并且,航空发动机既是航空器的动力,也是整个航空产业的动力。
从活塞时代到喷气时代,现代航空飞速发展,燃气涡轮发动机逐渐成为航空动力的主力样式,在可预见的未来尚无其它可以替代的。
当前,全球航空发动机发展基本上仍然保持着多年以前所形成的格局,美俄英法中五国共分天下,其他的发达国家和发展中国家还没有能够跻身的,足见技术门槛是多么高,而这个格局又实则是美一超、俄英法三强、中一弱的态势,这个态势多年以来也没有打破。
当然,这里所说的格局主要是指由能制造小涵道比大推力军用发动机的国家构成的,如果再加上民用领域的大涵道比发动机,乌克兰以及加拿大也可以算进去。
中国航空发动机事业起步不算晚,而且初期所走过的道路是畅顺的,特别是在涡喷发动机仿制和批产方面所建立的储备较为厚实。
而近年来的发展,与自己的过去比较,可谓成果连连,即便是在整体上也是今非昔比,整体上离国外还有较大差距。
美国超强大国美国目前在全球航空发动机领域是超级强国,算是自成第一梯队,以普惠(PW)和通用(GE)2个公司为代表。
美国技术水平最高的航空发动机当属F-35飞机的F135发动机,在全球也是。
不仅仅具有20吨的推力,更重要的是在设计技术和制造工艺上集合了普惠公司以及英国罗罗公司的精华,例如整体式叶盘、健康管理系统、模块化设计,最近,普惠公司宣布在生产中更换3个模块,可将推力释放到21吨级,可省5%的油。
通用公司在军用航发领域稍嫌滞后。
最出色的作品是超级大黄蜂飞机的F414-GE-400发动机,同样是推比10一级的中等推力航空发动机。
俄罗斯位居第二俄罗斯、英国和法国三强应该是属于第二梯队。
俄罗斯在全球航空发动机第二梯队中目前仍然是领先,尽管领先的距离在缩短。
去年年底,推出了自己的第四代大推力航空发动机产品,即izdeliye30发动机,已经在苏-57上进行了成功试飞。
世界航空发动机发展趋势及经验述职报告
一、世界航空发动机的发展趋势
1、近年来,随着现代航空技术的发展,发动机性能要求越来越强,
全球航空发动机市场正向高空度、低排放、低噪音、高可靠性等优异性能
发展。
2、材料技术的发展,使发动机可以带来更高的效率、更低的排放物、减轻整体重量、提升性能等优异性能。
3、发动机控制技术也在不断改进,从传统的机械控制转向数字化控制,实现了更高精度的控制和调节。
4、发动机的燃油技术也在不断发展,新型的发动机燃烧室可以更有
效地利用燃料,减少排放。
5、综上所述,全球航空发动机市场正在向先进、低耗、绿色、安静
的高性能发展。
二、近年来参与航空发动机项目的工作经验
1、本人曾参与重新设计高效率、低排放和低噪音的大型航空发动机
项目。
2、在该项目中,本人担任总设计师,利用先进的软件和建模技术,
帮助完成航空发动机的整体性能和内部结构的设计。
3、我针对该项目中的各种问题,运用理论知识、计算机技术和工程
经验,分析设计、模拟计算和准确测试,以确保产品的可靠性、性能及最
佳状态。
4、在此项目中,我运用了新型的材料,测试了涡轮叶片的最佳动力性能。
全球航空发动机制造技术状况1.航空发动机设计:现代航空发动机的设计趋向于高效能和环境友好。
通过使用先进的设计和计算工具,如计算机辅助设计软件和仿真工具,能够提高发动机的性能和效率。
设计人员利用先进的材料和工艺,如复合材料和3D打印技术,来减轻发动机的重量,并提高其寿命和可靠性。
2.材料和工艺:航空发动机的制造要求使用高强度、高耐热性和耐腐蚀性能的材料。
目前,热塑性复合材料,如碳纤维增强复合材料,正在被广泛使用,并取得了显著的突破。
复合材料的使用可以减轻发动机的重量,提高燃烧效率,并减少噪音和排放。
3.燃烧技术:航空发动机的燃烧技术也在不断创新。
为了提高燃烧效率和减少排放物的产生,研究人员正在开发新的燃烧室设计和切换燃料。
例如,从传统的燃料改为可再生能源如生物燃料或水解氢燃料等,以减少碳排放,减少对环境的影响。
4.空气动力学:空气动力学是航空发动机设计的重要领域。
通过优化流体动力学特性,设计人员可以提高发动机的推力、效率和性能。
计算机模拟和数值模拟技术被广泛应用于航空发动机设计和性能分析,以提高设计的可靠性和准确性。
5.3D打印技术:3D打印技术在航空发动机制造中得到广泛应用。
它可以用于制造复杂的金属零件和燃烧室构件,而且可以实现精确的几何形状和内部结构。
这种技术可以减少零部件的数量和重量,提高制造的效率和灵活性。
6.智能化技术:智能化技术在航空发动机制造中也有所应用。
例如,传感器和监测系统可以实时监测发动机的运行状况,并进行预测性维护。
这种技术可以提高发动机的可靠性和维修效率,并减少因未能及时检测到问题而导致的故障和事故。
总而言之,全球航空发动机制造技术状况正在不断发展和创新。
通过使用先进的设计和计算工具、材料和工艺的进步、燃烧技术的创新、空气动力学的优化、3D打印技术的应用以及智能化技术的引入,航空发动机的性能和可靠性将继续提高,并有望更加环境友好和节能。
2024年无人机航空发动机市场发展现状引言随着无人机行业的迅猛发展,无人机航空发动机市场也得到了长足的发展。
本文将对无人机航空发动机市场的发展现状进行分析,并展望未来的趋势。
无人机航空发动机市场规模分析无人机航空发动机市场规模以及其增长速度是衡量行业发展的重要指标。
根据市场研究数据,2019年全球无人机航空发动机市场规模约为100亿美元,预计到2025年将达到200亿美元。
市场规模呈现出持续增长的趋势。
无人机航空发动机市场发展动力技术创新推动市场发展无人机航空发动机市场的快速发展得益于技术创新的推动。
随着材料技术、制造工艺和动力系统的不断进步,无人机航空发动机的性能得到显著提升,使得无人机在航程、载荷能力和可靠性方面有了质的飞跃。
军事和商业应用需求增加无人机航空发动机的市场需求主要来自军事和商业两个领域。
在军事领域,无人机已经成为了重要的军事装备,并广泛应用于侦查、无人攻击和侦察等任务中。
而在商业领域,无人机被应用于航拍、物流和农业等领域,对无人机航空发动机的需求也在不断增加。
市场竞争格局分析无人机航空发动机市场的竞争日益激烈,主要分为四个主要类别:内燃机、电动机、混合动力和涡轮发动机。
内燃机内燃机在无人机航空发动机市场中占据主导地位。
其优势在于功率密度高,可以提供较大的推力,适用于长航时任务。
然而,内燃机存在噪音大和污染物排放多的问题。
电动机电动机作为一种清洁、高效的动力系统,逐渐在无人机市场中占据一席之地。
电动机发动机无需燃油,减少了对环境的影响,并且操作更为安静。
然而,电动机在续航能力方面还有待提高。
混合动力混合动力发动机结合了内燃机和电动机的优势,在续航能力和功率输出方面具备优势。
混合动力发动机的发展前景广阔,预计在未来将逐渐受到更多关注。
涡轮发动机涡轮发动机在大型无人机领域发展迅猛。
涡轮发动机具有高功率输出、高可靠性和长寿命等优点,适用于高速、长航距和高载荷的任务需求。
未来发展趋势展望智能化和自主飞行未来无人机航空发动机将更加智能化,实现高度自主飞行。
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航空发动机关键制造技术现状及趋势导读:航空发动机关键制造技术是未来我国航空发动机工业发展的一个重要指标。
传统的制造工艺和生产模式已经无法满足航空发动机制造在高精度、高质量、高效率、高可靠性等方面的需求,随之而来的三轴、四轴、五轴数字化加工是未来中国航空发动机制造业发展的重要基础。
基于航空发动机高复杂性、高可靠性等要求,目前航空发动机制造能力仍然按照“制造→试验→修正制造→再试验”的模式,这就注定了航空发动机研制本身不但是个高科技事业,还是一个高投入的事业。
世界上只有少数的几个国家具备航空发动机制造技术,它代表了一个国家的科技水平、工业水平和综合国力。
通过几代航空人的共同努力,我们实现了由喷气发动机向涡扇发动机的历史性跨越,由小推力到中等推力向大推力转变,由二代半向三代机、四代机转变。
目前正在开展四代机及大推力、大涵道比发动机的研发工作,发展的需求客观上要求我们用更先进的制造技术引领航空发动机技术的提升。
主要关键制造技术有:整体叶盘、叶环制造技术;静子、转子叶片制造技术;机匣制造技术;宽弦风扇叶片制造技术;金属基、陶瓷基及碳/碳复合材料构件等制造技术。
航空发动机需在高空、高速、高温、高压、高转速和交变负荷的恶劣条件下长期、重复、可靠使用,与其他运载系统的动力相比,航空发动机是世界上工作条件最苛刻、结构最复杂的物理系统。
正如美国在其国家航空发动机关键制造技术推进计划中写到的:“这是一个技术精深得使新手难以进入的领域,它需要国家充分保护并利用该领域的成果,需要长期数据和经验的积累以及国家大量的投资。
”为满足我国航空发动机更新换代需求,重点需建立、健全航空发动机发展型谱。
这就使得近年来发动机机种多、研制周期短、技术难度大。
为了能更好地完成各个型号研制的预定目标,科学高效地开展技术创新和工艺突破,提高技术成熟度,成为当务之急。
梳理流程在关键制造技术领域,以往的技术工作一般是围绕型号任务开展。
型号任务下达后,设计部门下达技术图纸和标准,技术人员围绕图样和标准去开展工艺准备。
航空发动机发展现状航空发动机作为飞机的“心脏”,对飞机的性能起着至关重要的作用。
随着航空产业的快速发展,航空发动机也在不断创新与进步。
首先,航空发动机的发展方向主要包括提高推力、减轻重量、降低燃油消耗、减少噪音和排放等。
为了提高推力,航空发动机采用了一系列技术手段。
例如,采用了更高效的涡轮机构、燃烧器设计、提高压比等。
减轻发动机的重量也是一个重要的研究方向,轻量化的发动机可以提高机身的有效载荷和飞机的燃油效率。
此外,降低燃油消耗是航空发动机的另一个重要目标,通过改进燃烧技术、减少内部损失、提高热效率等措施,可以显著降低燃油的消耗。
减少噪音和排放是当今航空发动机的重要研究方向,通过优化发动机结构、增加降噪设备和采用低排放燃料等方法可以实现这一目标。
其次,航空发动机的发展现状主要体现在三个方面:先进材料的应用、先进制造技术的发展和数字化技术的应用。
先进材料的应用可以显著提高发动机的性能。
例如,采用了高温合金材料和陶瓷材料可以提高发动机的耐高温性能和降低重量。
先进制造技术的发展可以提高发动机的生产效率和质量。
例如,采用了先进的数控加工设备和3D打印技术可以实现复杂部件的快速制造。
数字化技术的应用可以提高发动机的监测和维护效率。
例如,通过传感器和智能算法,可以实时监测发动机的工作状态和预测故障,提高发动机的可靠性和可用性。
最后,航空发动机的发展还面临一些挑战。
首先是环境保护的要求。
随着环保意识的增强和航空业的快速发展,航空发动机需要更好地满足低碳、低噪音、低排放的要求。
其次是成本和可靠性的平衡。
航空发动机的研制需要巨大的投资和时间,同时需要保证其可靠性和安全性。
因此,如何在成本和可靠性之间取得平衡是一个重要挑战。
最后是国际竞争的压力。
全球范围内,航空发动机厂商之间的竞争激烈,如何在技术和市场上保持领先,是需要不断努力的方向。
总之,航空发动机的发展正在朝着提高推力、减轻重量、降低燃油消耗、减少噪音和排放等方向努力。
全球航空发动机制造技术状况图文稿随着航空业的发展,全球航空发动机制造技术也取得了巨大的进步。
航空发动机是飞机动力的心脏,为飞机提供动力和推进力,其性能和可靠性直接影响飞机的飞行安全和运行效能。
在不断追求更高效、更安全的飞机动力系统的同时,全球航空发动机制造技术不断创新与发展。
首先,全球航空发动机制造技术的一个重要发展趋势是推力提升和燃料效率的改善。
随着飞机的大型化和航线的延长,飞机对更大的推力和更低的燃料消耗提出了更高的要求。
为了满足这一需求,全球发动机制造商不断推出新的发动机型号和技术,提高发动机的推力和燃料效率。
比如,美国通用电气公司(GE)的"CFM56"系列发动机和"GE90"系列发动机,以及波音公司和空客公司合资的国际航空推进公司(IAE)的"V2500"系列发动机,都在推力和燃料效率方面取得了显著的进步。
其次,全球航空发动机制造技术还在追求更轻、更小、更紧凑的目标。
随着机载设备的增多和航空业的发展,飞机对更轻、更小、更紧凑的发动机提出了更高的要求。
为此,全球航空发动机制造技术在减少部件重量、优化部件结构和改进制造工艺等方面进行了大量的研究和创新。
比如,逐渐采用了高强度和轻量化的材料,如钛合金和复合材料,来替代传统的重金属材料。
另外,一些先进的制造工艺,如精密铸造技术和激光焊接技术,也得到了广泛应用。
此外,全球航空发动机制造技术还在追求更低的噪音和排放水平。
随着环保意识的提高和对航空噪音和尾气排放的限制要求,全球发动机制造商不断研发和应用新的技术来减少发动机的噪音和排放。
比如,采用了更先进的涡轮和隔声材料来减少发动机的噪音,使用了更高效的燃烧系统和排气净化装置来降低发动机的排放。
总之,全球航空发动机制造技术正朝着更高性能、更轻便、更环保的方向发展。
随着科技的不断进步和创新,相信在未来,航空发动机将会继续取得更大的突破和进步,为航空业的发展提供更可靠、更高效的动力系统。
先进航空发动机关键制造技术开展现状与趋势一、轻量化、整体化新型冷却构造件制造技术1 整体叶盘制造技术整体叶盘是新一代航空发动机实现构造创新与技术跨越的关键部件,通过将传统构造的叶片和轮盘设计成整体构造,省去传统连接方式采用的榫头、榫槽和锁紧装置,构造重量减轻、零件数减少,防止了榫头的气流损失,使发动机整体构造大为简化,推重比和可靠性明显提高。
在第四代战斗机的动力装置推重比10 发动机F119 和EJ200上,风扇、压气机和涡轮采用整体叶盘构造,使发动机重量减轻20%~30%,效率提高5%~10%,零件数量减少50% 以上。
目前,整体叶盘的制造方法主要有:电子束焊接法;扩散连接法;线性摩擦焊接法;五坐标数控铣削加工或电解加工法;锻接法;热等静压法等。
在未来推重比15~20 的高性能发动机上,如欧洲未来推重比15~20 的发动机和美国的IHPTET 方案中的推重比20的发动机,将采用效果更好的SiC 瓷基复合材料或抗氧化的C/C 复合材料制造整体涡轮叶盘。
2 整体叶环〔无盘转子〕制造技术如果将整体叶盘中的轮盘局部去掉,就成为整体叶环,零件的重量将进一步降低。
在推重比15~20 高性能发动机上的压气机拟采用整体叶环,由于采用密度较小的复合材料制造,叶片减轻,可以直接固定在承力环上,从而取消了轮盘,使构造质量减轻70%。
目前正在研制的整体叶环是用连续单根碳化硅长纤维增强的钛基复合材料制造的。
推重比15~20 高性能发动机,如美国XTX16/1A 变循环发动机的核心机第3、4 级压气机为整体叶环转子构造。
该整体叶环转子及其间的隔环采用TiMC 金属基复合材料制造。
英、法、德研制了TiMMC 叶环,用于改良EJ200的3级风扇、高压压气机和涡轮。
3 大小叶片转子制造技术大小叶片转子技术是整体叶盘的特例,即在整体叶盘全弦长叶片通道后部中间增加一组分流小叶片,此分流小叶片具有大大提高轴流压气机叶片级增压比和减少气流引起的振动等特点,是使轴流压气机级增压比到达3 或3 以上的有开展潜力的技术。
航空发动机制造技术发展及发展趋势伙计们!今天咱们聊聊那个让人心跳加速的话题——航空发动机制造技术。
想象一下,你正坐在飞机上,看着云朵在下面飘来飘去,突然,一阵轰鸣声传来,发动机启动了,那声音比打雷还响,简直能把人的心都震得跳个不停。
这不仅仅是一种交通工具的变革,更是人类智慧和汗水的结晶啊!
说起航空发动机,这可是个大工程,从设计、制造到测试,每一步都得精益求精。
就像我们小时候玩的积木,每一块都得拼得整整齐齐,才能搭出漂亮的房子。
航空发动机也是如此,每一个零部件都得精确无误,才能保证飞机能稳稳当当地飞起来。
过去,咱们的航空发动机还得靠外国进口,有时候一架飞机起飞降落,都得瞅准时机,生怕错过了“心脏”的安装和调试。
但现在咱们自己的航空发动机技术越来越牛,有的甚至已经出口到国外,让世界见识到了咱中国智造的实力。
记得以前,航空发动机的推力小得可怜,就像是个小不点,每次飞行都得小心翼翼,生怕一不小心就熄火了。
但现在,那些大家伙儿已经可以稳稳地撑起整个飞机,让飞行变得更加安全、快捷。
想想看,要是哪天咱们也能造出那种超级大马力的发动机,那该多好啊!
当然了,技术的发展总是日新月异,未来的航空发动机肯定会更加先进、环保、高效。
说不定有一天,咱们可以在天空中自由自在地翱翔,再也不用受那些烦人的天气和航线的限制了。
想想都觉得激动人心啊!
航空发动机制造技术是国之重器,也是咱们每个人心中的骄傲。
随着科技的不断进步,相信在未来的日子里,咱们会看到更多令人惊叹的航空奇迹,让我们的生活变得更加精彩!。
飞机发动机技术的最新发展飞机作为现代交通工具的重要组成部分,其发动机技术的不断进步对飞行安全、效率和环保性能都有着重要影响。
随着科技的不断发展,飞机发动机技术也在不断创新与完善,从传统的涡轮喷气发动机到涡扇发动机,再到如今最新的涡扇增压式发动机,每一次技术迭代都为飞机性能带来全新的提升。
本文将重点介绍飞机发动机技术的最新发展,探讨其对飞机产业的影响和未来发展趋势。
一、发动机材料的创新飞机发动机的材料是其性能的关键,随着材料科学的不断进步,新材料的应用为发动机的设计和制造提供了更加广阔的空间。
目前,碳纤维复合材料等轻质高强材料的应用已经成为发动机设计的重要趋势。
这些新材料的使用可以有效降低发动机的自重,提高推进效率和燃油经济性,同时也可以降低发动机的维护成本和延长使用寿命。
二、数字化技术在发动机设计中的应用随着数字化技术的发展,飞机发动机设计和制造的过程也在发生变革。
通过数字化仿真和虚拟现实技术,工程师们可以更加直观地展现发动机内部结构和工作原理,优化设计方案,提高设计效率,减少试错成本。
数字化技术还可以实现对发动机的智能监测和预测维护,提高飞机的安全性和可靠性。
三、先进制造技术的应用随着3D打印、激光焊接等先进制造技术的发展,飞机发动机的生产制造过程也在逐步实现智能化和自动化。
这些技术可以实现对复杂结构部件的快速制造和定制化生产,大幅降低了制造成本和生产周期,提高了生产效率和产品质量。
四、绿色环保技术的推广随着全球环保意识的增强,航空业也在积极响应绿色可持续发展的号召。
发动机燃烧效率的提高、尾气排放的减少成为了飞机发动机技术改进的重点之一。
目前,涡扇增压式发动机在燃油效率和尾气排放方面表现优异,成为绿色环保技术的主流选择。
未来,飞机发动机可能会进一步采用生物燃料、电动化等技术,实现更加清洁环保的飞行。
总结随着飞机发动机技术的不断创新和进步,飞机产业将迎来新的发展机遇。
新材料、数字化技术、先进制造技术和绿色环保技术的应用将为飞机发动机的性能提升和环保发展打下坚实基础。
航空发动机发展现状与未来趋势
近年来,借助技术进步,航空发动机已经取得了巨大的发展,可提供更强劲、更低成本、更高性能的发动机。
在技术上,推动航空发动机变革、改进和发展的因素包括改变喷气发动机结构,向复杂材料材料进行研究开发,改进燃油喷射方案等。
其中,大量应用复合材料和先进计算机辅助设计、制造技术有助于降低重量和节省能源。
空气动力学设计技术使喷气发动机更加高效,提高发动机效率、性能和受力特性。
新型燃料注入方兴可以提高压力比和发动机综合性能。
空调控制和热力方面的改进也带来了更好的性能和效率。
另外,航空发动机的未来发展趋势也是多方位的。
环保、节约和安全是航空机动发动机发展的首要,改进发动机燃油系统和潜力发动机,有效提高其节能效益;发动机结构的改进将进一步降低发动机重量和整体投资成本;目前航空发动机发展着向电控方向发展,它可以有效控制燃油系统和发动机效率,在发动机和系统之间实现有效的协同。
同时,航空发动机还将大量应用3D打印技术,进行设计和制造,减少发动机制造过程中的步骤,以提高发动机质量和交付效率。
因此,以上可以看出,航空发动机发展趋势将由环保、节能、安全和电子控制技术等推动,将会为航空发动机发展带来新的改进和进步。
航空发动机技术的现状与前景现代航空业已然成为人们日常生活中不可或缺的一部分,而航空发动机技术的发展也是当今科技领域中最关键的一部分。
航空发动机不仅极大地影响了航空业的运作,也促进了科技领域的发展。
本文将介绍航空发动机技术的现状和未来发展的前景。
一、航空发动机技术的现状随着科技的发展,航空发动机技术也得到了极大的改进和提升。
现代航空发动机分为两大类:喷气式发动机和螺旋桨发动机。
1. 喷气式发动机的发展喷气式发动机是目前大型飞机所使用的主要动力设备,相对于螺旋桨发动机,它有更高的功率和效率,可以快速并稳定地将飞机带上高空。
作为当前最新发动机技术,喷气式发动机已经不再是简单的内燃机移动飞机的轴,而是一个代表了现代工程学、材料学、计算机科学和航空学等领域最高水平的综合体。
2. 螺旋桨发动机的现状除了喷气式发动机,螺旋桨发动机在民用航空领域中也扮演着重要的角色,因为它们可以提供符合航线要求和能耗开销的效率。
近年来,随着材料技术和制造工艺的进步,螺旋桨发动机的性能与燃油经济性也有了极大的提高。
二、未来航空发动机技术的前景1. 新材料开发当今最大的瓶颈之一是新型太空材料开发,因为任何新材料都必须足够轻,以减少整个航空发动机的重量。
轻量化是今后的发展方向,因为减少航空器的重量可以降低整个航班的燃油消耗,同时,它也可以使航空器的运营成本减少。
因此,未来的研究方向将在新材料研发方面展开。
2. 利用先进技术提高航空发动机技术效率大多数新的舱室系统已经集成到发动机和飞机系统中。
因此,未来将看到更先进的可持续性技术和智能技术的集成,以实现航空器性能和效率的进一步提升。
3. 燃料技术的进一步提高航空工业在燃料技术上的投资增加,可以使新型燃料得到研发和应用。
这些新型燃料不仅可以减少碳排放量,还可以显着提高飞机的燃油效率。
4. 技术革新未来,科技的革新将不断推动航空发动机技术的发展。
例如,更高效、更低噪音和更灵活的电动飞机可能会在航空业中迅速发展。
世界航空发动机发展趋势及经验世界航空发动机发展上百年来,经历了诸多技术突破和行业变革,从军事到民用,航空发动机的发展取得了长足进步,活塞、涡轮、冲压等发动机相继问世,其中燃气涡轮发动机成为当前应用最广泛的航空发动机。
目前,世界主要国家的航空发动机的发展已相当成熟,其发展现状、趋势及发展经验,对我国航空发动机的发展具有重要的参考和借鉴意义。
世界航空发动机行业现状及趋势行业寡头垄断格局明显由于航空发动机的高技术、高投入、长周期、高风险等特点,行业进入门槛很高,全球范围内航空发动机经过多年的发展,已呈现出典型、明显的寡头垄断格局。
以大推力商用航空发动机为例,目前主要是美国、英国和法国等国家企业占据垄断地位,军用航空发动机也主要集中在美、英、法、俄、中等国家。
世界大型民用航空发动机产业已呈现金字塔式的发展格局,处于塔尖位置的整机制造商包括美国的通用电气公司(GE公司)和普拉特?惠特尼公司(PW公司)、英国的罗尔斯?罗伊斯公司(RR公司)以及这三家公司等相互合资成立的CFM(SNECMA、GE合资)、IAE(RR、PW合资)和EA(GE、PW合资)等公司,这些企业具有独立研制航空发动机整机的能力,几乎控制了全球大型民用飞机发动机的核心技术研发、总装集成、销售及客户服务等全部市场。
处于塔尖下面位置的法国Snecma公司、美国霍尼韦尔公司、德国MTU公司、意大利Avio公司以及俄罗斯土星、礼炮公司,其本身也具有较完整的航空发动机生产能力,在各自的技术领域具有很强的实力,但产品多为防务产品或者小型发动机,主要为塔尖位置企业提供大部件和核心机部件,属于行业第二梯队的一级供应商。
再下一级的供应商以日本和韩国公司为主,包括日本三菱重工、川崎重工、石川岛播磨重工和韩国三星科技公司等,具有强大的航空发动机零部件加工制造能力,主要为上一级企业提供发动机零部件产品。
发达国家不断强化并控制技术在发达国家垄断航空发动机、掌握核心技术的同时,还对其他国家长期实行技术封锁,抑制或排挤其他国家航空发动机的研制发展。
全球航空发动机制造技术状况WEIHUA system office room 【WEIHUA 16H-WEIHUA WEIHUA8Q8-全球航空发动机制造技术状况航空制造是制造业中高新技术最集中的领域,整个制造过程对材料、工艺、加工手段、试验测试等都有极高的要求,而航空发动机技术则是高新技术中的尖端代表。
美国国家关键技术计划说明文件将航空发动机技术描绘成“是一个技术精深得使新手难以进入的领域,它需要国家充分保护并利用该领域的成果,长期数据和经验的积累,以及国家大量的投资。
(一)航空发动机技术特点航空发动机的特点在于其工作状况复杂、制造要求高、研制周期长、研制费用高。
表1 航空发动机特点经过半个多世纪的发展,全球航空涡轮发动机技术取得了较大的进步:表2 发动机性能特点国外的航空发动机制造已经达到了相当高的技术水平,其发展趋势主要体现在战斗机、运输机和直升机这三种类型的发动机上:表3 三类涡轮发动机发展趋势战斗机发动机和运输机发动机在性能的要求上是各有不同的,战斗机发动机追求的是极限性能和高负荷;而运输机发动机则要求的是可靠性、经济性等指标。
而越来越显着的特点就是高性价比则是军用和民用发动机都追求的目标。
处于航空发动机技术前列的国家不断实施各种技术发展计划,推动着发动机各项性能的提高,在实施这些技术发展计划的过程中,不断涌现着新技术。
这些新技术的趋势显示出高效和经济性是发动机未来发展方向。
表4 航空燃气涡轮发动机不断涌现的新技术#p#分页标题#e#(二)国内外航空发动机应用1、军用航空发动机国内外仍具有代差军用航空发动机整机研制生产的国家不多,这与航空发动机技术在各国之间市场化交流相对较少,处于较封闭的状态有关。
为了战略考虑,一般各国战斗机所装配的发动机在各国国内或联盟内采购。
表5 国外主要军用战斗机发动机配套情况相比全球先进的发动机研制水平,我国的航空发动机研制水平仍然有较大差距。
我国第3 代战斗机发动机“太行”于2005 年底通过设计定型,与美国第3 代战斗机配置的F100 发动机1973 年10 月定型的时间名义差距为32 年,美国的第4 代战斗机发动机已于2005 年12 月装备飞机,具备初始作战能力;第5 代飞机已经试飞。
表6 航空发动机国内外的差距#p#分页标题#e#我国原有第一、二代战斗机所用发动机基本是仿制或改装研制生产,近几年来,我国发动机事业在过去50 年的技术积累下取得了较大进展;目前我国第三代战斗机开始装备部队,对应的发动机原来采用的进口俄罗斯产品,但目前研制成功的太行发动机将实现第三代战机的国产化;用于配套高级教练机的岷山发动机、用于配套通用飞机的九寨发动机均在研制中;第四代战斗机已经在研制,还有舰载机等等,相配套的发动机也处于研制之中。
表7 我国主要军机和发动机配套情况秦岭发动机是中等推力(6-9 吨)双转子加力式涡轮风扇发动机,是英国斯贝(SPEY)MK202 发动机的国产衍生型,而MK202 发动机曾经给60-70 年代第2 代战斗机—F-4“鬼怪”式战斗机配套。
西航集团1975 年12 月通过中国技术进口总公司与英国罗尔斯·罗伊斯公司签订了专利许可权和生产合同进行引进,一开始采购英国材料、附件等进行装配,后来进行材料、附件等国产化,同时吸取了更多的先进技术对其进改进、提升性能,2003 年开始批量生产。
秦岭发动机主要给西飞集团的飞豹战斗机配套发动机,西航是秦岭发动机的主要部件生产和总装负责单位。
飞豹战斗机,西飞80 年代开始研制,1988 年首飞,1994 年开始量产,是我国第一个完全自行研制的超音速歼击轰炸机。
该机主要装备海军航空兵,2000 年后其改进型开始装备空军。
飞豹战斗机需求较稳定。
昆仑发动机是沈阳发动机设计研究所按照国军标自行研制的第一台具有全部知识产权的中等推力加力涡轮喷气发动机,80 年代开始研制,经过259 项严格考核,2002 年7 月通过国家设计定型,可以满足歼7、歼8 改进型推力增大的需求。
昆仑的研制标志着我国的航空发动机从测绘仿制、改进改型跨入了自行研制的新阶段。
西航是昆仑发动机的协作单位,主要负责研制高压压气机单元体。
以昆仑发动机为基础改型研制的中等功率的QD128 燃气轮机,功率等级为120m千瓦,热效率约30%。
首台QD128 燃机和发电机组于1999 年3 月开始研制,首台QD128 燃机和发电机组已交付中原油田安装调试。
太行发动机是我国自主研制的大推力涡轮风扇发动机,为了配合歼10 飞机的研制,我国80 年代开始立项研制大推力涡扇发动机,05 年底完成定型审查,目前已部分列装歼10、歼11。
太行发动机的总装单位是中航工业下属单位,西航是主要协作单位之一。
太行发动机的研制成功在中国航空发动机研制历史上是一次重要跨越,使中国跨入了第三代航空发动机研制国家的行列,在自主研制航空发动机方面,实现了从中等推力到大推力的跨越;从涡喷发动机到涡扇发动机的跨越;从第二代发动机到第三代发动机的跨越。
由太行发动机衍生的船用燃气轮机还可以作为驱逐舰等大型水面舰只的主动力,为我国海军国产主站装备提供国产动力装置。
表8 各国发动机型号及性能2、民用航空发动机:国外企业垄断、国内企业起步全球民用航空发动机市场几乎全被国外GE、PW、RR 及SNECMA 等几大巨头或者是这几大巨头设立的一些合资公司所占领。
这几大巨头同时也是全球除前苏联体系国家外军用飞机发动机的主要供应商。
表9 主要民用涡扇发动机及其制造商情况#p#分页标题#e#?我国在军用发动机研制领域有了跨越式的进展,但在民用航空发动机领域则几乎是空白,甚至我国的新舟支线飞机以及自主在研的ARJ 支线飞机目前也只能选择国外的发动机进行配套。
?表10 我国生产的民用支线飞机发动机配置情况我国的民用飞机制造(主要是大型商用飞机)以中国商飞为总承单位,以中航工业集团为重要的协作单位,并向全球发包。
我国目前尚无大型民用飞机产品,只有少量支线飞机。
据悉,我国自主研发的80 吨级的C919 客机计划在2014 年底至2015 年年中首飞,投入市场将在2016 年左右。
对于民用发动机,中航工业集团下单独设立了中航商发公司。
根据商发公司拟定的商用发动机发展规划中初定的时间表,预计第一批国产商用飞机的发动机在2016 年取得适航证,这主要是与国产大飞机时间匹配。
商发公司已经与CFM 公司签订了C919 客机项目推进系统协议,明确CFM 公司将是C919 集成推进系统(发动机、短舱、反推装置)的供应商,LEAP-X1C 发动机将是对应的发动机型号,这款发动机同时也为空客A320neo 飞机提供动力。
LEAP研发项目目前正在顺利进行,并将按计划于2016 年投入运营。
图2 我国民用航空制造业的基本框架在民用航空制造领域,由于航空产品系统性和复杂性,整机供应商和发动机供应商控制着核心的研发和集成环节,在众多的零部件制造环节则是执行着核心的标准在全球范围内广泛采购。
目前空客有1,500 多家供应商,分布在27 个国家,波音的60 %以上的零部件也都转包给其他供应商。
全球航空制造业全部市场规模约为2,900 亿美元,其中以波音和空客为代表的干线飞机市场规模约为780 亿美元,每年的对外转包生产总额约有290 亿美元,而这其中,日本每年要承担100 亿美元转包生产额,韩国也有超过6 亿美元的转包合同。
GE、RR、PW 等发动机制造寡头生产的民用航空发动机每年有70%以上的零部件依靠外部采购。
我国航空发动机制造企业在整个民用航空发动机制造链中处于低端环节。
图3 航空发动机转包业务发展的不同阶段根据DMS(美国防务市场服务公司)的预测,2005-2008 年仅发动机零部件转移生产的产值就达220-250 亿美元,每年年均约60 亿美元,预计未来10 年,世界航空发动机零部件转移生产年均产值将达100 亿美元。
中国一直是未来也将继续是飞机和发动机的最大买家。
虽然中国为国产商用大飞机C919 设立了专门的商业发动机公司,但短期内我国尚无能力研制出能通过适航认证的民用大涵道比涡扇发动机,仅能参与航空发动机转包业务。
2008 年我国航空发动机零部件外贸转包生产约占全球市场份额的7%,近年来该比例有所上升,目前有近百种关键零部件被国外发动机公司确定为唯一的供应商。
图4 我国转包业务规模我国主要的航空发动机转包业务约有80%以上集中于中航工业集团内。
表11 国内主要航空发动机转包企业3、工业用燃气轮机应用广泛工业用燃气轮机与航空用燃气涡轮发动机基本原理相似,只是输出功率用途更加广泛。
石油化工:包括油田、海上平台、气田的发电、增长、注水、注汽,我国已经开工的西气东输输气管线增压站需要2 万千瓦等级燃气轮机作为压缩机的动力。
已经完工的一线工程中所用到的燃机大多为GE、RR 的产品。
舰船、机车动力:美、英、俄等国的水面舰艇已基本上实现了燃气轮机化,现代化的坦克用燃气轮机为动力。
我国舰船多用柴油机、蒸汽轮机等,所用的不多的燃气轮机也大多为进口。
据了解,西方海军有各种舰只1300 余艘,采用了3000 余台燃气轮机作动力。
我国舰船多用柴油机、蒸汽轮机等,所用不多的燃气轮机也大多为进口。
但是舰船用燃汽轮机国产化率将会进一步提升,国产的燃机型号将越来越多的出现在我国的海军舰船上。
据媒体报道,QC185、QC70、R010 等燃气轮机已经陆续由中航工业集团推出,这标志着我国在装备国产舰用燃气轮机道路上迈出了关键一步。
发电:发达国家燃气涡轮发动机用于地面燃机和航空用途的比例约为2:3,而这一比例仍在不断上升。
与传统燃煤发电机组相比,燃气轮机发电机组具有供电效率高、投资低、建设周期短、占地面积小、用水节约、调峰性能和环保性能好等诸多优点,成为洁净燃煤发电技术中的关键技术,也是继蒸汽轮机后的主要动力装置。
最近几年世界上新增加的发电机组中,燃气轮机及其联合循环机组在美国和西欧已占大多数,亚洲平均也已达36%。
简单循环和联合循环燃机电站占世界发电机组的比重将呈现上升趋势。
图5 世界发电市场中简单循环和联合循环燃机电站比重变化趋势近几年,美国、日本、英国的燃气轮机市场规模年均增长均超过了15%。
而我国2008-2010 年燃气轮机行业年进口量均超过了8,000 万千瓦,2011 年进口量同比增长16%,预计2012 年进口量还将同比增长17%。
2010 年,中航工业与中国海洋石油总公司签署战略合作协议,将在国产重型燃汽轮机及航改型燃气轮机领域开展全面战略合作,以填补中国燃气轮机领域的空白。
中航工业发动机公司作出了“十年规划”——燃气轮机产业的产值于2015 年将达到50 亿元,2020 年达100 亿元。
目前,全球燃气轮机设计和制造技术形成了高度垄断的格局,仅有GE、西门子/西屋、ABB、三菱等五六家企业掌握了重型燃气轮机的设计和制造技术,轻型燃气轮机则以GE、PW、RR 三家为主导企业。