高性能航空发动机新结构及新材料构件制造技术综述

VS
详细描述
气动系统部件负责控制空气的流动和分配 ，以提供所需的推力和冷却效果。进气道 需要将空气高效地引入发动机或航空器内 部，排气道需要将废气顺畅地排出，风扇 需要提供必要的冷却气流或推力。
03
航空零部件的特点与要求
高强度与轻量化
总结词
为了满足航空器在高速飞行、机动和 着陆等过程中的力学要求，航空零部 件必须具备高强度和轻量化的特点。
02
航空零部件的主要类型
机身部件
总结词
机身部件是航空器的重要组成部分，对飞行安全和乘客舒适度有重要影响。
详细描述
机身部件的质量和可靠性对飞行安全至关重要。机身蒙皮需要承受高强度的气 压和温度变化，窗框需要承受内外压力差，舱门需要保证密封性和开启的便利 性。
发动机部件
总结词
发动机部件是航空器的动力之源，对飞行性能和燃油效率有 重要影响。
详细描述
高强度能够保证航空零部件在承受巨 大载荷和冲击力的条件下不易变形或 断裂，轻量化则有助于降低航空器的 整体重量，提高飞行性能和燃油经济 性。
高可靠性与耐久性
总结词
由于航空器的工作环境复杂且严苛， 其零部件必须具备高可靠性和耐久性 。
详细描述
高可靠性意味着零部件在正常工作条 件下能够长期保持稳定性和可靠性， 耐久性则是指零部件能够承受长时间 的使用而不易磨损或失效。
起落架部件
总结词
起落架部件是航空器在地面操作时的关键部分，对飞行安全和地面操作性能有重要影响 。
详细描述
起落架部件需要承受航空器在地面时的各种载荷，包括重量、摩擦力和冲击力。起落架 支柱需要保证强度和稳定性，轮轴需要灵活转动，刹车系统需要有效控制航空器的滑行
速度。

航空发动机TC25热强钛合金β锻造盘环构件制造关键技术樊国福;吕日红;雷黎平;敖斌;杨参军;魏志坚;叶俊青;崔建军;黎刚【摘要】By researching the key manufactur-ing technology ofβforing disk and ring structure of TC25 titanium alloy with heat resistance,the technological prob-lems such asβforing structure homogeneity of disk with large height-diameter ratio and large ring forgings,machining deformation and surface integrity,welding quality and the NDT of welding are resolved. The engineering application of titanium alloy with 550℃heat resistance is realized.%通过开展TC25热强钛合金β锻造盘环构件制造关键技术研究，突破了大高径比盘件、高筒环件β锻造组织均匀性，构件加工制造变形及表面完整性、焊接质量及焊缝无损检测等技术难题，实现了550℃高温热强钛合金的工程应用。

【期刊名称】《航空制造技术》【年(卷),期】2015(000)017【总页数】4页(P62-65)【关键词】TC25热强钛合金;盘环构件;β锻造技术;加工制造技术;无损检测技术【作者】樊国福;吕日红;雷黎平;敖斌;杨参军;魏志坚;叶俊青;崔建军;黎刚【作者单位】贵州黎阳航空动力有限公司;贵州黎阳航空动力有限公司;贵州黎阳航空动力有限公司;贵州黎阳航空动力有限公司;贵州黎阳航空动力有限公司;贵州安大航空锻造有限责任公司;贵州安大航空锻造有限责任公司;驻黎阳公司军代表室;驻黎阳公司军代表室【正文语种】中文TC25热强钛合金是一种综合性能优良的马氏体两相（α+β型）热强钛合金，其名义成分为Ti-6.5Al-2Sn-2Zr-2Mo-1W-0.2Si，合金的化学成分见表1，它兼有TC11合金的高热强性和TC8合金的热稳定性，在500℃以下工作时间可达6000 h，在550℃高达3000 h，被推荐用于制造500～550℃下长时工作的航空发动机压气机盘等零件，已在国外航空发动机上获得成熟应用。

航空发动机叶片关键技术发展现状分析航空发动机叶片是航空发动机的核心部件之一，它对于发动机的性能和效率起着至关重要的作用。

随着航空工业的发展，航空发动机叶片的关键技术不断演进和创新，以满足航空业对于更高性能和更低排放的需求。

1. 材料技术的进步：航空发动机叶片的材料选择十分关键，需要具备高温、高压和高强度的特性。

传统的材料如镍基合金和钛合金已经相当成熟，但随着发动机运行环境的要求不断提高，需要开发新的高性能材料。

高温合金、陶瓷基复合材料和先进的纳米材料等，都成为当前研究的热点。

这些新材料的应用可以提升发动机叶片的工作温度、耐腐蚀性和机械强度，从而提高发动机的整体性能。

2. 制造和加工技术的创新：制造和加工技术的创新可以提高发动机叶片的精度和质量，并减少制造成本。

数控车削、激光制造和电化学加工等先进制造技术的应用，可以提高叶片的表面质量、减少机械加工残留应力，并提高加工效率。

利用3D打印技术可以实现叶片的快速成型，以及实现复杂结构和内部流道的设计和制造。

3. 气动设计和优化技术：气动设计和优化技术可以改善叶片的气动性能，提高发动机的燃烧效率和推力。

通过数值模拟和流场分析等手段，可以对叶片的气动特性进行优化和改进。

通过优化叶片的气动外形设计、增加气动表面的流动控制装置和进出口流道的优化设计等方式，可以减少湍流损失，降低气动噪声，并提高发动机的燃烧效率。

4. 热管理技术的创新：叶片的工作温度是制约叶片寿命和性能的重要因素之一。

热管理技术的创新可以有效地降低叶片的工作温度，提高叶片的寿命和可靠性。

通过热隔离层、冷却通道和热管等技术手段，可以实现对叶片的热控制和热传递，保证叶片的温度在可控范围内。

航空发动机叶片关键技术的发展趋势是朝着高温、高强度、高效率和低排放的方向发展。

材料技术的进步、制造和加工技术的创新、气动设计和优化技术的提升以及热管理技术的创新，都是当前研究和发展的重要方向。

随着航空工业的不断发展，航空发动机叶片关键技术将不断创新和突破，以满足航空业对于更高性能和更低排放的需求。

航空发动机开发制造方案一、实施背景随着中国航空工业的快速发展，航空发动机作为核心部件，却成为了制约行业进步的关键因素。

长期以来，中国航空发动机产业主要依赖于进口，自主研发能力相对较弱。

为了改变这一现状，提升中国航空工业的竞争力，我国政府和企业决定加大投入，推动航空发动机产业结构改革和自主研发。

二、工作原理航空发动机是一种高度复杂的动力装置，其工作原理主要涉及压气机、燃烧室和涡轮三个主要部分。

首先，空气经过压气机压缩后，进入燃烧室与燃料混合燃烧，产生高温高压气体；接着，这些气体进入涡轮，推动涡轮转动，从而产生动力。

此外，发动机还需控制装置来调节工作状态和应对各种飞行条件。

三、实施计划步骤1.资源整合：对现有航空发动机产业资源进行整合，建立国家级的研发中心，集中力量进行技术研发。

2.人才培养：加强高校和培训机构的建设，培养一批具备专业技能和创新精神的人才。

3.技术引进与创新：积极引进国际先进技术，同时鼓励企业进行自主创新，提升我国发动机自主研发能力。

4.产业协同：推动产业链上下游企业协同发展，共同提升中国航空发动机产业的竞争力。

5.市场驱动：通过政策引导和市场机制，激发企业投入航空发动机研发的积极性。

四、适用范围本方案适用于中国境内的航空发动机产业，包括国有航空发动机制造企业和具备一定研发能力的民营企业。

五、创新要点1.产学研一体化：构建以企业为主体、高校和科研机构为支撑的产学研一体化研发模式，提高研发效率。

2.数字化与智能化：利用先进的数字化和智能化技术，提升航空发动机的设计和制造水平。

3.新材料应用：推动新材料在航空发动机中的应用，提高发动机的性能和可靠性。

4.绿色制造：倡导绿色制造理念，减少生产过程中的环境污染。

六、预期效果预计在未来五年内，中国航空发动机产业将实现以下预期效果：1.技术突破：实现航空发动机核心技术的突破，提升自主研发能力。

2.产业升级：产业结构得到优化，产业链上下游企业协同发展，整体竞争力大幅提升。

新材料在航空制造中的应用研究与展望摘要：随着科技的不断发展，新材料在航空制造行业中扮演着越来越重要的角色。

本文将对新材料在航空制造领域的应用进行研究和展望，并探讨其对航空业的未来发展所带来的影响。

关键词：新材料，航空制造，应用，展望引言航空制造是一个高度复杂且要求高精度的行业。

在过去几十年中，航空旅行已经得到了极大的发展，成为人们出行的重要方式。

为了满足不断增长的航空需求，航空制造必须不断创新和进步。

新材料的应用就是航空制造中一项重要的创新。

一、新材料在航空制造中的应用1.1 高强度轻质材料航空飞行时对飞机结构所施加的压力极大，而轻量化又是提高飞机性能和节省燃料的关键。

高强度轻质材料，如碳纤维复合材料、铝合金等，成为了航空制造中的热门材料。

这些材料具有比传统金属材料更高的强度和刚度。

通过采用这些新材料，航空工程师可以减轻飞机重量，提高飞行性能，降低燃料消耗。

1.2 耐高温材料随着航空技术的发展，飞机飞行高度不断提高，面临更加严酷的气候条件和高温环境。

传统的金属材料难以应对这种极端条件，因此耐高温材料的应用逐渐成为一个研究热点。

刚玉陶瓷、高温合金等材料被广泛应用于航空发动机和喷气推进系统中，以提供更高端的性能和可靠性。

1.3 防腐蚀材料航空器在飞行过程中，会受到诸多环境因素的影响，如湿度、雨水、盐霜等。

这些因素会导致航空器的金属部件发生腐蚀。

因此，为了延长航空器的使用寿命和降低维护成本，防腐蚀材料的应用变得尤为重要。

腐蚀抗性较好的聚合物材料和高分子复合材料正逐渐取代传统的金属材料，成为航空制造中的首选。

二、新材料应用在航空制造中的研究现状2.1 轻量化技术的研究如前所述，轻量化是航空制造的一项重要目标。

目前，航空工程师们正密切关注碳纤维复合材料和铝合金等轻量化材料的研究和应用。

通过不断改进材料的制备工艺和加工技术，提高材料的性能和可靠性，为飞机的设计和制造提供更多的选择。

2.2 耐高温材料研究随着航空技术的不断进步，飞机对发动机的要求也越来越高。

(2) 金属基复合材料
以金属或合金为基体、并以纤维、晶须、 颗料等为增强体。按所用的基体金属和增强体 的不同，使用温度范围约在 300 ～ 1200 ℃。高 比强度、比刚度、良好韧性和塑性、低膨胀系 数、良好的导电和导热性、抗辐射、抗激光及 制造性能好，在太空环境不放气，能在较高温 度（200～800℃）工作。用于先进载人器的起 落架等 机身辅助结构以及惯性器件和仪表
歼 机 体 制 造 中 使 用 大 量 钛 合 金 材 料 -11



形状记忆合金在 太空自然恢复原 状
（4）隐身材料应用：纳米微粒尺寸远小于红外及雷达波波
长，因此纳米微粒对这种波的透过率比常规材料要强得多，这就 大大减少波的反射率，使得红外探测器和雷达接收到的反射信号 变得很微弱，从而达到隐身的作用；纳米微粒材料的比表面积比 常规粗粉大3～4个数量级，对红外光和电磁波的吸收率也比常规 材料大得多，使得红外探测器及雷达得到的反射信号强度大大降 低，起到了隐身作用。
2、新材料之陶瓷
新型陶瓷材料 结构图
陶瓷基复合材料 纤 维 陶 瓷
结构陶瓷
陶瓷基复合材料
1.定义：陶瓷基复合材料是以陶瓷为基体与各种纤
维复合的一类复合材料 。
2.优点：耐高温、高强度和刚度、相对重量较轻、
抗腐蚀等
3.缺点：具有脆性 4.应用：航天航空器、火箭发动机、导弹、
未来航空发动机及其材料
应用复合材料的飞机 F-18战斗机
TAG公司 推出全复 合材料机 体无人直 升机
1. 新材料之碳/碳纤维复合材料（CFRP）
碳纤维主要是由碳元素组成的一种特种纤维， 其含碳量随种类不同而异，一般在90%以上。碳 纤维具有一般碳素材料的特性，如耐高温、耐摩 擦、导电、导热及耐腐蚀等，但与一般碳素材料 不同的是，其外形有显著的各向异性、柔软、可 加工成各种织物，沿纤维轴方向表现出很高的强

２０ 世纪 ９０ 年代以来，国际上无论 是民机还是军机，降低成本的呼声越 来越高。２ ０ ０ ３ 年美铝公司又提出了 “２０－２０ 计划”，即 ２０ 年内使飞机的制造 成本降低 ２０％，同时实现减重 ２０％。
国内航空铝合金的发展已走过几 个发展阶段。总的讲，我国铝合金的研 制主要跟踪国际先进水平，但关键技 术的突破以及品种、规格的系列化发 展和工程应用水平距离国外还有较大 差距，亟待建立第三、四代铝合金完善 的材料体系。
２００６ 年 ２ 月 ９ 日，国务院发布了我 国《国家中长期科学和技术发展规划纲 要（２００６～２０２０ 年）》，其第四章“重大
专项”里确定了大型飞机等 １６ 个国家 级重大专项。据论证，大飞机专项的关 键技术包括“发动机”、“材料”和“电 子设备”三项，而事实上，发动机和电 子设备的发展基础依然是材料，即高 温合金材料和电子、微电子材料等。这 再次突显了材料在航空工业发展中的 关键作用。
我国高温合金随航空发动机的发 展研制和生产需求而发展。２０ 世纪 ７０ 年代前高温合金的创业和起步时期， 由于我国第一、二代发动机的需求，我 国研制和发展了 ＧＨ 系列的变形高温合 金，如 ＧＨ４１３３、ＧＨ４０４９、ＧＨ４１６９ 以 及 Ｋ 系列的铸造高温合金，如 Ｋ ４ ０ ３ 、 Ｋ４０５、Ｋ４１７Ｇ 等。其中有仿苏联、仿 欧美，也有独立自主研制的，同时也发 展了许多新的制造技术，如真空熔炼 和铸造、空心叶片铸造、等温锻造等。 其中最为突出的是 Ｋ４１７ 合金 ９ 小孔空 心冷却涡轮叶片，它是我国第一个铸 造空心冷却叶片在航空发动机上使用。
欧美国家航空铝合金的发展已经 高性能铝合金为第四代战斗机 Ｆ － ３ ５ 、
历了第一代静强度铝合金、第二代耐 第三代民机 Ｂ７７７ 以及大型军用运输机

新型材料技术在航空航天领域的应用随着科技的不断发展，航空航天领域的技术也在不断更新。

新型材料技术的应用，为航空航天实现更加高效、安全的运行提供了坚实的保障。

所以，今天我们要说的就是新型材料技术在航空航天领域的应用。

一、三角洲翼技术的应用三角洲翼技术是一种新型的机翼设计技术，它可以大幅度地降低空气阻力，提高控制效能和机动性能，从而实现高速飞行。

在过去，由于材料质量和运算能力的限制，三角洲翼技术的应用受到了很大的限制。

现在，在新材料技术的支持下，三角洲翼技术的应用范围更加广泛，运用于一些高速飞行器的设计之中。

使用新材料制作的三角洲翼结构更加坚固耐用，能够承受更大的飞行速度。

同时，也能够大幅度降低机身的重量，提高性能的同时也降低了油耗。

二、碳纤维的应用碳纤维是目前航空航天领域的主要材料之一。

它具有高强度、高刚度、高温度耐受性、耐腐蚀性等优良特性。

与传统材料相比，碳纤维的比强度和比刚度高出数倍，能够有效地提高空间航行器的安全性、可靠性和经济性。

如今，在航空航天领域中，碳纤维得到了广泛的应用。

在载人飞机的结构设计中，碳纤维可用于机身外壳和翼面板的制造，能够大幅度降低飞机的重量，并提高抗风险能力。

在卫星技术中，碳纤维可以用于制造卫星壳体和控制附件，具备抗沉积、抗辐射等优良特性。

在发射和重返大气层时，碳纤维制的重返舱能够有效地降低重返舱的温度，提高飞行安全性。

三、3D打印技术的应用3D打印技术是一种新型的制造工艺，采用增材制造原理，可用于制造复杂的、高精度的部件，并可在材料资源的高效利用方面发挥很大的作用。

在航空航天领域的应用也越来越广泛。

首先，3D打印技术可用于制造陶瓷导向轮，这种轮能够在高速旋转时保持稳定性和刚度，用于卫星和其他太空器的设计方面，可以起到良好的支撑和控制作用。

其次，3D打印技术也可以应用于金属结构的制造，它可以制造非常复杂的形状和精度要求的结构。

例如，德国航空太空中心最近使用3D打印技术制造了发动机部件，使得发动机更加紧凑，占用空间更小，适用于卫星和其他太空器的设计。

航空发动机结构设计分析作者：胡佳锐来源：《中国科技博览》2018年第31期[摘要]本文针对航空发动机结构设计展开分析，思考了航空发动机结构设计的具体的要求和具体的思路，并针对航空发动机结构设计的重点工作进行了分析和总结，供今后参考。

[关键词]航空发动机，结构设计中图分类号：V235.1 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）31-0273-01前言随着我国航空事业的发展和进步，航空发动机结构设计也越来越重要，我们必须要提高航空发动机结构设计的质量，才能够更好的提升航空发动机的使用效果。

1、航空发动机发展概述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。

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。

2、先进航空发动机关键设计制造技术发展现状与趋势2.1 轻量化、整体化新型冷却结构件设计制造技术2.1.1 整体叶盘设计制造技术整体叶盘是新一代航空发动机实现结构创新与技术跨越的关键部件，通过将传统结构的叶片和轮盘设计成整体结构，省去传统连接方式采用的榫头、榫槽和锁紧装置，结构重量减轻、零件数减少，避免了榫头的气流损失，使发动机整体结构大为简化，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结构，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。

新材料应用技术在航空领域的研究航空领域一直是科技创新的重要领域之一，新材料技术的不断发展和应用，无疑是航空科技发展中不可或缺的一环。

新材料技术能够带来更轻、更强、更耐用、更安全的航空器，大大提高了飞行效率和安全性。

本文将从新材料应用技术的角度，探讨新材料在航空领域中的应用。

一、钛合金作为航空领域中最常用的新材料之一，钛合金因其高强度、低密度、优良的抗腐蚀性和高温性能而备受航空和航天工业的青睐。

在航空领域中，钛合金被广泛应用于机身、引擎和飞机零部件中。

如今，随着新材料技术的发展，钛合金的制造成本不断下降，其在航空领域中的应用前景更加广阔。

二、复合材料复合材料是指由两种或两种以上的材料组成的一种新型材料。

它结合了各种原材料的优点，拥有高强度、轻质、耐腐蚀、耐热性强等优点。

目前复合材料在航空领域中的应用越来越广泛，如飞机的机翼、尾翼等零部件，都采用了复合材料制造，使得飞机的整体重量大大降低，进而提升了飞行效率。

三、纤维增强塑料（FRP）纤维增强塑料是一种新型的高性能、高强度材料，广泛应用于航空工业中。

这种材料由塑料基体和各种纤维组成，具有优良的力学性能、较高的耐腐蚀性和防电磁干扰能力，可用于制造制动系统、反应控制系统、汽车车身、起落架等。

四、金属基复合材料金属基复合材料是指以金属作为基体，添加一定的非金属材料，如陶瓷、碳纤维等，从而制成具有优异性能的复合材料。

这种新材料在航空领域的应用非常广泛，如在喷气式飞机中用作制动器材料、飞机起落架、发动机部件以及航空航天等领域中大量使用。

五、新型耐磨材料新型耐磨材料是指具有超强耐磨性的一种新型材料。

这种新材料具有超强的磨损耐久性，广泛应用于飞机螺旋桨、风扇叶片等部件中。

这些部件若采用传统的材料制造，磨损过快，维修压力很大，而采用新型耐磨材料制造，则不仅延长了使用寿命，同时也节约了大量的维护成本。

六、结语总之，新材料技术对于航空领域的发展有着至关重要的意义。

通过新材料技术的不断发展和应用，可以大幅提升航空器的性能和效率，进而实现航空工业的可持续发展。

航空发动机制造工艺航空发动机是现代航空器的核心动力装置，其制造工艺对于发动机的性能和可靠性至关重要。

本文将介绍航空发动机制造的一般工艺流程，并重点探讨几个关键环节。

一、航空发动机制造工艺的一般流程航空发动机的制造工艺一般包括设计、材料准备、零部件加工、装配和测试等环节。

首先是设计阶段，工程师根据航空发动机的要求和性能指标进行设计，包括发动机的结构、材料选型、零部件布局等。

设计阶段需要充分考虑发动机的可靠性、可维修性以及制造工艺的可行性。

其次是材料准备，航空发动机使用的材料通常要求具有高温强度、耐腐蚀性和轻量化等特点。

材料准备包括选材、材料测试和材料加工等环节，确保材料的质量和性能符合要求。

然后是零部件加工，航空发动机包含众多的零部件，如涡轮叶片、燃烧室、涡轮盘等。

零部件加工包括铸造、锻造、精密机械加工等过程，确保零部件的精度和质量。

接下来是装配阶段，将各个零部件按照设计要求进行组装。

装配过程需要严格控制零部件的安装位置、间隙和紧固力，确保发动机的正常运转。

最后是测试阶段，对装配完成的发动机进行各种性能和可靠性测试。

测试包括静态试验、动态试验和可靠性试验等，确保发动机在各种工况下都能正常运行。

二、关键环节的探讨1.材料选择：航空发动机的工作环境极其恶劣，对材料的要求非常高。

常用的材料有镍基合金、钛合金、复合材料等。

这些材料具有高温强度、耐腐蚀性和轻量化等特点，能够满足发动机的要求。

2.加工技术：航空发动机的零部件加工需要采用先进的加工技术，如数控加工、激光加工和电火花加工等。

这些技术能够提高零部件的加工精度和质量，同时提高生产效率。

3.装配工艺：航空发动机的装配需要严格控制各个零部件的安装位置、间隙和紧固力。

装配过程中需要使用专用工具和设备，确保装配质量。

4.测试技术：航空发动机的测试是保证发动机性能和可靠性的重要环节。

常用的测试技术有静态试验、动态试验和可靠性试验等。

这些试验能够验证发动机在各种工况下的性能和可靠性。

新材料技术在航空领域的应用航空工业是现代工业领域中最为先进的行业之一，是国家科技实力和综合国力的重要标志。

新材料技术是现代工业制造的一个重要组成部分，赋予了制造业以新的理念、新的模式和新的方式。

这种新的技术和新的工艺，在航空领域得到广泛的应用，不仅能够提升航空产品的质量和性能，还能够提高生产效率，降低成本，推动整个航空领域的发展。

本文就新材料技术在航空领域的应用作一介绍。

一、碳纤维复合材料碳纤维复合材料（CFRP）是航空领域中应用最广泛的新材料之一，它具备高强度、高模量、低密度、耐腐蚀、低热膨胀系数等优良特性，是一种性能优异的结构材料。

CFRP的应用范围非常广泛，包括飞机机身、機翼、舵面、推进器、传动轴、热阀门等。

目前，CFRP的应用已经进入到了商用航空领域，如波音787、空客A350等飞机中都广泛使用CFRP材料。

采用CFRP材料可以显著减轻飞机的重量，提高了飞机的航程和运输能力；同时，CFRP材料具备优异的抗疲劳性能和耐腐蚀性能，在飞机使用的过程中，能够保证飞机的安全和长期稳定的性能。

CFRP技术不仅在民用航空领域得到广泛应用，在军用领域也同样得到了应用，如F-22、F-35等战机中采用CFRP材料作为机身外壳，有效提高了战机的使用寿命。

二、3D 打印技术3D 打印技术是一项正在快速发展的新技术，在航空领域也有着广泛的应用。

采用3D 打印技术可以实现复杂形状和密度分布的零件制作，无需模具，可以快速、灵活地完成复杂零部件制造，缩短生产周期，提高生产效率，降低成本。

在航空领域，采用3D 打印技术可以制造出轻量化、高强度的机身、发动机部件、翼面等重要零件，使得飞机的质量更轻、使用寿命更长、性能更好。

同时，采用3D 打印技术还可以更加灵活地进行迭代设计和生产，提高了设计的精度和质量，为航空产品的创新和发展带来了新的机遇。

三、人工智能技术人工智能技术是当下最为热门的一项技术，它在航空领域也得到了广泛应用。

航空航天航空材料技术的复合材料与新材料航空航天是现代科技的重要领域之一，航空航天材料技术中的复合材料与新材料是其重要支柱。

其材料具有高温、高强度、高韧性和轻量化的特点，是制造新一代飞行器的基础。

一、航空航天中的复合材料复合材料即由两种或以上不同成分的材料组成的，它们的性能远超出单一组成材料的性能。

在航空航天领域，复合材料可以分为结构性复合材料和功能性复合材料。

1.结构性复合材料：由纤维增强基体材料和树脂基体材料组成。

纤维增强基体材料是以碳纤维、陶瓷纤维、玻璃纤维及有机纤维为增强体，树脂为基体的复合材料。

性能方面，结构性复合材料主要表现为强度高、刚度高、抗冲击性能好、重量轻等特点。

目前，结构性复合材料广泛应用于各种先进的航空航天器件及机构构件、引擎、机翼等等。

2.功能性复合材料：是由复合材料和功能材料组成的。

性能方面，功能性复合材料主要表现为具有多种功用，如电、磁、光等性能，目前在飞机电子结构、控制结构、感应设备等方面已经应用到了实际生产中。

二、航空航天中的新材料为了满足更高的航空航天技术要求，研发新型材料成为了当务之急。

以下是未来航空航天将大量应用的几种新材料。

1. 钛合金冷凝颗粒增强复合材料这种材料将钛合金冷凝颗粒加入到基质中，在材料的结构性能上取得了可观的提升。

目前，在航空航天领域，钛合金冷凝颗粒增强复合材料主要用于发动机中压缩机叶轮以及加热器的制造。

2. 高温合金高温合金是指可以在高温条件下保持稳定了性能，且具有高强度、高热稳定性、耐腐蚀等特点的金属材料。

在航空航天领域，高温合金广泛应用于发动机的高压涡轮、航空轮机等部件制造。

3. 热塑性聚酰亚胺膜热塑性聚酰亚胺膜具有优异的耐高温性、机械性能以及阻燃性能等特点，广泛应用于制备各种复合材料、以及制备航空航天装置中的电气组件、线缆等。

4. 高功能复合材料最新开发的高功能复合材料主要分为抗热剥离复合材料、阻燃复合材料和超高强度复合材料。

在航空航天领域中，高功能复合材料主要应用于机体及机翼构件、涵道内壁、叶片等部件制造。

航空发动机制造技术的发展趋势航空发动机被誉为现代工业“皇冠上的明珠”，是一个国家科技、工业和国防实力的重要标志。

随着科技的不断进步和航空领域需求的日益增长，航空发动机制造技术也在不断发展和变革。

在材料方面，新型高温合金、陶瓷基复合材料和钛铝合金等高性能材料的应用成为重要趋势。

高温合金能够在高温、高压和高应力的恶劣环境下保持良好的性能，但其重量较大。

陶瓷基复合材料具有更高的耐高温性能和更低的密度，能够显著减轻发动机重量，提高燃油效率和推重比。

钛铝合金则在高温强度和轻量化方面表现出色，为发动机的轻量化设计提供了更多可能。

制造工艺的进步也是航空发动机发展的关键。

增材制造技术（3D 打印）正逐渐崭露头角。

它能够实现复杂结构的一体化制造，减少零件数量，降低装配难度，提高发动机的可靠性。

同时，通过精确控制材料的分布和微观结构，还能优化零件的性能。

精密铸造和锻造技术也在不断改进，提高了零件的精度和质量一致性。

在设计方面，数字化设计和仿真技术的应用日益广泛。

借助计算机辅助设计（CAD）和计算机辅助工程（CAE）软件，工程师可以对发动机的流场、温度场、应力场等进行精确模拟和分析，从而在设计阶段就发现潜在问题，优化设计方案，缩短研发周期，降低成本。

多学科优化设计方法将气动、结构、燃烧等多个学科的知识和要求整合在一起，实现了发动机性能的综合提升。

为了提高发动机的燃油效率和降低排放，燃烧技术的创新至关重要。

先进的燃烧模式如贫油燃烧和分级燃烧能够减少污染物的生成，提高燃烧效率。

同时，对燃烧过程的精细控制，实现更均匀的燃烧和更低的温度梯度，有助于延长发动机的寿命。

航空发动机的可靠性和维修性也越来越受到重视。

故障预测和健康管理技术（PHM）通过实时监测发动机的运行参数和状态，利用数据分析和机器学习算法，提前预测潜在故障，实现视情维修，降低维护成本，提高发动机的可用性。

智能制造技术的引入是航空发动机制造的又一重要发展方向。

通过建立智能工厂，实现生产过程的自动化、数字化和智能化，能够提高生产效率、质量稳定性和生产灵活性。

① 叶身和盘体材料性能的一致化。在榫头连 接结构中， 可以通过选用不同材料或同一材料不同 热处理制度获得叶片和轮盘不同的材料性能， 使叶 片具有较高的强度及高周疲劳强度， 使轮盘具有较 高的蠕变及低周疲劳强度。在整体叶盘结构中， 需要 寻找一种可以兼顾叶身和轮盘性能的材料组织。如 对于两相钛合金， 采用近 β锻造获得一种可称为三 相的金相组织。曾研究过“双性能”叶盘制造技术， 但 难度很大， 特别是在叶身进行修理后更难保持原有 性能， 因此尚未见实际应用的确切报道。
今后十至二十年内， 发动机结构和材料应用方 面的发展趋势大致为：
（１） 组合件零件化， 如： 整体叶盘、整体叶环、大 型精铸件、大型复合材料构件。
（２） 大量使用轻质高强金属材料， 如： ＴｉＡｌ 系、 ＴｉＡｌＮｂ 系等低塑性金属间化合物。
（３） 各类复合材料用量逐步增加， 并在转动件 上应用； 陶瓷类材料开始应用于重要零件， 如火焰 筒、涡轮叶片。
材料工艺
１９６０ 超级合金； 镍基合金； 钛合金
发动机结构 强度设计
轴流压气机； 燕 尾 型 、枞 树 型榫联接； 双转子； 油膜阻尼器； 气冷叶片； 环管燃烧室； 可调静子； 加力燃烧室
静强度估算； 断裂力学
１９７０ 低温复合材料； 定向凝固合金； 粉末合金； 无损检测 弹性支承； 环形燃烧室； 可调收扩喷管； 空心风扇叶片； 沙丘驻涡稳定器； 可变弯度静叶； 带冠叶片； 周向燕尾榫
Ｎｅｗ Ｓｔｒ ｕｃｔｕｒ ｅ ａｎｄ Ｓｔｒ ｅｎｇｔｈ Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ａｅｒ ｏｅｎｇｉｎｅ
ＪＩＡＮＧ Ｈｅ－ ｆｕ， ＧＵ Ｙｕａｎ－ ｘｉｎｇ， ＱＩＮＧ Ｈｕａ
（Ｃｈｉｎａ Ｇａｓ Ｔｕｒｂｉｎｅ Ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔ， Ｃｈｅｎｇｄｕ ６１０５００， Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒ ａｃｔ： Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｒｅｖｉｅｗｓ ｅｎｇｉｎｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｈｉｓｔｏｒｙ， ａｎｄ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｄｅ－ ｖｅｌｏｐｉｎｇ ｔｒｅｎｄ ｉｎ ｅｎｇｉｎｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｍａｔｅｒｉａｌ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ ｆｕｔｕｒｅ． Ｔｈｅ ｎｅｗ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｄｅｓｉｇｎ ｅｍｐｌｏｙｅｄ ｂｙ ｅｎｇｉｎｅｓ ｗｉｔｈ １０：１ ｔｈｒｕｓｔ／ｗｅｉｇｈｔ ｒａｔｉｏ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ａｎａｌｙｚｅｄ． Ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ ｉｎ ｎｅｗ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｍａｔｅｒｉａｌｓ ｏｆ ｅｎｇｉｎｅｓ ｗｉｔｈ ｔｈｒｕｓｔ／ｗｅｉｇｈｔ ｒａｔｉｏ ｏｆ １２￣１５：１ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｐｒｅｄｉｃｔｅｄ． Ｆｉｎａｌｌｙ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ ｂｅｔｗｅｅｎ ｅｎｇｉｎｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｍａｔｅｒｉａｌ ａｎｄ ｅｎｇｉｎｅ ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｄｅｓｉｇｎ ｈａｖｅ ｂｅｅｎ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ． Ｋｅｙ ｗｏｒ ｄｓ： ａｅｒｏｅｎｇｉｎｅ； ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ； ｍａｔｅｒｉａｌ； ｓｔｒｅｎｇｔｈ ｄｅｓｉｇｎ