高性能航空发动机新结构及新材料构件制造技术综述

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。

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。