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航空发动机含铼单晶叶片有望突破

Date:2019-04-12 10:08

  NBD讯:在巨额投资和先进研制体系带动下,航空发动机含铼单晶叶片有望率先突破。
  平安证券研报称,“两机专项”将在短期内投入巨资:发展航空,动力先行。美国航空发动机的研发费用(包括型号研制和改进、改型)约占整个航空工业研发经费的25%。
  其中不针对特定型号的发动机预研费约占全部研发费用的35%。普惠公司为F-35战机研制的F135发动机共投入了84亿美元。预计即将披露的“两机专项”(国家航空发动机和燃气轮机科技重大专项)投资规模有望达到1000亿元,周期可能缩短至10年以内,投资强度大幅提高。据路透社报道,未来20年的时间里,中国最终将在发动机领域投入高达3000亿美元。可见,中国已经投入了可同时维持多款先进性能喷气发动机和大型涡扇发动机研发工作的资金。
  建立新体系,强调核心机独立研制:美国航空发动机研制“三部曲”:预研工程,核心机计划,发动机系列化。参照美国的IHPTET计划(“综合高性能涡轮发动机技术计划”),预计“两机专项”将重点围绕核心机独立研制、加强预研、产品系列化方面提出要求,实现发动机生产方式的重大变革。这样一来,不同的飞机可以选配标准化系列化的核心机,彻底颠覆以往发动机型号追赶飞机型号的旧模式。这也有利于批量生产厂商节约成本,降低维修难度,提高配套率。
  调动各方力量,涡轮单晶叶片有望率先突破。预计“两机专项”首先在涡轮叶片材料上加大投资支持力度,而且不拘泥于传统的军工体制内企业,可能广泛支持包括民用科技企业和民营企业在内的各类市场主体,目标是实现单晶叶片的国产化。航空发动机的进步主要取决于其推重比指标,关键是叶片材料的承温能力。涡轮进口温度每提高100,航空发动机的推重比能提高10%左右。1965年-1985年,涡轮进口温度平均每年提高15,其中材料的贡献在7左右。美国IHPTET计划的实现,70%-80%来自于材料的改进。此外,航空发动机零部件成本的50%也都来自材料本身。当前,国外几乎所有先进航空发动机都采用了含铼5%的三代镍基单晶合金作为涡轮叶片的主要材料。航空发动机涡轮叶片平均寿命为10年,即将到来第二代换第三代单晶叶片的高峰期,单片铼的消耗量将增加一倍。不考虑单台发动机叶片数量的变化,国际民航发动机市场的铼需求量2017年将比2011年增长211%,年复合增长率达到16%。

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