航空发动机叶片材料及制造技术现状

航空发动机叶片材料及制造技术现状

在航空发动机中，涡轮叶片由于处于温度最高、应力最复杂、环境最恶劣的部位而被列为第一关键件，并被誉为“王冠上的明珠”。涡轮叶片的性能水平，特别是承温能力，成为一种型号发动机先进程度的重要标志，在一定意义上，也是一个国家航空工业水平的显著标志【007】。

航空发动机不断追求高推重比，使得变形高温合金和铸造高温合金难以满足其越来越高的温度及性能要求，因而国外自7O年代以来纷纷开始研制新型高温合金，先后研制了定向凝固高温合金、单晶高温合金等具有优异高温性能的新材料；单晶高温合金已经发展到了第3代。8O年代，又开始研制了陶瓷叶片材料，在叶片上开始采用防腐、隔热涂层等技术。

1 航空发动机原理简介

航空发动机主要分民用和军用两种。图1是普惠公司民用涡轮发动机主要构件；图2是军用发动机的工作原理示意图；图3是飞机涡轮发动机内的温度、气流速度和压力分布；图4是罗尔斯-罗伊斯喷气发动机内温度和材料分布；图5为航空发动机用不同材料用量的发展变化情况。

图1 普惠公司民用涡轮发动机主要构件

图2 EJ200军用飞机涡轮发动机的工作原理

图3 商用涡轮发动机内的温度、气流速度和压力分布

图4 罗尔斯-罗伊斯喷气发动机内温度和材料分布

图5 航空发动机用不同材料用量的变化情况

1变形高温合金叶片

1.1 叶片材料

变形高温合金发展有50多年的历史，国内飞机发动机叶片常用变形高温合金如表1所示。高温合金中随着铝、钛和钨、钼含量增加，材料性能持续提高，但热加工性能下降；加入昂贵的合金元素钴之后，可以改善材料的综合性能和提高高温组织的稳定性。

1.2 制造技术

生产工艺。变形高温合金叶片的生产是将热轧棒经过模锻或辊压成形的。模锻叶片主要工艺如下：

（1）镦锻榫头部位；

（2）换模具，模锻叶身。通常分粗锻、精锻两道工序；模锻时，一般要在模腔内壁喷涂硫化钼，减少模具与材料接触面之阻力，以利于金属变

形流动；

（3）精锻件，机加工成成品；

（4）成品零件消应力退火处理；

（5）表面抛光处理。分电解抛光、机械抛光两种。

常见问题。模锻叶片生产中常见问题如下：

（1）钢锭头部切头余量不足，中心亮条缺陷贯穿整个叶片；

（2） GH4049合金模锻易出现锻造裂纹；

（3）叶片电解抛光中，发生电解损伤，形成晶界腐蚀；

（4） GH4220合金生产的叶片，在试车中容易发生“掉晶”现象；这是在热应力反复作用下，导致晶粒松动，直至剥落。

发展趋势。叶片是航空发动机关键零件．它的制造量占整机制造量的三分之一左右。航空发动机叶片属于薄壁易变形零件。如何控制其变形并高效、高质量地加工是目前叶片制造行业研究的重要课题之一。

随着数控机床的出现，叶片制造工艺发生重大变化，采用精密数控加工技术加工的叶片精度高，制造周期短，国内一般6～12个月（半精加工）；国外一般3~6个月（无余量加工）。

2铸造高温合金叶片

2.1 叶片材料

半个多世纪来，铸造涡轮叶片的承温能力从1940s年代的750℃左右提高到1990s年代的1700℃左右，应该说，这一巨大成就是叶片合金、铸造工艺、叶片设计和加工以及表面涂层各方面共同发展所作出的共同贡献。【007】

叶片用铸造高温合金如表2所示。北京航空材料研究所、钢铁研究总院、沈阳金属所是铸造高温合金的研制单位。

表2 国内叶片用铸造高温合金牌号及使用温度

2005年，国内在一些新材料(如定向凝固高温合金、单晶高温合金、金属间化合物基高温合金等)的研制和应用上，也逐步跟上了世界先进水平的步伐。但是与之相关的材料性能数据较为缺乏，给材料应用、航空发动机选材与设计带来极大的困难。

2.2 制造技术

研制新型航空发动机是铸造高温合金发展的强大动力，而熔铸工艺的不断进步则是铸造高温台金发展的坚强后盾。回顾过去的半个世纪，对于高温合金发展起着重要作用的熔铸工艺的革新有许多，而其中三个事件最为重要：真空熔炼技术的发明、熔模铸造工艺的发展和定向凝固技术的崛起。

真空熔炼技术。真空熔炼可显著降低高温合盒中有害于力学性能的杂质和气体含量，而且可以精确控制合金成分．使合金性能稳定。

熔模铸造工艺。国内外熔模铸造技术的发展使铸造叶片不断进步，从最初的实心叶片到空心叶片，从有加工余量叶片到无余量叶片，再到定向(单晶)空心无余量叶片，叶片的外形和内腔也越来越复杂；空心气冷叶片的出现既减轻了叶片重量，又提高了叶片的承温能力。

定向凝固技术。该技术的发展使铸造高温合金承温能力大幅度提高从承温能力最高的等轴晶合金到最高的第三代单晶合金，其承温能力约提高l50℃。

1990s年代之后，为满足新型发动机之需要，计算机数值模拟在合金成分设计和铸造工艺过程中的应用日趋增多。

在采用整体精密涡轮取代锻件组合工艺中，由于涡轮铸件几何形状复杂，断面尺寸大，采用普通铸造工艺的铸件，宏观晶粒粗大且不均匀，由此带来组织及性能的不一致性。此外铸造合金固有的较低屈服强度和疲劳性能，往往不能满足叶片设计要求。近年来，出现了“细晶铸造工艺”等技术，即利用铸型及浇铸温度控制、凝固过程中机械电磁叫板、旋转铸造以及加入形核剂等方法，实现晶粒细化的。

美国Howmet公司等用于细晶铸造制造叶片等转动件，常用合金为：In792、Mar-M247和In713C合金；导向叶片等静止件则多用IN718C、PWA1472、Rene220、及R55合金。

3超塑性成形钛合金叶片

3.1 叶片材料

目前，Ti6Al4V和Ti6Al2Sn4Zr2Mo及其他钛合金，是超塑性成形叶片等最为常用的钛合金。飞机发动机叶片等旋转件用钛合金及其特点如表3所示；罗尔斯-罗伊斯Trent900用钛合金叶片如图6所示。

图6 罗尔斯-罗伊斯Trent900用钛合金叶片

对于CO2排放及全球石油资源枯竭的担心，促使人们提高飞机效率、降低飞机重量。尽管复合材料的应用有增长趋势，却有制造费用高、不能回收、高温性

能较差等不足。钛合金仍将是飞机发动机叶片等超塑性成形部件的主要材料。

我国耐热钛合金开发和应用方面也落后于其他发达国家，英国的600℃高温钛合金IMI834 已正式应用于多种航空发动机，美国的Ti-1100也开始用于

T55-712 改型发动机，而我国用于制造压气机盘、叶片的高温钛合金尚正在研制当中。其它像纤维增强钛基复合材料、抗燃烧钛合金、Ti-Al金属间化合物等虽都立项开展研究，但离实际应用还有一个过程。

3.2 制造技术

早在1970s，钛合金超塑性成形技术就在美国军用飞机和欧洲协和飞机中得到了应用。在随后的十年中，又开发了军用飞机骨架和发动机用新型超塑性钛合金和铝合金。

在军用飞机及先进的民用涡扇发动机叶片等，均用超塑性成形技术制造，并采用扩散连接组装。

4 新型材料叶片

4.1 碳纤维/钛合金复合材料叶片

美国通用公司生产的GE90-115B发动机，采用碳纤维聚合物叶身与钛合金叶片边缘，共有涡扇叶片22片，单重30~50磅，总重2000磅。能够提供最好的推重比，是目前最大的飞机喷气发动机叶片，用于波音777飞机。并将于2010年9月在美国纽约现代艺术馆展出。

图7 美国通用公司生产的GE90-115B发动机涡扇叶片（共有22片，总重2000磅；采用碳纤维聚合物叶身与钛合金叶片边缘）

该材料叶片的制造工艺不详。

4.2金属间化合物叶片

尽管高温合金用于飞机发动机叶片已经50多年了，这些材料有优异的机械性能，材料研究人员，仍然在改进其性能，使设计工程师能够发展研制可在更高温度下工作的、效率更高的喷气发动机。不过，一种新型的金属间化合物材料正在浮现，它有可能彻底替代高温合金。

高温合金在高温工作下时会生成一种γ相，研究表明，这种相是使材料具有高温强度、抗蠕变性能和耐高温氧化的主要原因。因此，人们开始了金属间化合物材料的研究。

金属间化合物，密度只有高温合金一半，至少可以用于低压分段，用于取代高温合金。

2010年，美国通用公司、精密铸件公司等申请了一项由NASA支持的航空工业技术项目（AITP），通过验证和评定钛铝金属间化合物（TiAl，Ti-47Al-2Nb-2Cr，原子分数）以及现在用于低压涡轮叶片的高温合金，使其投入工业生产中。与镍基高温合金相比，TiAl金属间化合物的耐冲击性能较差；将通过疲劳试验等，将技术风险降至最低。

英国罗尔斯-罗伊斯公司，在1999年，也申请了一项γ相钛铝金属间化合物专利，该材料是由伯明翰大学承担研制的。这种材料可以满足未来军用和民用发动机性能目标的要求，可以用于制造从压缩机至燃烧室的部件，包括叶片。这种合金的牌号，由罗尔斯-罗伊斯公司定为: Ti-45-2-2-XD。

(完整版)航空发动机试验测试技术

航空发动机试验测试技术 航空发动机是当代最精密的机械产品之一，由于航空发动机涉及气动、热工、结构与 强度、控制、测试、计算机、制造技术和材料等多种学科，一台发动机内有十几个部件和 系统以及数以万计的零件，其应力、温度、转速、压力、振动、间隙等工作条件远比飞机 其它分系统复杂和苛刻，而且对性能、重量、适用性、可靠性、耐久性和环境特性又有很 高的要求，因此发动机的研制过程是一个设计、制造、试验、修改设计的多次迭代性过程。在有良好技术储备的基础上，研制一种新的发动机尚要做一万小时的整机试验和十万小时 的部件及系统试验，需要庞大而精密的试验设备。试验测试技术是发展先进航空发动机的 关键技术之一，试验测试结果既是验证和修改发动机设计的重要依据，也是评价发动机部 件和整机性能的重要判定条件。因此“航空发动机是试出来的”已成为行业共识。 从航空发动机各组成部分的试验来分类，可分为部件试验和全台发动机的整机试验， 一般也将全台发动机的试验称为试车。部件试验主要有：进气道试验、压气机试验、平面 叶栅试验、燃烧室试验、涡轮试验、加力燃烧室试验、尾喷管试验、附件试验以及零、组 件的强度、振动试验等。整机试验有：整机地面试验、高空模拟试验、环境试验和飞行试 验等。下面详细介绍几种试验。 1进气道试验 研究飞行器进气道性能的风洞试验。一般先进行小缩比尺寸模型的风洞试验，主 要是验证和修改初步设计的进气道静特性。然后还需在较大的风洞上进行l／6或l／5的 缩尺模型试验，以便验证进气道全部设计要求。进气道与发动机是共同工作的，在不同状 态下都要求进气道与发动机的流量匹配和流场匹配，相容性要好。实现相容目前主要依靠 进气道与发动机联合试验。 2，压气机试验 对压气机性能进行的试验。压气机性能试验主要是在不同的转速下，测取压气机特性 参数(空气流量、增压比、效率和喘振点等)，以便验证设计、计算是否正确、合理，找出 不足之处，便于修改、完善设计。压气机试验可分为： (1)压气机模型试验：用满足几何相似的缩小或放大的压气机模型件，在压气机试验台上按任务要求进行的试验。 (2)全尺寸压气机试验：用全尺寸的压气机试验件在压气机试验台上测取压气机特性，确定稳定工作边界，研究流动损失及检查压气机调节系统可靠性等所进行的试验。 (3)在发动机上进行的全尺寸压气机试验：在发动机上试验压气机，主要包括部件间的匹配和进行一些特种试验，如侧风试验、叶片应力测量试验和压气机防喘系统试验等。 3，燃烧室试验 在专门的燃烧室试验设备上，模拟发动机燃烧室的进口气流条件(压力、温度、流量) 所进行的各种试验。主要试验内容有：燃烧效率、流体阻力、稳定工作范围、加速性、出 口温度分布、火焰筒壁温与寿命、喷嘴积炭、排气污染、点火范围等。 由于燃烧室中发生的物理化学过程十分复杂，目前还没有一套精确的设计计算方法。因此，燃烧室的研制和发展主要靠大量试验来完成。根据试验目的，在不同试验器上，采 用不同的模拟准则，进行多次反复试验并进行修改调整，以满足设计要求，因此燃烧室试 验对新机研制或改进改型是必不可少的关键性试验。

先进航空发动机关键制造技术研究

ARTICLES 学术论文 引言 航空发动机的设计、材料与制造技术对于航空工业的发展起着关键性的作用，先进的航空动力是体现一个国家科技水平、军事实力和综合国力的重要标志之一。随着航空科技的迅速发展，面对不断提高的国防建设要求，航空发动机必须满足超高速、高空、长航时、超远航程的新一代飞机的需求。 近年来，航空工业发达国家都在研制高性能航空发动机上投入了大量的资金和人力，实施一系列技术开发和验证计划，如“先进战术战斗机发动机计划（ATFE ）”、“综合高性能涡轮发动机技术（IHPTET ）计划”及后续的VAATE 计划、英法合作军用发动机技术计划（AMET ）等。在这些计划的支持下，美国的F119、欧洲的 EJ200、法国的M88和俄罗斯的AL-41F 等推重比10 一级发动机陆续问世。 为了提高发动机的可靠性和推力，先进高性能发动机采用了大量新材料，且结构越来越复杂，加工精度要求越来越高，对制造工艺提出了更高的要求。而且，在新一代航空发动机性能的提高中，制造技术与材料的贡献率为 50%~70%，在发动机减重方面，制造技术和材料的贡献率占70%~80%，这也充分表明先进的材料和工艺是航空发动机实现减重、增效、改善性能的关键。 1 航空发动机的材料、结构及工艺特点 在提高发动机可靠性和维护性的同时，为了提高发动机的推力和推重比，航空发动机普遍采用轻量化、整体化结构，如整体叶盘、叶环结构。钛合金、镍基高温合金，以及比强度高、比模量大、抗疲劳性能好的树脂基复合材 先进航空发动机关键制造技术研究 黄维，黄春峰，王永明，陈建民 （中国燃气涡轮研究院，四川 江油 621703） Key manufacturing technology research of advanced aero-engine HUANG Wei ，HUANG Chun-feng ，WANG Yong-ming ，CHEN Jian-min （China Gas Turbine Establishment ，Jiangyou 621703，China ） Abstract ：This paper describes the features of aero-engine material ，structure and technology ，and then ，development status and trend of key manufacturing technology for advanced aero-engine was analyzed. Finally ，the development of advanced aero-engine manufacturing technology in China is introduced and some proposals are put forward. Key Words ： aero-engine ，manufacturing ，summarization 作者简介： 黄维（1982—），男，四川仁寿人，中国燃气涡轮研究院助理工程师，主要从事工艺技术研究。E-mail ：huangwei611@https://www.wendangku.net/doc/4b3007022.html,

大型飞机发动机的发展现状和关键技术分析

第23卷第6期2008年6月 航空动力学报 Journal of Aerospace Pow er Vol.23No.6 J une 2008 文章编号:100028055(2008)0620976205 大型飞机发动机的发展现状和关键技术分析 刘大响1,金　捷2,彭友梅1,胡晓煜3 (1.中国航空工业第一集团公司科技委,北京100012; 2.北京航空航天大学航空发动机数值仿真研究中心,北京100083; 3.中国航空工业第一集团公司发展研究中心,北京100012) 摘 要:对军民用大涵道比涡扇发动机的现状和发展趋势等进行了阐述,从国家大型飞机工程的战略目标、大型飞机发动机的重要性和市场前景等方面,对我国大涵道比涡扇发动机的需求、现状和差距进行了初步分析,简要介绍了我国大涵道比涡扇发动机的总体方案,提出了发展我国大涵道比涡扇发动机的主要关键技术,并分别从大涵道比涡扇发动机、国际合作、材料工艺试验条件建设等方面,简要论述了关键技术解决途径与措施建议. 关　键　词:大涵道比涡扇发动机;综述;需求分析;关键技术;措施途径中图分类号:V231 文献标识码:A 收稿日期:2007208209;修订日期:2008204208 作者简介:刘大响(1937-),男,湖南祁东人,教授、博导、工程院院士,主要研究方向:发动机发展战略、发动机总体、稳定性分析 和评定、发动机数值仿真技术等. Summarization of development status and key technologies for large airplane engines L IU Da 2xiang 1,J IN Jie 2,PEN G Y ou 2mei 1,HU Xiao 2yu 3 (https://www.wendangku.net/doc/4b3007022.html,mittee of Science and Technology of China Aviation Indust ry Corporation I , Beijing 100012,China ; 2.Aeroengine Numerical Simulation Research Center , Beijing University of Aeronautics and Ast ronautics ,Beijing 100083,China ;3.Develop ment and Research Center of China Aviation Indust ry Corporation I , Beijing 100012,China )Abstract :The develop ment stat us and trends of military and civil high bypass pressure ratio (BPR )t urbofan engines for large airplanes has been summarized in t he paper.In t he as 2pect s of st rategical goals ,importance and marketing foreground of t he high BPR t urbofan engines for national large airplanes engineering in China ,t he requirement s ,stat us and gap s of high BPR t urbofan engines in China have been analysis briefly as well as t he int roduction of t he overall engine scheme for t he high BPR t urbofan engines wit h t he main key technolo 2gies for t he engines.In terms of military and civil high BPR t urbofan engines technologies ,international cooperation ,materials and techniques and test facilities ,some suggestion and app roach have been discussed for t he technical challenges wit h t he develop ment of high BPR t urbofan engines in China. K ey w ords :highbypass pressure ratio (BPR )t urbofan engine ;summarization ; requirement s ;key technologies ;app roach

航空发动机叶片材料及制造技术现状

航空发动机叶片材料及制造技术现状 在航空发动机中，涡轮叶片由于处于温度最高、应力最复杂、环境最恶劣的部位而被列为第一关键件，并被誉为“王冠上的明珠”。涡轮叶片的性能水平，特别是承温能力，成为一种型号发动机先进程度的重要标志，在一定意义上，也是一个国家航空工业水平的显著标志【007】。 航空发动机不断追求高推重比，使得变形高温合金和铸造高温合金难以满足其越来越高的温度及性能要求，因而国外自7O年代以来纷纷开始研制新型高温合金，先后研制了定向凝固高温合金、单晶高温合金等具有优异高温性能的新材料；单晶高温合金已经发展到了第3代。8O年代，又开始研制了陶瓷叶片材料，在叶片上开始采用防腐、隔热涂层等技术。 1 航空发动机原理简介 航空发动机主要分民用和军用两种。图1是普惠公司民用涡轮发动机主要构件；图2是军用发动机的工作原理示意图；图3是飞机涡轮发动机内的温度、气流速度和压力分布；图4是罗尔斯-罗伊斯喷气发动机内温度和材料分布；图5为航空发动机用不同材料用量的发展变化情况。 图1 普惠公司民用涡轮发动机主要构件 图2 EJ200军用飞机涡轮发动机的工作原理

图3 商用涡轮发动机内的温度、气流速度和压力分布 图4 罗尔斯-罗伊斯喷气发动机内温度和材料分布 图5 航空发动机用不同材料用量的变化情况

1变形高温合金叶片 1.1 叶片材料 变形高温合金发展有50多年的历史，国内飞机发动机叶片常用变形高温合金如表1所示。高温合金中随着铝、钛和钨、钼含量增加，材料性能持续提高，但热加工性能下降；加入昂贵的合金元素钴之后，可以改善材料的综合性能和提高高温组织的稳定性。 1.2 制造技术 生产工艺。变形高温合金叶片的生产是将热轧棒经过模锻或辊压成形的。模锻叶片主要工艺如下： （1）镦锻榫头部位； （2）换模具，模锻叶身。通常分粗锻、精锻两道工序；模锻时，一般要在模腔内壁喷涂硫化钼，减少模具与材料接触面之阻力，以利于金属变 形流动； （3）精锻件，机加工成成品； （4）成品零件消应力退火处理； （5）表面抛光处理。分电解抛光、机械抛光两种。 常见问题。模锻叶片生产中常见问题如下： （1）钢锭头部切头余量不足，中心亮条缺陷贯穿整个叶片； （2） GH4049合金模锻易出现锻造裂纹； （3）叶片电解抛光中，发生电解损伤，形成晶界腐蚀； （4） GH4220合金生产的叶片，在试车中容易发生“掉晶”现象；这是在热应力反复作用下，导致晶粒松动，直至剥落。 发展趋势。叶片是航空发动机关键零件．它的制造量占整机制造量的三分之一左右。航空发动机叶片属于薄壁易变形零件。如何控制其变形并高效、高质量地加工是目前叶片制造行业研究的重要课题之一。

航空发动机制造技术专业简介

航空发动机制造技术专业简介 专业代码560603 专业名称航空发动机制造技术 基本修业年限三年 培养目标 本专业培养德、智、体、美全面发展，具有良好职业道德和人文素养，掌握航空发动机制造技术、精密加工、特种加工和航空发动机工艺装备等基本知识，具备精密加工、超精加工、特种加工工艺参数选择和航空零部件工艺装备制造的能力，以及数控加工工艺规程的编制和数控加工程序的编制的能力，从事数控机床操作、数控电加工机床操作、数控编程、机械加工工艺等工作的高素质技术技能人才。 就业面向 主要面向航空发动机研发、制造企业，在数控机床操作、数控电加工机床操作、机械加工工艺等岗位群，从事工艺装备的制造、精密机床和特种加工设备的操作（包括电火花成型机床、线切割机床、电化学加工机床、激光加工机床和快速成型机床）等工作。 主要职业能力 1.具备对新知识、新技能的学习能力和创新创业能力； 2.具备航空零件识图能力和计算机绘图能力； 3.具备材料选用与热处理方法选择能力； 4.具备数控编程和操作数控机床加工航空零部件的能力； 5.具备对航空发动机零部件进行测绘的能力，具备 CAD/CAM 软件应用能力； 6.具备精密加工、超精加工、特种加工工艺参数选择能力； 7.具备操作数控电加工机床加工机械零件的能力。

核心课程与实习实训 1.核心课程 包括机械制造工艺与机床夹具、金属切削与机床、数控特种加工概述、数控电火花加工、数控电火花线切割加工、先进制造技术、航空发动机制造新技术等。 2.实习实训 在校内进行数控机床操作、数控电加工机床、UG 制图员培训、数控手工编程等实训。在航空发动机研发、制造企业进行实习。 职业资格证书举例 机修钳工制图员数控设备装调维修工数控线切割操作工数控电加工机床操作工 衔接中职专业举例 飞机维修机械加工技术 接续本科专业举例 无

先进航空发动机关键制造技术发展现状与趋势

先进航空发动机关键制造技术发展现状与趋势 一、轻量化、整体化新型冷却结构件制造技术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。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 计划中的推重比20的发动机，将采用效果更好的SiC 陶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部分去掉，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，使结构质量减轻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结构。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，用于改进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达到3 或3 以上的有发展潜力的技术。4 发动机机匣制造技术在新一代航空发动机上有很多机匣，如进气道机匣、外涵机匣、风扇机匣、压气机机匣、燃烧室机匣、涡轮机匣等，由于各机匣在发动机上的部位不同，其工作温度差别很大，各机匣的选材也不同，分别为树脂基复合材料、铁合金、高温合金。树脂基复合材料已广泛用于高性能发动机的低温部件，如F119 发动机的进气道机匣、外涵道筒体、中介机匣。至今成功应用的树脂基复合材料有PMR-15（热固性聚酰亚胺）及其发展型、Avimid（热固性聚酰亚胺）AFR700 等，最高耐热温度为290℃~371℃，2020 年前的目标是研制出在425℃温度下仍具有热稳定性的新型树脂基复合材料。树脂基复合材料构件的制造技术是集自动铺带技术（ATL）、自动纤维铺放

我国航空发动机行业现状及发展趋势预测分析

2016年我国航空发动机行业现状及2017市场发展趋势预测分析 中商情报网讯：近年来，我国已经形成较完整的航空发动机产业链和相应的 生产布局。2011年我国整个航空发动机市场规模约为200亿元人民币，其中军 用约占70%；民用约占30%，预计到2020年，我国航空发动机产业市场规模将 突破千亿元大关。 中国航空发动机市场规模及预测，2011年-2020年如下图所示： 一、航空发动机整体情况 航空发动机作为飞机动力源，是决定飞机性能的重要因素。航空发动机集中 了机械制造行业几乎所有的高精尖技术，因此航空发动机技术水平的高低是一个 国家工业实力的重要标志。目前世界上能制造飞机的国家很多，但是能独立研制 航空发动机的只有美国、俄罗斯、英国、法国、中国等少数几个国家，而全球民 用航空发动机市场基本被欧美企业垄断。 航空发动机产业空间广阔，未来20年全球民用航空发动机市场规模将达到 14,360亿美元，军用航空发动机市场规模将达到4,300亿美元。 二、航空发动机电子技术 随着发动机测试技术和控制技术的快速发展，发动机系统已从传统的机械系 统向机电系统发展，而且发动机电子技术所占比例不断提高。在航空发动机领域， 以发动机参数采集器和发动机电子控制系统为代表的发动机电子系统的采用极 大推动了发动机电子技术的发展。 （一）发动机参数采集器基本情况 发动机参数采集器属于发动机状态监视装置。这类设备主要进行发动机重要 参数的采集、处理和存储，发动机气路参数趋势分析，发动使用寿命监视，发动 机振动监视，发动机健康管理等。发动机参数采集器可以跟踪采集航空发动机运 行中的工作状态和故障信息，并进行处理，分析出航空发动机部件的性能退化情 况或者根据处理后的数据对故障进行诊断、分析故障原因、性质、部位及发展趋 势，根据具体情况采取必要的维护措施。这类电子状态监视与故障诊断系统对航 空发动机早期故障诊断征兆的及时发现与及时处理具有重要作用，可以避免相关 事故的发生，保障飞行安全，同时还可以“视情维修”，大大节省维修成本与维修 时间，对使用方和维修商都会带来明显的经济效益。 目前国内外飞机都逐渐采用发动机参数采集器取代传统的发动机仪表，新飞 机制造和老飞机改造产生了较大容量的市场。晨曦航空是国内率先研制发动机参 数采集器的企业之一，是国内直升机发动机参数采集器最大供应商。 （二）航空发动机电子控制领域基本情况

全球航空发动机制造技术经验状况

精心整理 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。

航空发动机关键制造技术分析与应用 鞠珊珊

航空发动机关键制造技术分析与应用鞠珊珊 摘要：航空发动机能够体现一个国家的综合工业实力，目前，为了能够有效提升航空发动机的推重比一级推力，在设计过程中对航空发动机需要采取整体化一级轻量化的结构设计方法，以此来有效强化航空发动机的整体性能。这种航空发动机的设计方法不仅能够充分体现出航空发动机的卓越性能，并且还会对航空发动机的设计方法提出更高的要求，这就需要对航空发动机的结构特点以及材料进行分析，从而积极做好各项工艺以及技术的应用工作。鉴于此，本文就航空发动机关键制造技术分析与应用展开探讨，以期为相关工作起到参考作用。 关键词：航空发动机；制造技术；分析 1.航空发动机加工制造工艺特点分析 先进的航空发动机需要对发动机的结构和材料合理化地进行布局，从而使航空发动机能够具备良好的性能，但是，所使用的复杂结构以及高性能的材料加大了航空发动机制造工作的困难程度。目前，航空发动机的加工制造主要具备以下特点： （1）材料去除率多、硬度高，为了能够应对高转速以及高温的恶劣工况，大多数时候航空发动机的核心转子都使用的是高温合金和钛合金等具有较高耐热性以及硬度的材料，在对上述材料进行切削加工的过程中，存在对加工刀具有较大磨损或者是不易加工的特点，再加上为了能够有效提升零部件的结构强度，通常用到的是整体性的加工方法，对于一些叶轮以及转子类的核心部件，它们的去除率高达90%，具有较大的加工难度。因此，怎样在确保航空发动机加工质量的前提下达到提升加工效率的目的，是目前航空制造企业现下乃至后期需要重点研究的一项工作。 （2）在设计航空发动机的过程中，为了能够不断提升航空发动机的性能，在对航空发动机的零部件进行设计的时候，需要用到高结构效率以及复杂曲面的整体性结构，在加工制造的过程中，这种结构件中的普通三轴设备无法完成加工作业，一般情况下需要用到4轴、5轴的设备开展加工作业。 （3）航空发动机具有较高的制造精度，在加工制造航空发动机的过程中，对工件的形位以及几何精度的要求都比较高，因此，给航空发动机的加工制造工作提出了更高的要求。 2.航空发动机关键制造技术的发展应用 作为航空发动机零部件加工制造工作中的一个重要环节，整体化制造使用了整体化的加工制造方法，在一定程度上明显提升了零部件的使用寿命以及结构强度。以叶盘举例而言，通过使用整体化的制造方式制造叶盘，除去了传统连接方法中使用榫槽以及榫槽连接带来的结构强度降低、重量增加和结构复杂度缺失等方面的问题，使新叶盘具有更加优异的气动性以及更轻的重量。在对叶环进行加工制造的过程中，整体化制造技术的使用，会进一步优化叶环结构的重量以及强度，以此来达到提升零部件性能的效果。复合冷却层板作为一种能够在推重比小于10的情况下在航空发动机中可以使用的冷却结构形式，主要被用作漩涡叶片和燃烧室的冷却，是一种冷却结构，并且具有复杂的回路。在对航空发动机进行设计加工的过程中，复杂结构、轻量化以及新材料成为了制造加工航空发动机的常态，并且给确保航空发动机的加工质量以及提升加工效率奠定了良好的基础。

航空发动机燃烧室的现状和发展

航空发动机燃烧室的现状和发展 田明 （航空工程系飞动1601 学号：1240801160145） 摘要：燃烧室（又称主燃烧室）是用来将燃油中的化学能转变为热能，将压气机增压后的高压空气加热到涡轮前允许的温度。燃烧室是航空发动机三大核心部件之一，其性能直接影响整个发动机性能。本文将介绍航空发动机燃烧室发展的现状和未来，涵盖对燃烧室的设计要求、一些先进的创新燃烧室、燃烧室的一些技术特点和先进的低污染燃烧技术以及对与未来航空发动机燃烧室方面的展望。 关键词：航空发动机；燃烧室；主动燃烧控制；氢燃烧；低污染燃烧技术 0 引言 现代航空发动机燃烧室建立在高性能、高可靠性、宽稳定工作范围的设计基础上。由于发动机的发展要求不断提高推重比，因此，它必须在更高压比和燃烧室进、出口温度下工作，同时期望高功率下热力循环更有效，这将使未来的发动机工作循环不可避免的产生较高的NOx 和烟排放，因此，低污染设计就成为燃烧室性能的关键指标之一。[1]本文主要论述现代军用发动机燃烧室和新型燃烧室，并简明论述传统燃烧室的重要改进和设计思想、方法的变化，提出研发的主要框架。 1 现代燃烧室的技术特点 燃烧室是由进气装置（阔压器）、壳体、火焰筒、喷嘴和点火器等基本构件组成，根据主要构件结构形式的不同，燃烧室有分管（单管）环管和环形三种基本类型。 燃烧室的工作条件十分恶劣，而燃烧室的零组件主要是薄壁件，工作时常出现翘曲、变形、裂纹、积碳、过热、烧穿等故障。[2]为此，燃烧室的设计应满足以下要求： （1）在地面和空气的各种气象条件和飞行条件下，启动点过迅速可靠。 （2）在飞行包线内，在发动机一切正常工作状态下，燃烧室应保证混合气稳定的燃烧，具有高的完全燃烧系数和低的压力损失系数。 （3）保证混合气在尽可能短的范围内完全地燃烧，燃气的火舌要短，特别是不能有余焰流出燃烧室，还应减少排气污染物的产生。 （4）出口的燃气温度场沿圆周要均匀，沿叶片应保证按涡轮要求的规律分布。 （5）燃烧室的零组件及其连接处应具有足够的强度和刚性，以及良好的冷却和可靠的热补偿，减小热应力。 （6）燃烧室的外轮廓尺寸要小，轴向尺寸要短，重量要轻，具有高的容热强度。燃烧室的结构要简单，有良好的使用性能，维护检查方便，使用期限长。 2 燃烧室设计和研究方法的进展 2.1 燃烧室设计的重要改变 （1）火焰筒是燃烧室的主要构件，是组织燃烧的场所。由于燃烧室进、出口温度的提高使火焰筒主燃区温度很高，火焰筒壁面温度相应升高，因此，需要更多的冷却空气用于火焰筒壁面冷却，这相应减少了火焰筒头部的进气量。 （2）火焰筒按其制造方法，可以分为机械加工和钣金焊接两种类型；按其冷却散热方式，又可分为散热片式和气膜式。火焰筒进气规律的创新设计与传统设计不同。传统设计是指主燃孔、掺混孔和气膜孔的进气规律；创新设计是指采用火焰筒头部和喷嘴的进气占总进气量的80%~85%，其余为气膜冷却进气的进气规律，基本上无主燃孔和掺混孔，以此实现足够的温升和保证发动机循环工作中的燃烧效率。这更减少了火焰筒的冷却空气，与长寿命设计有很大矛盾。

中国航空发动机现状·症结·差距

中国航空发动机现状·症结·差距 近年来，中国的航空事业呈现井喷发展之势，每年各型新飞机以超过大众想象的速度展现在人们的面前，但是，一个不可回避的问题也常常被业内外人士提出：现在中国的航空发动机到底怎么样？何时能迎头赶上？中国航发有值得珍视的“家底” 我国航空发动机事业创建于抗美援朝时期，历经维护修理、测绘仿制、改进改型、自主研制等发展阶段，从无到有、由小到大。如果从开始整机研制的1956年算起，至今恰好62年。回顾往昔，在极为困难的情况下，航发事业不仅为航空武器装备发展和国民经济建设做出了重要贡献，也为其进一步发展奠定了技术与产业基础。这是不争的事实，有值得我们高度珍视的“家底”。家底1.基本建成航空发动机研制生产体系 以发动机设计研究院所和主机生产企业为核心，建成了包括一批专业化配套生产企业和科研所在内的航空发动机研制生产体系。迄今，我国以航空发动机为主业的企事业单位共26家，其中设计研究所4家，主机生产企业6家。年销售收入大约300亿元，军航发和民航发之比大致7：3，其中军航发的制造与维修比例5：1，民航发维修与零部件转包

比例接近1：1。中国航空发动机集团公司（AECC）成立时，对外公布的集团从业人员9.6万，总资产1100亿元。家底2.基本具备研制生产所有种类航空发动机的能力 关于中国航发的产能似乎一直未作正式发布。笔者从2009年的中国航空博物馆空军装备展上获得了一组公开数 据（截止时间应为2008年），在对未列品种和产量数据进行补正后，笔者估算：从1956年至2008年的52年间，涡扇、涡喷、涡桨、涡轴和活塞式发动机等5类航空发动机总产量约57000台。按年平均数外推10年，即从1956年到2018年的62年间，我国航空发动机的总产量不低于67000台，即年产量大约1100台。国产航空发动机数量占现役军用配套总数的90%以上，基本满足了国产歼击机、强击机、轰炸机、运输机、教练机和直升机等航空装备的需求。近年来，一批新的高性能发动机开始研制，有的已经获得突破，如“太行”系列大推力、推重比8一级涡扇发动机，并有了2的量产能力。家底3.构建7基本完整的科研条件与基础设施即使是在国家财力不够、投入不足的过去，仍然构建了包括高空试验台等在内的一大批高水平基础科研设施。近十多年来，国家对航空发动机的投入大幅增加，科研设施条件得到全局性的显著改善。 中国上海的COMAC的总装厂内，C919第一架机正在安装CFM国际LEAP-1C发动机的推力反向装置。

全球航空发动机制造技术状况

全球航空发动机制造技 术状况 Modified by JACK on the afternoon of December 26, 2020

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

航空发动机行业现状及发展趋势预测分析

航空发动机行业现状及发 展趋势预测分析 Prepared on 24 November 2020

2016年我国航空发动机行业现状及2017市场发展趋势预测分析 中商情报网讯：近年来，我国已经形成较完整的航空发动机产业链和相应 的生产布局。2011年我国整个航空发动机市场规模约为200亿元人民币，其中 军用约占70%；民用约占30%，预计到2020年，我国航空发动机产业市场规 模将突破千亿元大关。 中国航空发动机市场规模及预测，2011年-2020年如下图所示： 一、航空发动机整体情况 航空发动机作为飞机动力源，是决定飞机性能的重要因素。航空发动机集 中了机械制造行业几乎所有的高精尖技术，因此航空发动机技术水平的高低是 一个国家工业实力的重要标志。目前世界上能制造飞机的国家很多，但是能独 立研制航空发动机的只有美国、俄罗斯、英国、法国、中国等少数几个国家， 而全球民用航空发动机市场基本被欧美企业垄断。 航空发动机产业空间广阔，未来20年全球民用航空发动机市场规模将达到 14,360亿美元，军用航空发动机市场规模将达到4,300亿美元。 二、航空发动机电子技术 随着发动机测试技术和控制技术的快速发展，发动机系统已从传统的机械 系统向机电系统发展，而且发动机电子技术所占比例不断提高。在航空发动机 领域，以发动机参数采集器和发动机电子控制系统为代表的发动机电子系统的 采用极大推动了发动机电子技术的发展。 （一）发动机参数采集器基本情况 发动机参数采集器属于发动机状态监视装置。这类设备主要进行发动机重 要参数的采集、处理和存储，发动机气路参数趋势分析，发动使用寿命监视， 发动机振动监视，发动机健康管理等。发动机参数采集器可以跟踪采集航空发 动机运行中的工作状态和故障信息，并进行处理，分析出航空发动机部件的性 能退化情况或者根据处理后的数据对故障进行诊断、分析故障原因、性质、部 位及发展趋势，根据具体情况采取必要的维护措施。这类电子状态监视与故障 诊断系统对航空发动机早期故障诊断征兆的及时发现与及时处理具有重要作 用，可以避免相关事故的发生，保障飞行安全，同时还可以“视情维修”，大大 节省维修成本与维修时间，对使用方和维修商都会带来明显的经济效益。 目前国内外飞机都逐渐采用发动机参数采集器取代传统的发动机仪表，新 飞机制造和老飞机改造产生了较大容量的市场。晨曦航空是国内率先研制发动 机参数采集器的企业之一，是国内直升机发动机参数采集器最大供应商。 （二）航空发动机电子控制领域基本情况

全球航空发动机制造技术状况..

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。 表6 航空发动机国内外的差距 #p#分页标题#e#

解析 国内外微小型航空发动机发展现状及趋势

解析国外微小型航空发动机发展现状及趋势 导读微小型航空发动机是航空发动机的一个分支，它与用于大型飞机的“航空发动机”有明显区别。微小型航空发动机（Micro Aero-Engine）是一种比较复杂和精密的热力机械，主要为无人机、巡航导弹等提供飞行所需动力，也可以为地面装置提供电力。微小型航空发动机的技术难度没有民用飞机航空发动机那么高，很多国家都可以自行设计并制造微小型航空发动机，实力比较突出的国家有法国、德国、美国、英国、捷克等。微小型航空发动机主要包括小型涡喷发动机、涡扇发动机、活塞发动机、转子发动机等，其涡轮发动机的推力在500公斤以下级别，活塞发动机功率在100KW以下。太阳谷出版的《国外微小型航空发动机发展状况及市场需求调研报告》针对国外微小型航空发动机的发展现状、趋势，国外微小型航空发动机市场发展现状、竞争格局，市场规模、未来发展趋势等作了深入研究，对于微小型航空发动机研制单位具有重要参考价值。 国外微小型航空发动机发展现状分析国外微小型航空发动 机的主要研制单位包括：赛峰集团Microturbo公司、荷兰AMT Netherlands B.V.公司、捷克PBS VelkáBíte?公司、奥地利ROTAX公司、德国Jet Cat公司、塞尔维亚EDePro公司、美国Williams International公司等。相关企业在该领域的研

发历史较长，产品较多，技术实力雄厚，特别是Microturbo 公司、ROTAX公司、AMT Netherlands B.V.公司、Williams International公司等拥有许多明星级的产品，在该领域享有国际声誉，产品竞争力非常强。 美国在微小型航空发动机领域拥有很强的技术实力，普·惠公司、Williams International公司、洛克菲勒·马丁公司、诺斯罗普·格鲁门公司等在该领域都拥有很强的研发实力。 俄罗斯在微小型航空发动机领域也取得了许多成果，俄罗斯的TBД-10涡轮螺桨发动机，是20世纪70年代的产品，俄罗斯把它作为基准发动机，通过改进改型，发展了6种不同功率、不同用途的发动机，这些系列产品是TB，L1-10E，TB Д-20. PZL-IOW，BCY-10和用于运输机上的燃气涡轮发动机、以及用于轻型飞机的涡轮喷气发动机。俄罗斯在巡航导弹领域拥有非常强的研发实力和技术开发能力，所研制的巡航导弹在世界具有极强的影响力，其动力装置的研发实力也在国际上数一数二。 法国的赛峰集团Microturbo公司是微小型航空发动机领域的领军企业之一，Microturbo公司是世界上规模最大的微小型航空发动机企业之一，其拥有众多型号的微小型航空发动机可供各种单位选择。2014年，中法两国航空制造业巨头宣布将成立一个全新的合资企业，以打造成面向全球市场的民用涡桨发动机部件世界级供应商。

高性能航空发动机新结构及新材料构件制造技术综述

高性能航空发动机新结构及新材料构件制造技术综述 摘要长寿命、高可靠性是航空航天产品的基本要求，长寿命、高可靠性制造是我国航空航天制造业急需突破的关键技术。据统计，航空事故中疲劳失效占80%以上，造成疲劳失效的主要原因是制造表面缺陷和质量一致性差。长寿命、高可靠性制造以使用性能为判据，以设计、材料、工艺三位一体紧密耦合、综合优化为特征的制造新方法，对于解决我国飞机、发动机关键构件寿命短和可靠性差的问题具有重要意义。基于此，本文主要对高性能航空发动机新结构及新材料构件制造技术进行分析探讨。 关键词高性能航空发动机；新结构；新材料；构件制造技术 前言 近年来，在研发新一代航空结构和功能材料时已经采用少余量和近无余量的制备技术，以使在结构零件的制造过程中，能将必需的机械加工作业量控制到最小。但是，就大多数航空发动机的结构件而言，它们所需的尺寸形状精度、表面粗糙度和表面完整性的要求最终必须经由机械加工提供保证。 1 高性能航空发动机新结构及新材料构件制造技术 1.1 单晶涡轮叶片制造技术 现代航空发动机涡轮前温度大大提升，F119发动机涡轮前温度高达1900～2050K，传统工艺铸造的涡轮叶片根本无法承受如此高的温度，甚至会被熔化，无法有效地工作。单晶涡轮叶片成功解决了推重比10一级发动机涡轮叶片耐高温的问题，单晶涡轮叶片优异的耐高温性能主要取决于整个叶片只有一个晶体，从而消除了等轴晶和定向结晶叶片多晶体结构造成晶界间在高温性能方面的缺陷[1]。 1.2 整体叶盘高效高精度低成本加工技术 整体叶盘技术的应用推动了航空发动机结构设计的创新和制造工艺的跨越，实现了发动机减重和增效的目的，提高了发动机工作的可靠性。同时，叶片的薄厚度、大弯扭高效率气动设计，形成了叶片刚性差，加工易变形难控制的问题；叶片间窄而深的气流通道，使叶盘加工工艺实现性差；钛合金、高温合金等高强材料，自整体叶盘在高性能航空发动机上应用以来，整体叶盘制造技术一直在发展和提升，目前整体叶盘加工的工艺方法主要有以下5种：失蜡精密铸造整体叶盘、电子束焊接整体叶盘、电化学加工整体叶盘、线性摩擦焊整体叶盘和五坐标数控机床加工整体叶盘等工艺方法。 1.3 空心叶片制造技术