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小小气膜孔,助飞机飞得更安全

当人们纷纷痛惜金凤凰余旭壮烈牺牲时,中科院宁波材料所高级研究员张文武却一直在思考,究竟是什么问题导致了飞机发生意外。作为宁波工研院先进制造技术研究所副所长,近年来,张文武带领科研团队,一直在研究智能化激光加工关键技术,而这项技术将被运用于我国下一代航空发动机的核心部件制造。

今年,张文武团队提出的涡轮叶片复杂异形气膜孔智能化激光加工关键技术研究项目,获得了国家自然科学基金-浙江两化融合基金的支持,为治愈航空发动机心脏病提供了可能。

复杂异型孔是什么?在实验室里,张文武展示了用智能化激光加工出来的相关产品。在一块复合材料板上,一面是一个个针孔大小的孔,而翻过来,则是一个个猫耳朵一样的开槽,而这些井然有序排列着的气孔,就是复杂异型孔。有了复杂异型孔,高速气流从针孔状的一面吹入,另一面出来的气流因为气孔的形状可以形成一层气膜张文武告诉记者,而这将成为航空发动机耐高温的金钟罩

别看这小小的开孔,在没有智能化激光三维加工技术时,这些异形气孔的加工是非常困难的。张文武说,耐高温是航空发动机的关键,而传统加工技术不仅耗时多、精度低,同时还会在加工时形成细微的裂纹,为航空发动机的稳定工作埋下安全隐患。

航空航天等前沿科技领域有众多难加工材料,如单晶高温合金、特种复合材料等,必须经过精密低损伤加工才能实现极端环境下的极端性能。我们团队目前的主攻方向是航空发动机领域的特种加工,我们打通了复杂异形孔从设计到仿真再到激光精密三维加工的技术链条。智能化激光三维加工是引领性的先进制造技术,张文武表示,项目的研发将分步骤展开,在前期研究基础上,项目从冷却机理出发,系统化解决复杂异型气膜孔的科学设计问题;之后从TBC/高温合金多层材料的激光去除与损伤机理出发,突破异形孔的低损伤单步成型障碍;最后则用宏微结合和特种激光头,实现复杂曲面上异形孔的自动化加工和质量控制,以加速复杂异型孔在国产航空发动机叶片上的应用。

 

(转载自《科技金融时报》我与科学基金专栏,记者 金乐平,通讯 林思达 朱瑞瑜)

发布时间:2016-12-26 阅读数:6632

 

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