[提要] 中国在先进高温合金领域不断获得重大成果。由于在世界先进发动机研制中，高温合金材料用量已占到发动机总量的40%--60%。可以说，没有高温合金，就没有今天先进的航空发动机。目前中国已在航空发动机领域投入了巨大人力和物力，未来三年光投入的资金就达到3000亿人民币，而且这些努力已经取得了一些重大成果。中国至少会在2至5年时间内拿出足以为歼-20提供真正五代机性能的强大发动机，并最终实现大批量生产。
资料图：中国太行发动机。
攻下发动机堡垒是“重中之重”
近日，《中国航空报》透露了一条重大消息，中国在先进高温合金领域不断获得重大成果。由于在世界先进发动机研制中，高温合金材料用量已占到发动机总量的40%~60%。可以说，没有高温合金，就没有今天先进的航空发动机。所以，高温合金材料也被誉为“先进发动机基石”。
无独有偶，美国军事专家安德鲁・埃里克森和吉伯・柯林斯不久前撰写文章称，目前中国已在航空发动机领域投入了巨大人力和物力，未来三年光投入的资金就达到3000亿人民币，而且这些努力已经取得了一些重大成果。这两位军事专家认为，中国至少会在2至5年时间内拿出足以为歼-20提供真正五代机性能的强大发动机，并最终实现大批量生产。
如果真的解决了先进发动机的问题，那么中国航空工业将迎来真正的“井喷”，因为航空发动机是制约中国现代化战斗机装备的最大障碍。
高温合金是一种能够在600℃以上及一定应力条件下长期工作的金属材料，具有优异的高温强度，良好的抗氧化和抗热腐蚀性能，良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能，已成为军民用燃气涡轮发动机热端部件不可替代的关键材料。
资料图：中国太行发动机。
航空发动机的技术进步与高温合金的发展密切相关。高涡轮工作温度是当代先进航空发动机的最显著标志，提高涡轮工作温度是增加推力、提高发动机推重比的重要手段，而影响发动机涡轮前温度的首要因素就是涡轮叶片和涡轮盘的耐温水平。因此，发动机涡轮部件的设计者无一不是穷尽一切手段，追求应用承温能力更高的涡轮盘和叶片材料。先进高温合金正是为满足航空发动机对材料的需求而出现，并随发动机技术的进步而快速发展。
其中，镍基单晶高温合金是在等轴晶和定向柱晶高温合金基础上发展起来的一类先进发动机叶片材料。与其他高温合金相比，镍基单晶高温合金具有更为优异的综合性能，成为高推重比航空发动机的关键材料。据《中国航空报》报道，自20世纪80年代中期研制成功我国第一件单晶空心涡轮叶片以来，中航工业航材院为多种型号先进航空发动机提供了数万件单晶叶片，某些装配单晶涡轮叶片的发动机已翱翔于蓝天。
此外，粉末高温合金是用粉末冶金工艺制备的高温合金，是制造先进航空发动机涡轮盘不可或缺的关键材料。20世纪80年代，中航工业航材院开始研究粉末高温合金，经过20多年的发展，研制成功了第二代粉末高温合金，并应用于发动机用涡轮盘及导流盘，而且性能水平达到国际同类合金的A级标准，实现了粉末高温合金盘件在高推重比航空发动机上的应用缩短了与国外先进技术在该领域的差距。
一些国外专家指出，中国在先进高温合金领域创造出了一批令人瞩目的研究成果，为先进航空发动机的发展奠定了坚实的基础。美国军事专家吉伯・柯林斯称，中国已经在喷气发动机技术领域取得突破，过去这一直是中国在制造现代战斗机方面的一个弱点。“尤其是中国WS-15发动机研发计划的存在表明，掌握制造本土研发的F119级别发动机（F-22战机使用）的能力从而为歼-20战斗机提供动力是中国的重中之重”。
美国海军军事学院副教授安德鲁・埃里克森在一份报告中称：“各方面的估计表明，根据中国现有的知识，如果不出现大的波折，并且坚持不懈的话，那么中国需要两到三年时间来全面掌握先进发动机的技术能力，当然这也与中国在喷气发动机领域的总投入相称”。安德鲁・埃里克森认为，中国目前喷气发动机的技术水平接近F-15C战斗机使用的普拉特-惠特尼公司生产的F100-PW-100发动机。
吉伯・柯林斯认为，中国飞机发动机工业的一大弱点在于涡轮叶片的制造和流程的标准化。“他们确实很接近PW-100的技术水平。不过麻烦的是一些细节，如果中国航空业不能完全掌握军用规格质量控制流程，它就很难制造出足够多的高质量发动机，从而真正降低中国对俄罗斯高性能战术飞机喷气发动机的依赖。”
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