:破解21世纪中国军工五大关键技术,财运会滚滚来

来源:百度文库 编辑:九乡新闻网 时间:2024/05/03 17:42:22
作者:宋宜昌

    定向凝固高温合金

    中国如果要发展大飞机,发展更高性能的军机,必须要有大推力涡扇发动机。无论是商用的高涵道比涡扇发动机,还是军用的小涵道比涡扇发动机,都需要核心机,而且需要最好的发动机叶片。叶片分涡轮叶片和压气机叶片。涡轮叶片工作温度高,负荷大,应力复杂,要求材料具有很强的热强性、抗冲击性、抗疲劳性、耐腐蚀能力及损伤容限特征。它的工作温度已经超过钢铁承受的温度,只能用高温合金。但高温合金在这么高的温度和这么大的离心力下要产生蠕动,一蠕动,叶片就要变形,很容易失效。在这种恶劣工况下,过去我们用的是多晶体合金。而单晶体合金就避免了多晶体合金的缺陷,它是均匀的整体,没有缺陷。如采用定向凝固制造成定向单晶合金,就消除了晶界,可将使用温度提高一个台阶,约为30度,从而使涡轮进口温度提高30--60度左右。它的整体辐射非常均匀,具有更高的疲劳寿命。多晶体合金容易疲劳,在高温下容易沿着晶界产生裂缝,而单晶体把这个条件提高了1--2个数量级。在压气机叶片上,有很大的气动弹性,没有优秀的压气机叶片,承受不了气动弹性引起的疲劳。

    上世纪70年代,国外研制出单晶定向凝固高温合金,彻底解决了涡轮叶片在高温高压、恶劣工况下的寿命问题。中国目前能生产的定向凝固单晶叶片与国际水平差距就很大。

    高级复合材料

    一般航空工业用的复合材料都是碳纤维加环氧树脂。简单地说,它就是用晴纶在隔绝空气的状态下加热,里面含的有机东西都蒸发了,只剩下一个长的碳链,这个东西拿出来看是黑的,但把它和其他有机材料合成起来,一般是涂上环氧树脂,一层层压起来,就会既轻又坚韧。

    按说碳纤维的制造并不复杂,但它的水平高低体现在:高级的可耐很高温度,而且有很高的强度,低级的不行。发达国家的碳纤维为什么强度高?你看咱们生产的碳纤维断面,它的碳链是光滑的,而发达国家的碳链带很多倒刺,像尼龙塔扣一样钩在一起,所以强度很高。另外咱们的碳纤维总还是有一点杂质在里面,一拉就容易断。发达国家的碳纤维都是高纯度的。这方面日本的水平最高。

    中国现在的碳纤维基本是抵挡水平,高档的全靠进口。国外不断对复合材料提出新的物理性能要求,不断往前改进,我们的步子迈不了那么大,目前还处于低端。

    高频芯片

    导弹击中卫星是很高明的技术,这个技术高在哪儿?这个导弹弹头上带了一个计算机。但是光有计算机不行,因为计算机芯片是通用芯片。高频芯片就决定了一个国家尖端产业电子设备的重量、功能及综合性能。

    但这些芯片特别专用,功能又很复杂,所以民众对它了解不是那么多。如果我们的高频芯片发展上去,我们的国防工业就有了灵魂。美国上世纪80年代初制定了一个详细计划,重点发展高频芯片,投入了国家力量,以至于上世纪90年代初大幅领先。它能用一个很小的无人机甚至苍蝇做到的功能,我们还得用很笨重的设备才能实现。

    固体火箭推进剂

    固体火箭推进剂的先进程度,决定了我国的各种导弹的射程。二战中V2导弹成功后,全世界的强国都在研制液体导弹,以为它好控制,射程远,反过来忽视了固体燃料。美国就曾想转向固体导弹,想装在潜艇上。而此时美国才发现它的固体燃料与液体燃料的研究水平差距很大。洛克希德公司在上世纪50年代拿到这个项目之后,借用了包括大学、研究机构和相关企业在内的整个美国的力量,秘密发展起固体燃料。美国过了这个燃料制造的门槛之后,包括地空、空空、地地、洲际导弹等都用固体燃料,而苏联与之差距很大。

    固体推进剂的水平反映一个国家的最高水平。没有卓越的领军化学家,没有长年的大量实验数据,没有丰富的经验积累,指望短时间的突击是很困难的。

    直升机

    直升机的制造比想象中复杂得多,这里面牵扯着大量摆动、震动、平衡的问题。这些问题只能靠经验,计算机有时也没有用。直升机的研发必须靠经验。

    其实直升机主要靠经验。它的原理很简单,人类却花了40年才搞出来,就是因为要解决很多实际问题。而我们的研发人员没有直升机的设计历史,一上来就从事复杂的先进直升机项目,因此只能仿制,如自行研制很难处理过程中的各种问题。软件并不能替代一切,很多时候还是要靠经验。我们怎么能用较短时间培养出明星设计师?对于直升机,你不可能一上手就弥合几十年的经验差距。经验和个人积累是别的因素不能替代的。

    现在的问题是;复杂系统的设计师怎么培养?是研究生毕业了直接进研究所还是师傅带徒弟?因为中国没有私人研制这些复杂系统的一个机制,所以你只能从课本直接进入高级设计中,而不能从小玩,这样就很难产生伟大的设计师。