作為飛機(jī)的心臟,發(fā)動(dòng)機(jī)的性能會(huì)直接影響飛機(jī)性能的各項(xiàng)指標(biāo),而*能體現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的參數(shù)之一就是推重比。現(xiàn)有推重比10一級(jí)的發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪進(jìn)口溫度達(dá)到了1800~2000K,而推重比15~20一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪進(jìn)口溫度將達(dá)到2100~2400K,這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了發(fā)動(dòng)機(jī)中高溫合金材料的熔點(diǎn)溫度。目前工藝成熟的發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件材料,只能滿足推重比10一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)要求,要發(fā)展更高推力的先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī),必須開展新型耐高溫材料設(shè)計(jì)技術(shù)的研究。同時(shí),還要解決航空發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)輕、持久性強(qiáng)、可靠性高等一系列問題,這就需要使用新型材料和工藝技術(shù),特別在航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件上。
目前,耐高溫性能較好的陶瓷基復(fù)合材料技術(shù)已成為航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造的一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。如何運(yùn)用陶瓷基復(fù)合材料(CMC)提高航空發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)效率并降低成本,是航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造面臨的主要技術(shù)難題之一。陶瓷基復(fù)合材料在航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件中的應(yīng)用多見于國外報(bào)道。有資料顯示,在航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件中引入陶瓷基復(fù)合材料后,可以使熱端部件在高溫環(huán)境中工作,并降低發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻氣體流量15%~25%,可有效提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率。在國內(nèi)陶瓷基復(fù)合材料的研究雖然取得了一定成效,但在航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件中的應(yīng)用研究才剛剛起步,尚未進(jìn)入工程應(yīng)用階段。
陶瓷基復(fù)合材料耐熱溫度很高,適應(yīng)于航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件的高溫環(huán)境要求,但國內(nèi)陶瓷基復(fù)合材料的制備和成型工藝尚不夠成熟,要在航空發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件中實(shí)際應(yīng)用還有一定的難度。國內(nèi)要在高推重比發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件上使用陶瓷基復(fù)合材料,必須加大陶瓷基復(fù)合材料在發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件應(yīng)用的研究力度和進(jìn)度,以使發(fā)動(dòng)機(jī)熱端部件能承受更高的工作溫度、降低冷氣消耗量、提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率、增強(qiáng)可靠性并延長發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命。