叶片无疑是航空发动机核心中的核心,突破叶片技术难关,成为航空发动机逆袭的关键。多年来,中国的航空材料人不仅实现了单晶叶片的技术突破,还打通了从基础研究到应用技术研究,再到工程化研究,直至型号应用和型号保障的全流程科研工程系统。中国航空发动机所需的单晶合金叶片研究与应用,已经走上了可持续发展的快车道。

叶片为什么这么难做,那是因为涡轮叶片不仅要承受超过2000度的高温,而且还需承受着几十个大气压的高压,对于转子叶片,还需承受上万转速带来的巨大离心力作用。一组数据足以说明问题:一个小小的涡轮叶片(几十毫米量级大小)在工作时承受着相当于5辆皮卡车的重量!一个十几克重的涡轮叶片给涡轮盘施加的离心拉力为上万公斤!

这么高难度的核心制造工艺当然属于美欧长期垄断和严格技术封锁的技术项目,至今中国航空发动机的落后仍然主要在叶片,虽然我们叶片取得了巨大进步,但是与美国仍然存在差距。既然有差距,那么我们为啥不赶上呢?这是因为,除了技术、工艺、材料还有一个至关重要的东西需要跟上,那就是技术积累。

技术积累到底是个什么高深的东西呢?网上有一个例子说的比较清晰。就算你把整块叶片完美无缺的制造出来,照样不一定合格!热胀冷缩大家都知道,高温高应力下,叶片会变长,在航空发动机领域叫做蠕变。目前国内制造的叶片主要问题是每个叶片进入蠕变各阶段的先后顺序不一致,蠕变速度也不一致,哪怕整块叶片一点缺陷都没有还是不一致。而美国人制造的叶片明明有雀斑有刮痕,但性能却是高度一致的,甚至有人认为美国人叶片上的缺陷也是叶片控制方法的一部分。否则难以解释为什么人家生产的叶片连变形的速度都这么一致。这种发动机全寿命内的控制技术那真是经验积累的结果,中国人工艺不是不先进,材料不是不合格,而是美国人造了几十年,我们才搞几年,一些优化问题搞不明白非常正常。

那是不是正如部分网友认为的那样,我们呢永远不可能超越了呢。大案当然是否定的,因为装备技术领域还有一个概念,那就是弯道超车的理念,什么叫弯道超车,就是不能紧跟别人的路,采取创新路径进而实现超车,不然仅仅跟在后面,则很难有超车的可能。苹果手机超越诺基亚是这样,华为超越苹果也是这样。同样在发动机领域,实现超车,我们也必须这样。

为什么说,我们最近找到了弯道超车的机会了呢?那是因为,我们突破了高纯度金属铼提取技术。过去我们没办法提取自己的高纯度金属铼,也就没办法实现其在发动机叶片中的核心应用,如今这个提取技术的突破,加上我国铼矿的发现,让我们有了这个能力。

有了高纯度的金属铼就能超车了,显然这只是一个基本前提,是必要条件,不是充分条件。你走西方的老路非常困难,就算你中国人再多,工作再勤快,人家走了三四十年,你怎么着也得走个十年八年吧?我们要实现超车,突破美国航空发动机叶片垄断,则只能依靠全新的黑科技,这个黑科技就是3D打印技术。

其实大家见到的航空航天、大飞机、歼20等高端装备都用上3D金属打印技术。中国的先进技术使用金属离子溶液作为材料和导电基底作为构建表面来制造金属部件,可以用各种不同的材料和合金在“无热损坏的环境下”进行打印。可以说,中国的金属3D打印技术改变了金属制造工艺的历史。金属3D打印表面上看是减重、省时、节约成本。更深远的意义是让中国绕开了很多耗时费力的积累,走了捷径。这是决定性的突破,在3D金属打印技术上,中国已经领先世界,走在了最前面。
航天器都能直接打印,多项技术指标创造世界一流,传统制造强国德国更是直接伸出了合作的橄榄枝。2017年9月20日,世界顶尖的金属3D打印设备制造商德国斯棱曼公司与一家中国公司签下了合作协议,与一家中国公司成立联合应用研发中心,将展开针对中国市场的应用研发。
有了强大的3D打印技术,中国航空发动机叶片制造就能避免走很多弯路,从而节省大量的研发时间,确保中国实现真正的弯道超车。随着中国3D打印技术的逐步成熟,中国必然会在航空发动机叶片的制造上取得更大突破,从而实现真正的逆袭。我们忍不住想知道,2018年牛得一塌糊涂的中国制造还会给我们带来什么样的惊喜?
看到中国一次次的突破西方垄断,美欧等西方媒体忍不住感叹,雄狮睡醒了。中国历史上绝大多数时间,都是世界上最优秀的国家之一。中华民族自古以来就是最聪明的民族之一。所谓世上"钱在犹太人的口袋里,智慧在华人的脑袋里。"就是最好的佐证。只是在近代,由于清政府的闭关锁国,固步自封才落后了,才被西方列强用坚船利炮轰开国门,肆意抢掠。然而总是有一些不屈的志士仁人,在民族生死存亡之际,视死如归,挺身而出,以一腔不甘当亡国奴的热血,挥洒疆土,共赴国难,重整河山,并且在经过短短68年的奋斗历程,又满血复活,生机盎然,复兴在望。这就是从华盛顿到东京,从伦敦到柏林,西方白人精英主导的媒体,天天鼓噪唱衰中国的原因。因为他们内心深处清楚的知道,只有中国有可能从根本上颠覆他们的优势地位,颠覆他们五百年来居高临下的优越感。