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“十四五”期间 我国将实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目

  央视网消息:嫦娥五号上九天揽月、奋斗者号下九洋捉鳖……2020年,我国科技创新取得一系列重大进展。而在“十四五”期间,瞄准空天科技、深地深海等前沿领域,我国还将实施一批具有前瞻性、战略性的国家重大科技项目。

  在中国科学院金属研究所的实验室里,钛合金科研团队正在制备一种新型发动机涡轮叶片。这种发动机叶片采用钛铝合金材料,将用于我国C919大飞机的配套发动机长江1000。

  中科院金属研究所研究员 杨锐:航空发动机是飞机的心脏,而发动机里边难度最大的是叶片。为了减轻叶片重量,大家用钛铝它的密度只有4.0,来取代更重的镍基高温合金,它的比重是它的两倍是8,如果这样做了,能实现飞机的(发动机)涡轮盘和涡轮叶片的大幅度减重,能够大幅度提高飞机的效率。

  钛的活性非常强,极易与其他材料发生反应,只有氧化钇这种陶瓷材料可以作为铸造成型的容器,但其表面为粉末状,很容易脱落掉渣污染钛铝熔液,造成叶片精度不够。杨锐带领不同研究领域的科学家花了整整10年时间,经历无数次失败后,终于调制出一种特殊的黏结剂,让氧化钇不再掉渣,解决叶片的容器问题,实现了一体浇铸成形。

  要确保每一个叶片的性能能安全使用在C919大飞机的发动机上,杨锐和同事们还要面临一系列的挑战。

  中科院金属研究所研究员 崔玉友:它的尺寸(精度)对发动机效率影响非常大,那么这一个叶片上可能要有几百个尺寸(要求),那么大家要保证每个尺寸都满足要求,这个过程控制管理也是非常重要的。

  近日,我国新型航空发动机叶片项目落户江苏太仓高新区,钛铝合金叶片的制备生产也正在有序推进。目前,钛铝合金发动机叶片已经通过振动疲劳考核,整体效果达到理想预期,下一步即将进行的就是叶片装机考核。

  中科院金属研究所研究员 杨锐:长江1000发动机进展很快,现在长江2000也正在加紧攻关中,大家国家希翼尽快把长江1000、长江2000的发动机做出来,由大家自己的发动机配套大家的大飞机,像C919,甚至C929。

  在攻关国产大飞机配套发动机叶片项目的同时,钛合金团队还肩负着我国新一代万米潜器载人舱的研发工作。2016年,国家重点研发计划立项后,中科院金属研究所牵头组建全海深钛合金载人舱研制“国家队”,成功建造了世界最大、可搭载3人的全海深载人舱。

  2020年,“奋斗者”号潜水器成功坐底10909米深海,体现了我国在海洋高技术领域的综合实力,而这背后就是近百家科研院所、高校和企业近千名科研人员协同攻关的成果。目前,新的研发项目有序推进。为了研制空间更大的万米潜器,钛合金团队还在研发新的材料,以攻克更大尺寸所带来的一系列难题。此外,科研团队还要对“奋斗者”号的钛外壳进行材料性能专项检测,通过细微变化来分析深海压力对材料各方面性能的影响,从而为我国新一代万米潜器提供科学数据支撑。

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