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航空技术颠覆了边界,新材料创造未来
来源: | 作者:xiayang | 发布时间: 2017-08-02 | 1143 次浏览 | 分享到:
航天技术是一项探索、开发和利用太空以及地球以外天体的综合性工程技术。新材料的挖掘将为航空事业开拓未来!


    

   
   
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世纪航空发展迅猛,让人类的飞行梦想不再是梦而是真真切切的感受。从新中国成立后第一台航空发动机M-11活塞发动机直到目前最好的战斗机歼-10A。1970424日,中国使用长征一号(LM-1)运载火箭发射了第一颗人造卫星东方红一号直到长征七号发射成功。我们国家的航空技术在一步步发展壮大,标志着中国在载人航天飞行技术上有了重大突破和进步,是中国航天史上的一座里程碑。


飞机能够呼啸驰骋云端靠的是强劲的心脏——航空涡轮发动机。航空涡轮发动机是由压气机、燃烧室和涡轮三个核心部件以及进气装置、涵道、加力燃烧室、喷管、风扇、螺旋桨和其它一些发动机附属设备比如燃油调节器、起动装置等组成的。其中压气机、燃烧室和涡轮这三大核心部件构成了我们所说的"核心机"。

压气机用来提高气体的压力,通过高速旋转的叶轮,对进入压气机气体做功。压气机后面紧跟的是燃烧室,用来组织燃油与空气混合、燃烧、释放化学能,不断给气体加热,以提高气体温度。最后我们来说说涡轮,涡轮实际上是一个"风车" 在燃烧室来流的冲击下转动。涡轮的作用就是将一部分高温高压燃气的能量通过传动轴传递给前面的压气机使其能够正常工作。涡轮是航空涡轮发动机三大核心部件中的"苦力" "干的活最重"、"自身压力最大"而且"工作环境最差"。涡轮的工作条件可以用"高温"、"高压"、"高速"三个""来形容。现代航空涡轮发动机的涡轮进口温度最高达到1800℃甚至2000℃,超过大多数金属材料的熔点。能在 "三高"条件下稳定工作就是现代航空涡轮发动机对涡轮性能提出的最基本要求。

涡轮材料要非常耐高温。目前应用于涡轮材料最理想是氮化硅(Si3N4:它的微观结构由互锁成微棒的细长晶体组成,其互相结合成微棒。优异的耐磨性能,优异的断裂韧性以及非常高的热稳定性,使得氮化硅陶瓷用于高温、高速、高压的涡轮叶片。同时,还用于轻、高速、高精度的轴承,以及重型陶瓷成形工具和汽车部件承受高应力的滚珠和滚动元件,并且在焊接工艺中利用良好的耐热冲击性和耐高温性。

长征七号在燃料使用上以液氧和煤油为主,处理好燃料贮箱的极低温度与火箭火焰的超高温度这个冰火两重天,是火箭发射的重要工艺之一。在发射之前,长征七号要完成170立方米的煤油和340吨液氧的加注。其中,液氧的温度达到了零下

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