张少平1,李恒2,侯美丽2,郭会明3
摘要: 随着航空动力技术的不断演进,发动机的结构设计、材料选择及制造工艺三者协同发展,为发动机性能的提升提供了关键支撑。一代发动机,一代结构设计方法,一代材料与制造工艺。尤其是近年来,伴随着发动机需求的复杂化和多样化,新结构、新材料和新工艺逐渐呈现出跨代创新的发展趋势。本文对比了各代涡扇发动机在结构设计、材料应用及制造工艺方面的特点,深入剖析了未来新一代军用航空发动机的关键结构技术特征,即高结构效率整体式设计、高推进效率轻质化设计、长寿命高可靠结构设计,系统分析了新一代发动机所面临的空心点阵、拓扑优化、微纳仿生、耐高温/隐身/透波一体化多功能结构和变体结构等新结构应用需求,进而阐述了新一代航空发动机面临的新材料应用需求,包括超耐温结构材料、轻质高强材料、以及隐身材料、扭矩传递+电磁驱动的多功能一体化、负膨胀陶瓷材料、智能材料等新型功能材料,随后分析了航空发动机所需的激光加工、增材制造、微纳制造、智能制造等新工艺应用需求。本文旨在为航空发动机的未来发展提供了前瞻性参考与指导。
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