“中国打破美国垄断造出航空发动机核心部件”

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这两天随着十九大胜利召开，一个有点振奋人心的新名词成为了大家热议的话题。 未来的中国将建设成科技强国、质量强国、航天强国、网络强国、交通强国、数字中国，广大科技工作者也在努力实现这些宏伟目标的道路上。

今天的节目中我们将关注铼这种金属。 这种金属很稀有，每年世界产量只有40多吨，它非常昂贵，价格和铂金的价格一样。 它之所以非常有价值，是因为它在航空空和国防制造业中起着重要的作用。

海外垄断中国航空发动机主要零部件的国际领先

在河北廊坊科技园，为无人机和商务机设计的航空空发动机进行了150小时的试运行，评价了发动机各状态下的技术性能、可靠性和寿命等综合指标。

中科院工程热物理所所长朱俊强: 150小时完成。 第一次飞行只要得到保证就没问题。 可以试飞到不同的高度。 这台发动机基本上定型了。

“十五”期间，我国启动了航空空发动机和燃气轮机的重要专项，航空空工业持续发挥力量，与国际一流发动机生产公司的差距不断缩小。

中科院工程热物理所轻动力实验室主任徐纲:该涡扇发动机油耗、寿命指标达到国际先进水平，国内也是空白，所有部件都是自主设计、自主生产，特别像中高温单晶涡轮叶片，实际上是在发动机中加工

单晶叶片位于航空空发动机中温度最高、应力最多、复杂、环境最差的部位，是航空空产品的第一关键部件，其铸造技术直接决定了航空空发动机的性能

在这个具有1000公里推力的发动机的中心，核心部件就是眼前的这60片单晶叶片。 压缩空气体后压入燃烧室，在有限的空之间发生燃料和激烈的燃烧，产生剧烈的气体喷射流，使这些叶片高速旋转，使薄的部件爆炸惊人的动力，每个叶片的排气量为2.0。

在1700度的高温下，普通金属不耐热。 生产单晶叶，珍贵的稀有金属-铼是不可缺少的。

在成都航宇超合金技术有限企业，我们见到了单晶叶生产中最重要的金属铼。 这是人类发现最晚的天然元素，发现者是德国化学家，因此以莱茵河的名称命名为铼。 地壳中的含量比所有稀土元素都小，比金刚石更难得到。 据美国地质调查局报告，全球探明的铼储量在2500吨左右。 铼的价格和白金的价格一样，一克大概要300元。

能提炼铼金属的是成都航宇超合金技术有限企业的母公司，这是上市的矿业企业。 年，该企业下属陕西省洛南县黄龙向钼矿区矿山注入铼，储量达176吨，约占世界储量的7%，仅次于智利、美国、俄罗斯、哈萨克斯坦。 近年来，随着航空空工业的快速发展，铼的消费量年均增长率为3%，价格不高，但供不应求的状态一直在持续。

成都航宇超合金技术有限企业董事长张政:我们最初的想法是生产铼。 交给国内的客户。 我们每年都会增加我们的收益，对上市公司是个好帮助。

美国是最大的铼金属支出国，支配着全球营销市场，处于垄断地位。 由于铼可以广泛应用于喷气发动机和火箭发动机，世界铼的约80%被用于航空空发动机的生产，在军事战术上起着重要的作用。 为了维持航空空工业的特点地位，美国和其他一些西方国家多年来与中国进行了材料和技术封锁。

成都航宇超合金技术有限企业副社长宋阳:有限制中国人进入的区域。 他们不希望这样的技术机密和技术新闻被中国知道并掌握。

越封锁，就越需要证明和突破航空空发动机的战术重要性。 矿业企业董事长张政拍板做出重要决定:自行生产航空空发动机用的单晶涡轮叶片。

年7月，国务院印发《十二五国家战术性新兴产业快速发展规划》，将航空空装备产业作为高端装备制造产业中的第一个项目，突破航空空发动机核心技术，实现航空空发动机产业化的 虽然在国家层面大力提倡，但生产设备采购面临巨大困难的国外巨头再次对中国实施技术封锁，作为生产设备重要环节的热力解决炉因西欧国家的封锁而关闭了外壳。

几大航空(/k0 ) )发动机生产企业采用的是航空)/)/k0/)工业专用的一级热解决炉。 但是，由于西方国家的严密封锁，能够生产这种设备的制造商无法将设备出售给中国公司，国内公司也只能生产二次炉。

宋阳(所谓二次炉，温差为正负5度，正负3度至正负5度之差，设备结构经热解决后效果差异明显。

虽然时间不等人，但专家小组另辟蹊径，尝试用电子领域的一级热解决炉代替以前流传下来的航空空工业一级热解决炉。 这种跨领域混搭是航空空发动机生产行业前所未有的大胆尝试，能否成功谁也不知道。 幸运的是，这个炉子比原来想象的要低正负三度的偏差，正负只偏移了2.1度，这几乎比一级炉还要精密。

虽然处理了热解决炉的问题，但是他们紧张的神经依然一点也不放松。 因为整条生产线仍然缺少一台单晶铸造环节最重要的设备——单晶炉。 几经辗转后，他们又找到了英国单晶炉的供应商，提出了定制化的要求。

宋阳:最开始的时候，中国的制造商可以制作单晶的羽毛。 他们想把越来越多的设备卖给中国，但并不想帮助我们做它。

年7月22日，成都航宇首发产品出炉，合格率令人震惊。 这个专业的单晶炉制造商不由得把目光投向了这个领域的新人。

成都航宇超合金技术有限公司董事长张政:这个成品率高到这个炉子的制造商都高兴，他特地飞来和我们庆祝。 他制造了几十年的这个专业设备，实验性地制造了炉的第一炉产品，实现了世界最高的成品率。

成都航宇超合金技术有限企业副社长宋阳:中国多年来的这段经历，我认为，国外封锁中国的东西，靠我们自己的自力更生艰苦奋斗，我们可以在这个行业取得突破。

0.5公斤零件400公斤重量的中国宇宙飞船的试水3d打印

为了突破西方对中国的核心技术封锁，中国的公司家、科学家大胆实践、勇于创新，不仅制造出了被西方国家垄断的铼金属的核心零件，还制造出了新的金属制造方法。

年9月20日，世界顶级金属3d印刷设备制造商德国斯德哥尔摩企业与一家中国企业签署合作协议，与一家中国企业成立联合应用研发中心，开展与中国市场比较的应用研发。

金属材料3d打印技术门槛高、难度高、附加值高，金属3d打印的产值也占3d打印领域整体的80%以上。 在金属3d打印方面，西方国家的技术也长期领先于中国。 目前，金属3d打印多出现在中国制造的高端装备上，世界领先的企业都在观察中国企业在这方面取得的创新和成果。

中国航天科技集团五院的展示室，凝聚着中国空之间飞机研究开发的首要成果。 对于减轻重量的要求，这些航天器可以说很苛刻。 因为每增加一克的重量，就会给发射带来高价格，同时会增加航天项目的数量和复杂性，直接影响整个计划的可行性。 为了减轻每克的重量，研究者从材料和结构上想出了可能的方法。

中国航天科技集团五院总部增材制造技术项目经理张啸鸣:这是我们目前工程中最轻的材料，被称为蜂窝三明治结构。 这个结构里面都是蜂窝，而且上面和下面都用碳纤维。 这个碳纤维很贵，那个一公斤比那个同等重量的金子贵一点。

减轻重量是不懈的追求。 再加上碳纤维材料和蜂窝结构，这几乎达到了减重的极限，但工程技术人员对此不满，希望再减轻一些重量。 但是，怎样才能实现新的突破呢？

位于北京市昌平区的工厂生产钛合金、铝合金、不锈钢等多种金属零件。 但是，与其他冶金工厂不同的是，在这里，记者既看不到金属锻造的大型设备，也看不到许多技术工人的操作，只是一台3d打印的机器在忙碌地工作。

这种金属印刷技术称为激光选区溶解，是对预先展开的金属粉末照射激光，进行成形固定。

经过两天，制造过程终于接近尾声。 技术人员将打印机中多余的粉末仔细清除，出现了很多复杂精巧的钛立方体。

鑫合激光技术快速发展有限企业副社长孙峰:钛合金是我国冶金领域中非常难成形的材料品种，其冶金技术非常多、复杂。 通过我们这次的3d印刷技术，这么难制作的钛合金，通过我们的3d印刷技术，呈现出了这样轻量化的结构。

在制造业中，以前流传下来的制造方法是减材制造，利用现有的几何模型工件，用工具逐步切削、研磨、减少材料，最终成为必要的零件。 相反，3d打印基于数字三维文件，在完全没有材料的平面上逐层打印几个点，然后添加材料，最终形成整个三维。 这就是所谓的3d打印，也称为增材制造。

这样一边长20厘米左右的立方体，如果用之前流传下来的金属铸造技术制造，重量至少在5公斤以上，但是这个零件的重量只有0.5公斤，是以前的十分之一，虽然重量很轻，但是具有高强度。 孙峰在现场给我们做了示威。

将近100公里的孙峰，整个身体站在这个立方体上也没问题。 孙峰告诉我，它最大的受力可能是300公斤到400公斤，它可能是800倍到1000倍的载荷。

目前，在我国许多飞机、船舶甚至航天器的重要部件上，都能看到金属3d打印的身影。 无论是飞机、船舶的发动机、部件，还是运载火箭、//k0//]间航天飞机、无人机等航空//(k0/)航天设备，金属3d打印部件都将悄悄地取代以前制造的部件，而航空/ /。 宇宙飞船上搭载的许多大小零件可以用这种结构代替以往比较重的金属。 甚至一根头发丝，一个人也能吊起堆在小卫星上的小零件。

孙峰:其轻量化效果非常好，整个部件重量达到30%以上，为整个火箭发射了这一部分，节省了价格数百万，甚至数千万人民币的效果。 以前流传着制造业的故事，制造卫星可能需要几个月到几年的时间。 用我们的3d打印技术实现卫星整体的机构，在短短的十几天内，也许可以发射一颗小卫星。

3d打印作为一种先进的制造技术，已经成为世界新科技革命和工业革命的重要推动力。 但是，许多设备和技术尚不成熟，无法批量生产稳定、耐用、高性能的工业产品，处于模型制造和实验阶段。 但是，这种情况正在发生变化，我国的金属3d打印正在接近尖端制造。

在鑫精合现场，中国民营公司自主开发的大型金属3d打印机将诞生大型钛合金航天器零部件。

与小型精密的金属3d打印机技术不同，大型打印机采用了不同的技术方法同轴输送粉的技术。 中国在这项技术上已经领先于世界。 目前，能用3d打印技术制造锻造级金属零件的国家只有德国、美国、中国等少数。 鑫合量产大型钛金属结构件的能力已经在国际上处于领先地位。

该激光打印金属粉末技术，金属材料冷却凝固速度极快，组织细腻，力学性能好，具有锻件般的高强度。

将直径4米的宇宙飞船零件分割成6个2米左右的大零件，进行3d打印加工后，进行整体焊接。 过去，这样巨大的五金配件从开模到锻造、机械加工，是一项非常庞大的工程，需要一年才能完成，而3d打印的方法只需要3-6个月。

张啸鸣:我们明年，或者后年发射的模型可能最早做这样的尝试。 大致现在，已经制造了60件到100件产品，开始星星点点，开始了星星整体的力学实验。

30分钟注意:中国的创新会给我们带来越来越多的惊喜

习主席在十九大报告中指出，创新是引领快速发展的第一动力，是建设现代化经济体系的战术支撑。 我们要瞄准世界科技前沿，加强基础研究，实现前瞻性基础研究、先导性原创成果的重大突破。 当前，我国在创新能力建设方面不断发挥力量，迎来了收获果实的季节。 中国的科技整体能力从以追赶为中心，到追赶、并驾齐驱、领先并存的新阶段，我相信加快前进的中国创新会给我们带来更多的惊喜。

原标题:轰动世界！ 中国公司将打破美国的垄断！ 起航空发动机核心部件！

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