眾所周知，由于各種歷史原因和客觀因素的影響，我國在各類發動機研發制造領域，一直與西方歐美等發達國家存在著巨大的差距。這其中，尤以技術難度最高的渦扇發動機存在的問題最為突出。在諸多國產戰機的研發過程中，因航發發展滯后而導致的“心臟病”問題可謂不勝枚舉。

    雖然經過近二十年的重點發展，以渦扇-10“太行”系列為代表的國產渦扇發動機已基本成熟。但就技術水平而言，“太行”的性能對于三代機而言也僅僅是堪用而已。至于殲-20這類第四代隱身戰機，則還需更先進的新一代航發才能滿足其需求。

（雖然太行已經成熟，但依舊不能滿足目前國產隱身戰機的需求）

    顯然，想要徹底的治愈國產戰機的“心臟病”，就必須實現新一代渦扇發動機在推力、壽命乃至推重比等主要指標方面的重大突破。而這，就涉及到了發動機研發背后那復雜的工藝、設計、材料等一系列關鍵性的因素。近日，據《航空制造網》報道，我國已經在新型航發熱障涂層材料的研發領域取得了重大突破。

    由昆明理工大學馮晶教授主持的“1600℃超高溫稀土鉭酸鹽熱障涂層材料及其制備技術”，打破了國際上該領域的最高使用溫度記錄。據悉，其相關成果即將在新一代渦扇發動機壓氣機葉片上實現應用。而在，或將成為實現我國在航發領域實現跨越式發展的關鍵所在。

（超高溫涂層材料將成為航發領域實現跨越式發展的關鍵）

    首先需要提到的是，在衡量一款渦扇發動機性能水平如何的各種指標中，除了推力、壽命以及推重比等比較直觀的數據之外，發動機熱端部件能承受的渦輪前溫度的高低，也是一個極為重要的性能衡量指標。一般而言，該指標與發動機的推力成正比。即渦輪前溫度越高，則這款發動機的推力也就越大。

    而馮晶教授團隊所攻克的新型航發熱障涂層材料，其主要應用對象就是航空發動機的燃燒室、渦輪葉片等熱端部件。這項技術一旦運用，必然可以極大的提升發動機的使用溫度，并為發動機的增推、增壽提供一個極為良好的前提條件。

（該技術可提高發動機熱端耐受溫度，以達到增推、增壽）

    以F-22隱身戰機使用的F-119渦扇發動機為例，該型號的渦輪前溫度約為1950K/1700攝氏度，到達發動機葉片材料后的溫度則為1200攝氏度左右。這個渦輪前溫度和材料耐受溫度，就是采用了傳統氧化鋯基熱障涂層的F-119渦扇發動機所能承擔的極限。若想要超過這個限制，則勢必會在發動機的壽命方面付出代價。

    相比之下，馮晶教授團隊的“超高溫稀土鉭酸鹽熱障涂層材料”所能提供的發動機葉片耐受溫度可達到1600攝氏度以上，最高可達1800攝氏度，這顯然是一個巨大的提升。同時，相比傳統的氧化鋯基熱障涂層，新型涂層材料還具有熱傳導率低、使用壽命長、抗氧化能力強等優勢。

（F-119采用的氧化鋯涂層的已經無法滿足更高熱端溫度的需求）

    和發動機領域一樣，雖然我國早年在發動機熱障涂層的研發方面也一度落后于世界先進水平。但在經過一系列的引進消化以及努力之后，我們不僅攻克了目前國際上主流的氧化鋯基熱障涂層技術。更重要的是，馮晶教授團隊這個“超高溫稀土鉭酸鹽熱障涂層材料”的研發成功，讓我們在相關領域實現了從落后到反超的逆襲。

    如果這項技術在不久之后被運用在了渦扇-15等國產新一代渦扇發動機上，再配合上先進的第五代單晶高溫合金。那么很顯然，在這兩種先進材料技術的加持下，國產第一代渦扇發動機在推力以及壽命等主要指標方面必然不會讓大家失望。

（在這些神奇材料的加持下，新航發的指標定不會讓我們失望）

    當然，對于國產新一代渦扇發動機而言，第五代單晶高溫合金和這個超高溫稀土鉭酸鹽熱障涂層等材料只是影響其性能的一部分。除此之外，發動機設計以及制造也是不容忽視的因素。想要讓國產戰機完全擺脫“心臟病”的困擾，還是首先得做到材料、設計、制造等幾個方面不留短板。

    值得一提的是，據原文透露，這個“超高溫稀土鉭酸鹽熱障涂層材料”除了能在航空發動機領域為我們提供巨大的幫助以外，更能運用在了火箭航天器、超高音速導彈表面防護等領域，實現多個領域大國重器的加速研發。

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責任編輯：殷鵬飛

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