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MDS涂層技術(shù)公司研發(fā)的防護(hù)涂層

2018-06-07 13:11:29 作者：本網(wǎng)整理來(lái)源：保障前沿分享至：

飛機(jī)、直升機(jī)、坦克等各種武器系統(tǒng)都在極其嚴(yán)酷的環(huán)境下作戰(zhàn)使用，腐蝕和侵蝕防護(hù)是一個(gè)極其重要的問(wèn)題。例如，這些系統(tǒng)中普遍采用的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)，腐蝕侵蝕就是一個(gè)嚴(yán)重問(wèn)題。如下示意圖，渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片是腐蝕侵蝕最為突出、影響最大的。

葉片典型的侵蝕（腐蝕）機(jī)理和影響如下圖所示。在高壓高速腐蝕介質(zhì)作用下，渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮機(jī)葉片被腐蝕，不僅葉片厚度減小，而且其葉面弦長(zhǎng)變短，直接影響發(fā)動(dòng)機(jī)效率下降、動(dòng)力減小，進(jìn)而導(dǎo)致燃油消耗增加，可用性降低，使用費(fèi)用增加。

MDS涂層技術(shù)公司發(fā)的抗蝕涂層技術(shù)已經(jīng)在美國(guó)內(nèi)外廣泛應(yīng)用，特別是在渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)防腐蝕中應(yīng)用。研制和生產(chǎn)用于航空航天、民用和國(guó)防工業(yè)的燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)的涂層技術(shù)。MDS涂層技術(shù)公司在加拿大和華盛頓特區(qū)都有專業(yè)的制造力量。MDS涂層技術(shù)與合作者、原始設(shè)備制造商以及用戶一起工作，對(duì)腐蝕環(huán)境引起的挑戰(zhàn)做出反應(yīng)。MDS涂層技術(shù)公司解決腐蝕的方法是抗蝕涂層技術(shù)。公司專門針對(duì)燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)環(huán)境開(kāi)發(fā)了物理氣相沉積涂層系統(tǒng)，有自動(dòng)化的涂覆機(jī)。

如下圖所示，是納米結(jié)構(gòu)的多層金屬陶瓷基體的涂層。

應(yīng)用MDS涂層技術(shù)公司的涂層系統(tǒng)為發(fā)動(dòng)機(jī)零件制作的涂層，具有神奇的性能。如下圖是對(duì)零件進(jìn)行加速腐蝕侵蝕試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比。左圖是未經(jīng)涂覆的，試驗(yàn)后被打穿；右圖是采用MCT技術(shù)加了涂層的，相同時(shí)間條件腐蝕試驗(yàn)后，表面仍然光滑，零件完好無(wú)損。

經(jīng)過(guò)飛機(jī)、直升機(jī)等系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證，取得很好的抗蝕效果。發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮機(jī)壽命提高達(dá)10倍。以T64發(fā)動(dòng)機(jī)為例。該發(fā)動(dòng)機(jī)是用于H-53直升機(jī)的（如下圖）該發(fā)動(dòng)機(jī)在伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)的現(xiàn)場(chǎng)使用數(shù)據(jù)（無(wú)涂層和有涂層各60 架）對(duì)比如下：

未經(jīng)涂覆涂層的發(fā)動(dòng)機(jī)平均在翼時(shí)間113h；加涂層的發(fā)動(dòng)機(jī)平均在翼時(shí)間達(dá)1100h。

可見(jiàn)，發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命提高了10倍。國(guó)防部因此而節(jié)省費(fèi)用超過(guò)10億美元。

該項(xiàng)技術(shù)向其他發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)移。在T56航空發(fā)動(dòng)機(jī)上進(jìn)行沙塵吸入試驗(yàn)，采用涂層與無(wú)涂層的進(jìn)行對(duì)比，同樣取得滿意的結(jié)果：在吸過(guò)135磅（約69kg）沙塵后，無(wú)涂層與有涂層的葉片比較如下圖。吸砂試驗(yàn)后發(fā)動(dòng)機(jī)剩余動(dòng)力的比較，無(wú)涂層的發(fā)動(dòng)機(jī)軸馬力由104%減小到88%，減小了16%；而有涂層的則由102%減小到97%，只減小5%。即有此種涂層的發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)受沙塵作用后，動(dòng)力變化只是無(wú)涂層的約1/3。有涂層的發(fā)動(dòng)機(jī)可節(jié)省燃油1%～2%；預(yù)計(jì)增加發(fā)動(dòng)機(jī)在翼時(shí)間5%。

對(duì)于商用航空渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)采用該涂層技術(shù)，同樣可以大大減少葉片受到的侵蝕，減少運(yùn)行中的燃油消耗0.5%～2%，提高其使用效率。至今，MDS涂層技術(shù)項(xiàng)目已在許多飛機(jī)和直升機(jī)、坦克通過(guò)了飛行（使用）試驗(yàn)和在評(píng)價(jià)/鑒定中。通過(guò)試驗(yàn)的包括：H-53直升機(jī)的T64發(fā)動(dòng)機(jī)，H-46直升機(jī)的T58發(fā)動(dòng)機(jī)，CH-47直升機(jī)的T55發(fā)動(dòng)機(jī)，V-22通用直升機(jī)的AE1107發(fā)動(dòng)機(jī)，H-53K直升機(jī)的GE38發(fā)動(dòng)機(jī)，B737飛機(jī)的CFM56發(fā)動(dòng)機(jī)，E170飛機(jī)的CE34發(fā)動(dòng)機(jī)，M1A1坦克的AG1500發(fā)動(dòng)機(jī)，A320飛機(jī)CFM56發(fā)動(dòng)機(jī)。其他正在評(píng)價(jià)和鑒定的也有十余種。

該技術(shù)得到工業(yè)共同承認(rèn)，2007年，以其對(duì)改善直升機(jī)可靠性、維修性和/或安全性的突出貢獻(xiàn)獲得美國(guó)直升機(jī)協(xié)會(huì)的獎(jiǎng)勵(lì)。2010年MDS涂層技術(shù)公司技術(shù)以其改善飛行安全性獲得美國(guó)海軍陸戰(zhàn)隊(duì)的獎(jiǎng)旗。2013年，該技術(shù)項(xiàng)目獲得美國(guó)能源部提名的研究與開(kāi)發(fā)年度獎(jiǎng)。這個(gè)年度獎(jiǎng)被稱為是“發(fā)明的奧斯卡”。該技術(shù)還通過(guò)2013年度的“環(huán)境安全技術(shù)驗(yàn)證計(jì)劃”，這種驗(yàn)證項(xiàng)目的目的是鑒別和驗(yàn)證最有前途的創(chuàng)新和費(fèi)用效益好的滿足國(guó)防部最優(yōu)先的環(huán)境要求的技術(shù)和方法。

結(jié)論和討論

1 抗蝕涂層系統(tǒng)在嚴(yán)酷的環(huán)境在使用已經(jīng)得到證明其節(jié)省費(fèi)用和優(yōu)越性：延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的壽命，提高飛機(jī)可用性；減少使用費(fèi)用，包括維修費(fèi)用和燃油費(fèi)用；提高安全性。

2 技術(shù)轉(zhuǎn)移已經(jīng)有很多好的對(duì)象。

3 工業(yè)界的觀點(diǎn)和認(rèn)識(shí)：技術(shù)轉(zhuǎn)移的關(guān)鍵是在軍種/組織中有“擁護(hù)者”；從技術(shù)獲得好處的利益相關(guān)者和用戶排列，按需安排；技術(shù)轉(zhuǎn)移務(wù)必保持真實(shí)，保持推動(dòng)力，“否定者”總是有的，并且破壞性的技術(shù)可能引起恐懼改變。

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責(zé)任編輯：韓鑫

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