先进航空发动机核心关键技术
摘要：航空发动机是实现先进战机作战能力全面提升的核心关键，先进战机对航空发动机高性能、高可靠性、长寿命、良好维护性等方面的要求不断提高，给航空发动机技术和产品发展带来了重大挑战。针对先进战机对航空发动机在综合控温、转子结构系统稳健性、全权限数字控制、飞发综合热管理、健康管理、推力矢量、高隐身等7 个方面的核心技术需求，研究分析了实现需求的技术途径和主要关键技术，可为先进航空发动机发展提供技术支撑。
折纸超材料及其在航空航天领域的应用与展望
摘要：随着航空航天技术的快速发展，未来航天器对结构、性能和功能的要求愈加严苛，轻量化、高强度、具备多功能和多模态变形能力的材料设计成为关键需求。折纸超材料因其独特的几何设计和力学特性，具有可重构、多稳态和能量吸收的特性，已成为航空航天领域的研究热点。这类材料通过精密折叠结构，结合现代数学建模与材料科学，具备可调控变形、轻量化、易展开与回缩等优势。在航天领域，折纸超材料不仅可应用于可展开结构（如天线、太阳能帆板等），还在减震、吸能、防护等方面展现出潜力。折纸超材料的可编程几何特性赋予航天器自适应变形能力，能应对太空环境中的外部压力和温度变化，提升结构可靠性与寿命，并有效降低发射成本。综述了折纸超材料的特性、设计方法、制造技术及应用，探讨其在航空航天中的发展趋势与未来研究方向。
航空航天先进制造理论与技术研究现状及趋势
摘要：先进制造理论与技术是科技进步和社会发展的基石，也是支撑航空航天工业及国防建设的基础，同时也是促进高端装备革新的关键。但是，随着新材料新结构的发展，传统制造技术难以满足航空航天领域关键零部件加工要求。因此，先进制造理论与技术成为航空航天领域的重要研究方向，获得了快速发展。首先介绍了航空航天先进制造理论与技术的内涵和特点，总结了高速/超高速加工、精密成形制造、微细与纳米加工、原子及近原子尺度加工、现代特种加工、快速原型制造以及绿色制造等航空航天领域典型先进制造理论与技术的基本原理、应用领域以及适用材料范围。其次，归纳了先进制造理论与技术的最新研究进展，包括高速高效加工技术、高性能复合加工技术、智能控制加工技术、大型化、微型化以及新兴材料技术。再次，深入探讨了当前先进制造理论与技术所面临的主要挑战和未来的发展趋势。随后，阐述了先进制造理论与技术的工程应用和设计制造一体化，并强调其在航空航天制造领域的重要地位。最后，分析了航空航天新一代先进制造理论与技术涉及的前沿领域，明确未来发展要点，指出重点发展方向。
航空发动机单晶高温合金涡轮转子叶片增材修复技术研究进展
摘要：单晶高温合金涡轮转子叶片是航空发动机的核心热端部件之一，对航空发动机的推力和性能具有决定作用，其服役损伤增材修复技术是航空装备特种加工领域最具挑战的工作之一。本文系统梳理了航空发动机单晶高温合金涡轮转子叶片的增材修复工艺方法及其应用进展；针对单晶合金增材修复中易产生的热裂纹缺陷问题，从热裂纹形成机理、关键影响因素和控制措施等角度进行了归纳；总结了单晶合金增材修复组织及性能的研究进展。在此基础上，展望了单晶高温合金涡轮转子叶片增材修复的未来发展方向，指出单晶合金修复专用合金材料成分设计、新工艺开发和基于深度学习的多目标协同优化是此领域未来的重要研究方向。
Ti2AlNb合金研究进展及在航空发动机上应用可行性分析
摘要：Ti2AlNb 合金优良的综合高温性能使其有望取代部分镍基合金，作为航空发动机关键结构材料实现发动机自身减重。针对未来高性能航空发动机轻量化设计需求，结合统计对比、对照实验、有限元仿真分析等方法，从材料特性、合金冷/热加工工艺性能、减重收益等方面分别进行分析，讨论该合金在航空发动机中应用的优势、潜力以及仍需解决的问题。分析结果表明，该合金在减重方面优势显著，且较好地实现了强度、韧性和塑性的综合匹配，无明显短板；具有可接受的冷、热加工性能，通过变形、铸造等方式均可制备工程可用的大规格零件；应用于机匣等静子件可在镍基高温合金基础上减重35. 3%，应用于整体叶盘/轮盘等转子件可在镍基高温合金基础上减重37.3%。
超高温热阻涂层研究进展
摘要：随着航空发动机涡轮前进口燃气温度的不断提升，传统的热障涂层难以有效阻隔高温燃气产生的近红外光波段热辐射，热辐射传热可透过涂层直接加热下层金属基体，损害热端部件服役寿命。本文结合作者的实验结果，综述了新型兼顾辐射抑制能力的热障涂层材料设计和结构设计，对比了传统热障涂层的近红外光学特性，深入探讨了目前用来提高涂层抑制辐射传热能力的方法。重点针对传统热障涂层YSZ 在短波红外波段不能有效阻隔红外辐射热传播的问题，对提高涂层的红外反射率或红外吸收率这两类降低热障涂层红外透过率的基本途径进行了分析，并对提高涂层红外反射率和吸收率的调控手段、影响因素、内在机理及优缺点进行了系统总结。最后指出新型辐射抑制涂层在材料和结构设计以及高性能计算辅助等方面的未来发展趋势和突破方向。
涡轮叶片用合金材料的薄壁效应研究进展
摘要：近年来，随着航空航天技术的飞快发展，对发动机热效率和轻质化的要求越来越高，导致涡轮叶片的壁厚不断减小。然而，壁厚减小导致叶片用合金材料性能下降，即薄壁效应。因此，薄壁效应的研究对涡轮发动机安全稳定运行具有重要意义。但是，薄壁效应产生的原因和规律十分复杂。基于此，本文综述了实验条件、材料的表面状态、涂层、多晶、单晶及合金的各向异性等方面对叶片用合金材料薄壁效应的影响规律，并根据薄壁效应的机理和模型，归纳了3 种典型情况：氧化损伤模型、氧化-蠕变损伤模型和基于裂纹扩展的分析。由于氧化作用和硬脆相的存在，工件在服役过程中不可避免地产生裂纹，基于裂纹扩展分析表明裂纹扩展与薄壁效应有着明显的相关性，这为未来薄壁效应的研究提供了新思路。
航空发动机应用领域粉末高温合金的研究进展
摘要：【目的】总结粉末高温合金的材料设计和制备工艺等方面的研究进展，为研究延长航空发动机涡轮盘等关键部件的使用寿命打下基础。【研究现状】 针对近年来国内外航空发动机涡轮盘等关键部件主要材料的粉末高温合金，综述多种类型的粉末高温合金的元素组成及制备工艺，概括碳、钽、铪、硼、锆、钴、 钛、 稀土元素等微量元素对粉末高温合金性能的影响，总结热等静压、 热挤压、 粉末注射成型、增材制造等制备工艺对粉末高温合金性能的影响。【结论与展望】在材料设计方面，应优化粉末高温合金元素组成，探索添加更多高性能元素，制备更耐高温、耐氧化、力学性能优异、服役寿命长的粉末高温合金；在制备工艺方面，优化热等静压及热挤压工艺参数，继续探索完善粉末注射成型、增材制造工艺。
航空航天领域典型材料与零件的激光加工技术及其研究进展
摘要: 随着航空航天领域新材料和新结构的不断发展与应用，其轻质高强、异质复合等特殊材料特性，以及日益复杂且高精度的结构设计，对航空航天部件的高效、精密加工提出了更为严苛的要求。激光加工由于其无接触、精度好、效率高等优势，广泛应用于航空航天制造领域。本文从激光切割、激光焊接、激光打孔、激光表面处理4个方面探讨了其激光加工原理、典型应用与国内外研究现状，对比了激光加工与其他加工技术在航空航天领域的应用范围与优缺点，并提出了未来的发展方向。
氮化硅陶瓷在航空航天领域的研究进展及应用
摘要：氮化硅陶瓷凭借其耐高温、耐磨损、高强度和优异的抗热冲击性能，已成为涡轮叶片、热防护系统和航空航天结构件的理想材料。然而，随着航空航天结构件向更高服役温度和轻量化方向的发展，氮化硅陶瓷在成型和性能方面的不足逐渐显现。此外，现有的性能检测多集中于常温、常压、瞬时状态等工况，难以反映氮化硅陶瓷在航空航天领域的真实服役性能，亟须改进。为解决这些问题，本文详细阐述了近年来氮化硅陶瓷在成型、性能检测、微观结构调控和力学性能等方面的研究进展，探讨该材料在航空航天领域的应用现状，并提出相关建议以推动氮化硅陶瓷在航空航天领域的创新与发展。
