航空发动机叶片精密加工工艺及装备
摘要：叶片作为实现航空发动机性能的关键零部件，具有薄壁异形结构复杂、材料难加工、加工精度与表面质量要求高等典型特点，如何实现叶片的精密高效加工是目前航空发动机制造领域的重大挑战。通过对影响叶片加工精度关键因素的分析，全面总结了叶片精密加工工艺及装备的究现状，并对航空发动机叶片加工技术的发展趋势做了展望。
激光选区熔化技术在航空航天领域的发展现状及典型应用
摘要：增材制造技术（AM）是一种基于离散-堆积原理，以计算机模型数据来加工组件的新型制造技术。激光选区熔化（SLM）作为增材制造领域的一项重要技术，以其一体化制造特点和在复杂结构零部件制造领域的显著优势，成为航空航天制造领域的重点发展技术和前沿方向。本文综述了SLM技术的材料体系和应用领域，主要对SLM技术的最新工艺研究和航空航天领域的典型应用进行细致分析。重点阐述SLM铁基合金、镍基合金、钛合金和铝合金等材料体系的研究进展及成果。SLM技术在各领域广泛应用的同时，也存在成形材料内部缺陷多、高性能材料的裂纹及变形、标准体系的欠缺和粉末材料兼容性低等诸多问题和不足之处，使其发展受到一定制约，需要在这些方面做更深入的工作。
增材制造镍基高温合金在航空发动机与燃气轮机中的研究应用进展
摘要：镍基高温合金具有良好的高温性能，被广泛用于航空发动机与燃气轮机热端部件的制造。增材制造逐点快速熔凝、逐层累积堆叠的工艺特点，不仅可实现高性能复杂结构零件的快速制造，还可用于损伤零件的高效率、高质量修复。目前，增材制造技术已逐渐成为镍基高温合金零件制备及修复的重要技术途径之一。本文综述了增材制造镍基高温合金在显微组织与冶金缺陷研究方面的进展，总结现有文献中GH3536、GH3625 和GH4169 三种常用镍基高温合金的拉伸性能，介绍增材制造镍基高温合金零件在航空发动机及燃气轮机中的典型应用案例。最后，针对现有研究存在的问题及制约增材制造镍基高温合金零件应用的困难，提出从设计增材制造专用镍基高温合金成分、建立增材制造镍基高温合金专用热处理/热等静压工艺、开发单晶镍基高温合金增材制造技术、发展增材制造实时监测控制技术、创新增材制造零件内表面处理技术等方面，进一步促进增材制造镍基高温合金零件的工程应用。
增材制造VNbTiSi轻质难熔共晶高熵合金的组织及力学性能
摘要： 高熵合金与增材制造技术的结合，为极端服役环境下结构复杂部件的一体化制造提供了新的思路。采用激光熔化沉积（LMD）技术成功制备了VNbTiSi轻质难熔共晶高熵合金，通过显微组织分析筛选出最佳激光功率参数，并对试样进行了室温及高温压缩性能测试。结果表明：VNbTiSi轻质难熔共晶高熵合金表现出了优异的打印性能，最佳工艺参数下制备得到的样品在宏观和微观上均没有出现裂纹。在合金底面及沿构建方向，熔池内部与熔池边界（搭接处）均呈现出不同的形貌，熔池内部由柱状的全共晶组织构成，共晶胞为熔池边界出现较为粗大的（Nb，X）5Si3初生硅化物相。相比铸态组织，激光熔化沉积使得共晶组织的片层间距显著细化。增材制造合金不仅在1000℃下压缩强度可达640MPa，在1100℃时依然能够保持高于500MPa的压缩强度，高温压缩性能显著优于铸态VNbTiSi合金。
精锻机关键技术研究进展
摘要: 精锻机广泛应用于国防、航空航天领域特殊原材料的加工, 已经成为“大国重器”。介绍了精锻机主机锻造箱的最新研究成果。基于锤头运动方式的不同对主机锻造箱进行区分, 并总结了其外部箱体和内部锤头的设计及优化过程。同时, 对有关操作机夹头结构的研究进行了梳理。结合精锻机工作原理, 分类论述了锻造过程中锤头同步运动、夹头旋转和操作机轴向进给的控制难点及解决方法。概述了精锻机整体控制系统的研究现状, 并在此基础上提出了专用数控系统的设计。探究了精锻机工艺参数对锻件质量的影响, 提出了采用仿真优化与实时监测相结合的方法来提高锻造效率和精度。最后, 总结了精锻机设备的全面国产化研发思路, 展望了精锻机的发展方向。
航空工程科技未来20年发展战略研究
摘要：在航空强国建设稳步推进的背景下，航空工程科技涉及专业领域多、技术风险高、资金投入大、发展周期长，需要制定长期、稳定的发展战略，才能集中力量突破航空工程科技的关键核心技术，实现航空工业的可持续发展。本文从民用飞机、航空动力、机载系统、空管系统4个方面出发，总结了世界航空工程科技发展态势，梳理了我国航空工程科技发展现状；识别出基础研究及技术储备、系统集成与产品体系研究、航空动力技术、机载系统研发及试验、航空维修能力、工业软件及基础元器件等方面的不足。在此基础上，论证提出了未来20年我国航空工程科技发展构想，着重阐述了超声速客机、高速旋翼机、新能源飞机、混合电推进系统、新一代空管技术、智能化客机技术、全复合材料航空发动机技术、复合材料智能修复技术等未来项目部署的重点方向。研究建议，将航空强国建设列入国家中长期战略规划，强化科技创新体系建设，加强跨领域协作，注重国际合作，精准支撑未来20年航空工程科技发展。
高熵陶瓷在热障涂层与环境障涂层中的研究进展
摘要：热障涂层（TBCs）和环境障涂层（EBCs）是航空发动机的关键技术之一。 TBCs可以大幅提高发动机高温合金热端部件的工作温度， EBCs可以有效保护发动机陶瓷基复合材料高温部件。高熵陶瓷（HECs）一般指的是多种组分（5种或以上）以等原子比或接近等原子比形成的固溶体， 其性能具有“鸡尾酒”效应， 展现出常规陶瓷材料不具备的优异性能。 HECs概念被提出以来已经在很多领域被广泛研究，成为陶瓷材料研究领域的热点。在TBCs与EBCs领域，研究者们对HECs也开展了大量的研究工作，取得了很多研究成果。对国内外已经报道可以用于TBCs和EBCs的新型HECs材料进行了分类总结，介绍了它们的制备方法、 晶体结构、热导率、热膨胀系数、力学性能 环境沉积物（CMAS）腐蚀行为以及HECs涂层的制备与性能，并对HECs在TBCs与EBCs中的发展前景进行了展望。
民用飞机复合材料机身壁板装配协调形性调控技术研究
摘 要 ：为了更好地满足飞机安全性、经济性、舒适性和环保性的需求，以碳纤维增强树脂基复合材料为代表的轻质高强先进材料在新一代大型客机机体结构中得到了大量应用。复合材料机身壁板具有不同于传统金属材料机身壁板的装配工艺特点，因此，其对装配协调提出了新的要求。首先，概述了飞机复合材料机身壁板的制造工艺，分析了复合材料机身壁板装配协调技术现状与面临的问题。其次，探讨了适用于复合材料壁板的装配协调方法，并提出了一种面向复合材料机身壁板装配力形协同控制的全主动驱动柔性装配协调方法。最后，通过仿真和物理实验验证了该方法的有效性，实现了复合材料机身壁板力形协同优化控制。
航天运载器大型金属构件激光定向能量沉积研究及应用进展
摘要：激光定向能量沉积（LDED）增材制造技术由于成形效率高、材料送进方式灵活、成形自由度高等特点，非常契合当前及未来航天装备结构大型化、整体化、轻量化、高精度发展趋势，并已在运载火箭、载人飞船、火箭发动机等领域实现牵引性应用。本文首先总结了当前铝合金及其复合材料、钛合金及其复合材料、镍基高温合金及其复合材料三类航天装备结构主体材料的LDED研究现状，在此基础上，梳理出了LDED工艺的发展方向及研究进展。此后，重点介绍了航天装备主承力结构、异质合金一体化结构、集成流道整体化结构三类典型结构LDED制造难点、研制及应用进展。最后，对LDED增材制造技术材料、工艺及装备等的发展方向进行了展望。
电动飞机非晶合金电机的轻量化设计
摘要：针对电动飞机主驱动电机部件重量大影响推重比的问题,从材料和结构两个方面提出电动飞机主驱动电机轻量化设计方法。根据轻质材料非晶合金高频低损的特点,利用磁路法建立非晶合金电机电磁计算数学模型,编写非晶合金电机电磁设计程序,利用已有样机试验数据验证该程序的可用性。结合转子结构拓扑优化方法,设计一台60 kW电动飞机非晶合金电机,对比相同结构参数的非晶合金电机和硅钢片电机的性能。非晶合金电机整体减重7. 95%,并且铁心损耗显著降低。
