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重型燃气轮机涡轮叶片用定向柱晶/单晶高温合金应用现状

重型燃气轮机涡轮叶片用定向柱晶/单晶高温合金应用现状

摘要：重型燃气轮机（HDGT）高温涡轮叶片的设计寿命通常达到数万小时，其服役环境呈现高应力、长时热暴露及高盐/高硫等复杂介质诱发的热腐蚀耦合特征。本文系统综述了HDGT 用定向柱晶（DS）与单晶（SC）镍基高温合金的研究现状与发展趋势。首先，明确了工业燃机“高温前级高性能化、低温后级经济化”的分级用材策略，指出其核心设计逻辑已由追求瞬时极限强度转向保障长期组织稳定性。其次，重点探讨了合金成分设计的演变，分析了以降低Re 含量、优化W/Mo 配比及提高Cr 含量为特征的“低Re 设计哲学”，旨在抑制长期服役中拓扑密排（TCP）相的析出并提升环境适应性。随后，针对HDGT 叶片尺寸巨大的特点，梳理了大尺寸叶片制备中由尺度效应引发的热-溶质-应力多场协同失稳问题，以及枝晶偏析对服役性能的“组织继承效应”。最后，阐述了长寿命服役下蠕变、疲劳与环境损伤的多机制耦合演化规律，并重点展望了修复延寿技术在全寿命管理中的工程应用，指出其未来发展的核心：在不破坏原有单晶或定向晶体结构完整性的前提下，实现大尺寸叶片表层防护体系的重建与内部退化组织的高效恢复。突破大尺寸复杂结构叶片的铸造良率瓶颈、提升极端工况下的抗热腐蚀能力是当前面临的核心挑战。未来研究应聚焦于力学-环境性能的协同优化及基于物理机理的寿命预测模型，以支撑下一代高参数燃机的研制。
航空 2026年08月11日
航空发动机中介圆柱滚子轴承抗倾斜能力分析及优化设计

航空发动机中介圆柱滚子轴承抗倾斜能力分析及优化设计

摘要：针对某航空发动机中介圆柱滚子轴承由于内、外圈倾斜而导致滚子与内圈滚道出现剥落的问题，提出采用内、外圈许用倾斜角评价圆柱滚子轴承的抗倾斜能力，基于该方法分析得到轴承许用倾斜角随着滚子凸度和内圈滚道有效宽度增大而增大，故提出将滚子凸度增大到原结构的3.2倍，内圈滚道有效宽度比原结构增加6%的改进措施，改进后的轴承许用倾斜角提升到优化前的4～9倍，仿真和试验结果表明优化后的轴承能够避免滚子与内圈滚道一端出现应力集中。
航空 2024年11月22日
第一性原理在热障涂层研究中的应用

第一性原理在热障涂层研究中的应用

摘要：热障涂层（thermal barrier coating, TBC）是降低航空发动机、燃气轮机热端部件表面温度的关键技术。随着发动机服役温度升高，TBC工作环境更加恶劣，传统的Y2O3部分稳定ZrO2（yttria partially stabilized zirconia, YSZ）TBC 面临着相变、高温烧结、环境沉积物（CMAS）腐蚀等严重问题，服役寿命大幅下降，严重威胁发动机安全运行，急需开发新型TBC 材料。随着计算材料学和机器学习技术的发展，传统上依靠实验来寻找新型TBC 材料的方法逐渐被理论计算所取代。第一性原理作为一种有效分析方法，能够大幅度降低新材料的研发周期与成本，对新型TBC材料的开发起到极大推进作用。利用第一性原理计算可以预测TBC材料的热物理性能、力学性能以及TBC在复杂服役环境下的稳定性。本文总结了第一性原理在新型TBC材料开发、涂层CMAS腐蚀行为和机理研究方面的应用进展，并对第一性原理在TBC 研究领域的发展前景进行展望。
航空 2026年07月27日
起落架用高速火焰喷涂WC涂层覆盖高强钢海水环境腐蚀与开裂行为

起落架用高速火焰喷涂WC涂层覆盖高强钢海水环境腐蚀与开裂行为

摘要：为探究水陆两栖飞机用起落架材料海洋环境适应性及其失效机制。通过在热轧300M 高强钢表面制备高速火焰喷涂WC 涂层，使用电化学测试、盐雾实验、拉伸实验、疲劳实验，并通过SEM，EDS，XRD 以及CLSM 表征，开展其在人工海水环境中的腐蚀行为研究。研究结果表明，在pH 值为8. 2 的人工海水环境中，WC 涂层发生明显的钝化，具有较好的耐蚀性，这与在碱性环境下涂层中的Co 发生钝化有关。长周期电化学阻抗结果表明，浸泡28 天后，涂层耐蚀性上升，这与表面黏结剂形成的氧化物有关。与300M 基材相比，喷涂后的材料抗拉强度略微升高，这与涂层内部的残余应力释放有关，其在人工海水中的开裂主要受阳极溶解过程控制。随着预腐蚀时间的增加，材料的疲劳寿命发生明显降低，在预腐蚀过程中，环境中的腐蚀性介质进入涂层内部，增加了缺陷的数量，使得涂层提前发生失效，导致材料断裂敏感性增加。WC 涂层有较好的耐蚀性，拉伸过程中残余应力的释放使材料的抗拉强度略微升，经过预腐蚀后涂层提前发生失效，使得材料疲劳寿命降低。
航空 2024年11月18日
新一代航空用高Co-Ni钢的摩擦磨损行为

新一代航空用高Co-Ni钢的摩擦磨损行为

摘要：高Co-Ni齿轮钢广泛应用于航空航天、交通运输、工业设备和机械装备等领域的关键构件，其摩擦磨损行为的研究对于服役寿命的优化具有重要意义。通过正交实验确定淬火温度（Ａ因素）、摩擦时间（Ｂ因素）及载荷（Ｃ因素）三种因素对试件摩擦磨损性能的影响大小。结果表明，影响试样磨损体积的最大影响因素是淬火温度。原因是随着淬火温度的升高，试样内部均匀化增强，硬度降低，摩擦产生的剥落与开裂减少。同时由于塑性变形，亚表层内会发生应变硬化，残余奥氏体在塑性变形下转变为马氏体（相变诱发塑性效应），降低了材料的体积损失。
航空 2025年04月17日
空天飞行器电磁功能结构研究进展及展望

空天飞行器电磁功能结构研究进展及展望

摘要：空天飞行器是结构-功能高度一体化的新质装备，需实现力、热等承载特性和透波、隐身、射频等电磁特性的融合。首先，分析了空天飞行器的主要特点及现实需求，构建了空天飞行器承载/透波/隐身/射频（LWSR）一体的四面体设计体系，阐述了四面体各顶点功能的科学内涵；其次，分析了3 类飞行器典型电磁功能结构的最新研究进展，即天线罩结构、隐身蒙皮结构、综合共形天线结构；最后，展望了空天飞行器电磁功能结构的发展趋势，阐述了多物理场耦合、极端环境适应、多功能融合、智能感知响应及控制等关键问题。
航空 2026年05月25日
空间站微重力复杂等离子体实验载荷与科学研究进展

空间站微重力复杂等离子体实验载荷与科学研究进展

摘要：复杂等离子体是由电离气体与介观颗粒组成的一种复杂系统，作为软物质的等离子体态，在基础物理与应用研究方面具有重要的意义与价值，也一直是空间站微重力实验的重要组成部分。讨论了复杂等离子体的基本性质，着重描述了颗粒充电机制与测量方法，分析了颗粒相互作用原理与外场受力情况。介绍了和平号空间站与国际空间站4 代实验载荷的技术特点，涵盖颗粒光致带电以及直流与射频等离子体放电，综述了6 个具有代表性的研究课题，包括电荷诱导颗粒凝结、三维结晶与熔化、双分散复杂等离子体相分离、电流变效应与链结构自组织、放电极性反转诱发尘埃声波与频率同步现象、颗粒流驱动流体涡旋，并结合实验室匹配研究进行了对比分析。最后，介绍了未来国际空间站与中国空间站实验载荷的初步设计方案与主要功能。
航空 2026年07月20日
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

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。
航空 2024年07月11日
大型复杂航天器在轨动力学关键技术与工程实践

大型复杂航天器在轨动力学关键技术与工程实践

摘要：随着航天重大工程的深入实施，大型复杂航天器呈现规模更大、性能更高、多载荷融合的发展趋势，涉及的在轨动力学问题更为复杂。在此背景下，本文面向大型复杂航天器动力学领域，系统梳理和总结了研究团队在“十三五”“十四五”时期的相应技术攻关与工程实践进展：以大尺寸可展开天线、激光通信终端、大型光学相机等典型载荷的工程应用需求为牵引，针对相关类型航天器的复杂结构在轨动力学行为预示、有效载荷受复杂在轨环境扰动时的稳定工作评估等问题，攻关了大口径环形天线柔性动力学非线性建模与降阶、大尺寸空间结构在轨展开动力学精确建模与高效仿真、多扰动源对高精高稳载荷的微振动评估、刚 ‒ 液 ‒ 柔耦合动力学建模与仿真、系统级热变形建模与仿真等关键技术；自主开发了大型复杂航天器动力学集成仿真软件。上述成果成功应用于大尺寸可展开天线类、高分辨率光学遥感类、星间激光通信类卫星的工程研制，顺利通过了地面试验和在轨飞行验证。进一步，把握当前大型复杂航天器工程研制、未来新型航天器研发等需求，展望了总体设计、动力学与控制、验证及预测等方面的技术研究方向。相关内容可为指导航天器设计与在轨使用、解决未来复杂航天巨系统中的动力学难题等提供参考。
航空 2026年05月11日
NEPE推进剂的高压燃烧性能研究进展

NEPE推进剂的高压燃烧性能研究进展

摘要：调控高压燃烧性能、降低燃速压强指数是国内外研究NEPE推进剂的热点方向，但是国外关于NEPE推进剂高压燃烧性能的研究较少。本文简要综述了NEPE推进剂燃烧模型方面的研究进展，并且从黏合体系、氧化剂、硝胺炸药、铝粉、燃烧性能调节剂等五个方面总结了国内学者与本文作者团队关于NEPE推进剂高压燃烧性能的研究结果。在高压下，NEPE推进剂的燃速压强关系出现拐点，主要与氧化剂与硝胺炸药以及铝粉之间的反应有关。本文列举了几类广泛应用于NEPE推进剂中的燃烧性能调节剂，研究新型燃烧性能调节剂或者通过纳米化、复配、负载等手段增强燃烧性能调节剂的效果是调控NEPE推进剂高压燃烧性能的有效手段。
航空 2026年07月14日