3D打印技术发展趋势及其在商业航天上的应用

摘要:3D 打印技术具有对结构件复杂程度不敏感的特点,可实现轻量化、一体化、个性化产品的快速制造,已从原型制造逐渐向实际应用拓展,涉及航空航天、医疗、交通、电子等领域。由于金属3D 打印在航空航天领域有着先天的技术优势,在商业航天等新兴领域的应用越来越广。本文综述了3D 打印技术在不同领域的应用现状,重点突出在商业航天领域的应用,展望了3D 打印技术在商业航天上的广阔前景。

无人机产业高质量发展战略研究

摘要:我国已将发展低空经济上升为国家战略,无人机产业是低空经济新质生产力的重要构成。推进无人机产业高质量发展,是培育先进智能制造业、实现低空生产活动提质增效的重要途径,将成为拉动低空经济增长的关键支撑。本文阐述了无人机产业发展对经济社会转型、国防安全建设等带来的深刻影响与变革,剖析了无人机产业所涉及的技术突破转化、场景市场培育、低空空域治理、资源设施配置、安全监管服务、政策法规建设等发展要素以及面临的主要问题与挑战;提出了统筹无人机全产业链体系布局、加速应用场景与关键技术创新、探索低空空域治理新模式、加强低空基础资源配置、构筑全产业链监管服务体系等对策措施,前瞻了无人机产业的信息传输网络化、飞行空间数字化、运营控制智能化、行业应用服务化等新阶段的发展特点,以期为管理部门、企业等推进无人机产业高质量发展提供理论指引和应用支撑。

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。

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。

热处理对航空紧固件用TC16钛合金棒材组织性能的影响

摘要:TC16钛合金因其具有密度小、强度高、比强度大、耐蚀腐蚀、耐高温,无磁性、退火态具有优异的塑性和加工成型性,固溶时效态具有高强、高韧等性能,常被镦制成铆钉、螺钉、螺母等紧固件应用在航空、航天设备上。文章研究了不同退火工艺、固溶时效工艺对紧固件用TC16合金ϕ8.0mm棒材组织和力学性能的影响规律,最终确定TC16合金的最佳热处理制度,为紧固件用TC16合金的国产、自主可控化研制及生产奠定数据基础。

航空重油空气辅助喷射技术研究概述

摘要: 空气辅助喷射(AAFI)技术因其优异的雾化特性和燃料适应性,是解决高空环境下重油雾化差和混合气形成困难的关键技术。综述了AAFI 技术在低空经济和单一化燃料发展背景下的应用及其研究进展,并对其面临的挑战和潜在的发展趋势进行了前瞻性分析。结果表明:气动力是燃油雾化破碎的关键影响因素, AAFI 喷雾的纺锤形和锚型涡环结构通过气液相互作用和剪切层不稳定性增强雾化效果,受到喷雾场速度、喷嘴结构和闪急沸腾等共同作用。目前研究主要集中于喷雾形成的宏观过程,而对气液耦合微观界尺和整机环境适应性的研究相对较少。并且,气源供应是AAFI 技术的关键挑战,现有方案增加了动力系统质量,限制了无人机( UAV)的续航里程。此外, AAFI 技术在双燃料发动机和低碳/零碳燃料领域展现出广阔的应用前景,氢气、氨气和天然气等低碳/零碳燃料能够作为AAFI 的气相介质。

国内航空航天用高温合金紧固件发展现状

摘要:随着航空航天工业的快速发展,服役工况更加复杂而严苛,对材料的高温性能提出了更高的要求,高温合金紧固件因其优良的高温性能而得到广泛应用。从国内航空航天用高温合金紧固件典型产品选材、研发生产现状、主要研制生产单位、关键核心技术突破等方面分析国内航空航天用高温合金紧固件发展,指出在批次稳定性、基础制造能力和标准规范体系建设等方面存在的问题和不足,提出了今后努力的方向。

数字孪生技术在飞行器强度设计中的发展及应用

摘要:随着数字孪生技术在武器装备领域的应用不断拓展,其作为该领域具有潜在颠覆性的关键技术,正逐步成为提升航空武器装备研发设计能力的核心要素与重要发展手段。在航空领域对经济性、安全性和高效率的发展诉求下,深入探究数字孪生技术的内涵及其关键技术,对于明晰航空飞行器领域数字化仿真技术的未来走向至关重要。系统梳理并分析了数字孪生的概念及研究现状,提出了飞行器设计领域数字孪生的关键技术和应用发展方向,旨在为飞行器强度体系的数字化建设提供有价值的参考。

中国空间站高温材料科学研究进展

摘要:空间微重力环境能够消除因重力所引发的浮力对流、器壁效应等干扰因素,为材料科学研究提供了独特的实验条件。为探究空间环境下材料制备的新规律,研发在地面难以获取的高性能新材料,回顾了自2022 年中国空间站梦天实验舱高温材料科学实验柜入轨以来,利用该实验柜开展的19 项空间材料科学实验的整体进展情况。同时,着重介绍了拓扑超导单晶制备、多元半导体合金生长、柔性半导体晶体制备、铁基超导材料制造、铝硅合金凝固、杂质偏析机理研究6 项代表性项目的研究成果。研究显示,微重力环境能够有效促进材料组分均匀性、晶体完整性、结晶质量以及掺杂浓度等方面的提升,进而改善材料性能,相关成果为空间材料科学研究及未来的空间原位制造提供了重要的实验依据和理论支撑。

航空装备激光增材制造技术发展及路线图

摘要:激光增材制造支持结构设计创新、快速研制和验证,是当前航空装备领域最具代表性的增材制造方法,其中激光选区熔化主要应用于复杂精密功能结构的精确近净成形制造,激光直接沉积主要用于大尺寸复杂承载结构的制造。为支撑航空领域增材制造技术发展的战略布局,本文对激光增材制造现状和发展趋势进行梳理,指出增材制造发展重点必然会转向产品的冶金质量、力学性能及其稳定性控制方面,增材制造设备的在线监测、参数自整定控制等智能化功能的研究开发正成为设备的研发热点,基于损伤失效分析、寿命预测研究的增材制件力学行为研究以及基于元件、特征结构的性能考核验证技术,开始引起工程应用部门的关注。在对技术发展趋势分析的基础上,提出2035 年航空领域激光增材制造技术发展目标和相应的政策和环境支撑、保障需求,并给出2035年技术发展路线图建议。