定向凝固高溫合金
中國如果要發(fā)展大飛機，發(fā)展更高性能的軍機，必須要有大推力渦扇發(fā)動(dòng)機。無(wú)論是商用的高涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機，還是軍用的小涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機，都需要核心機，而且需要最好的發(fā)動(dòng)機葉片。葉片分渦輪葉片和壓氣機葉片。渦輪葉片工作溫度高，負荷大，應力復雜，要求材料具有很強的熱強性、抗沖擊性、抗疲勞性、耐腐蝕能力及損傷容限特征。它的工作溫度已經(jīng)超過(guò)鋼鐵承受的溫度，只能用高溫合金。但高溫合金在這么高的溫度和這么大的離心力下要產(chǎn)生蠕動(dòng)，一蠕動(dòng)，葉片就要變形，很容易失效。在這種惡劣工況下，過(guò)去我們用的是多晶體合金。而單晶體合金就避免了多晶體合金的缺陷，它是均勻的整體，沒(méi)有缺陷。如采用定向凝固制造成定向單晶合金，就消除了晶界，可將使用溫度提高一個(gè)臺階，約為30度，從而使渦輪進(jìn)口溫度提高30--60度左右。它的整體輻射非常均勻，具有更高的疲勞壽命。多晶體合金容易疲勞，在高溫下容易沿著(zhù)晶界產(chǎn)生裂縫，而單晶體把這個(gè)條件提高了1--2個(gè)數量級。在壓氣機葉片上，有很大的氣動(dòng)彈性，沒(méi)有優(yōu)秀的壓氣機葉片，承受不了氣動(dòng)彈性引起的疲勞。
上世紀70年代，國外研制出單晶定向凝固高溫合金，徹底解決了渦輪葉片在高溫高壓、惡劣工況下的壽命問(wèn)題。中國目前能生產(chǎn)的定向凝固單晶葉片與國際水平差距就很大。
高級復合材料
一般航空工業(yè)用的復合材料都是碳纖維加環(huán)氧樹(shù)脂。簡(jiǎn)單地說(shuō)，它就是用晴綸在隔絕空氣的狀態(tài)下加熱，里面含的有機東西都蒸發(fā)了，只剩下一個(gè)長(cháng)的碳鏈，這個(gè)東西拿出來(lái)看是黑的，但把它和其他有機材料合成起來(lái)，一般是涂上環(huán)氧樹(shù)脂，一層層壓起來(lái)，就會(huì )既輕又堅韌。
按說(shuō)碳纖維的制造并不復雜，但它的水平高低體現在：高級的可耐很高溫度，而且有很高的強度，低級的不行。發(fā)達國家的碳纖維為什么強度高？你看咱們生產(chǎn)的碳纖維斷面，它的碳鏈是光滑的，而發(fā)達國家的碳鏈帶很多倒刺，像尼龍塔扣一樣鉤在一起，所以強度很高。另外咱們的碳纖維總還是有一點(diǎn)雜質(zhì)在里面，一拉就容易斷。發(fā)達國家的碳纖維都是高純度的。這方面日本的水平最高。
中國現在的碳纖維基本是抵擋水平，高檔的全靠進(jìn)口。國外不斷對復合材料提出新的物理性能要求，不斷往前改進(jìn)，我們的步子邁不了那么大，目前還處于低端。
高頻芯片
導彈擊中衛星是很高明的技術(shù)，這個(gè)技術(shù)高在哪兒？這個(gè)導彈彈頭上帶了一個(gè)計算機。但是光有計算機不行，因為計算機芯片是通用芯片。高頻芯片就決定了一個(gè)國家尖端產(chǎn)業(yè)電子設備的重量、功能及綜合性能。
但這些芯片特別專(zhuān)用，功能又很復雜，所以民眾對它了解不是那么多。如果我們的高頻芯片發(fā)展上去，我們的國防工業(yè)就有了靈魂。美國上世紀80年代初制定了一個(gè)詳細計劃，重點(diǎn)發(fā)展高頻芯片，投入了國家力量，以至于上世紀90年代初大幅領(lǐng)先。它能用一個(gè)很小的無(wú)人機甚至蒼蠅做到的功能，我們還得用很笨重的設備才能實(shí)現。
固體火箭推進(jìn)劑
固體火箭推進(jìn)劑的先進(jìn)程度，決定了我國的各種導彈的射程。二戰中V2導彈成功后，全世界的強國都在研制液體導彈，以為它好控制，射程遠，反過(guò)來(lái)忽視了固體燃料。美國就曾想轉向固體導彈，想裝在潛艇上。而此時(shí)美國才發(fā)現它的固體燃料與液體燃料的研究水平差距很大。洛克希德公司在上世紀50年代拿到這個(gè)項目之后，借用了包括大學(xué)、研究機構和相關(guān)企業(yè)在內的整個(gè)美國的力量，秘密發(fā)展起固體燃料。美國過(guò)了這個(gè)燃料制造的門(mén)檻之后，包括地空、空空、地地、洲際導彈等都用固體燃料，而蘇聯(lián)與之差距很大。
固體推進(jìn)劑的水平反映一個(gè)國家的最高水平。沒(méi)有卓越的領(lǐng)軍化學(xué)家，沒(méi)有長(cháng)年的大量實(shí)驗數據，沒(méi)有豐富的經(jīng)驗積累，指望短時(shí)間的突擊是很困難的。
直升機
直升機的制造比想象中復雜得多，這里面牽扯著(zhù)大量擺動(dòng)、震動(dòng)、平衡的問(wèn)題。這些問(wèn)題只能靠經(jīng)驗，計算機有時(shí)也沒(méi)有用。直升機的研發(fā)必須靠經(jīng)驗。
其實(shí)直升機主要靠經(jīng)驗。它的原理很簡(jiǎn)單，人類(lèi)卻花了40年才搞出來(lái)，就是因為要解決很多實(shí)際問(wèn)題。而我們的研發(fā)人員沒(méi)有直升機的設計歷史，一上來(lái)就從事復雜的先進(jìn)直升機項目，因此只能仿制，如自行研制很難處理過(guò)程中的各種問(wèn)題。軟件并不能替代一切，很多時(shí)候還是要靠經(jīng)驗。我們怎么能用較短時(shí)間培養出明星設計師？對于直升機，你不可能一上手就彌合幾十年的經(jīng)驗差距。經(jīng)驗和個(gè)人積累是別的因素不能替代的。
現在的問(wèn)題是；復雜系統的設計師怎么培養？是研究生畢業(yè)了直接進(jìn)研究所還是師傅帶徒弟？因為中國沒(méi)有私人研制這些復雜系統的一個(gè)機制，所以你只能從課本直接進(jìn)入高級設計中，而不能從小玩，這樣就很難產(chǎn)生偉大的設計師。
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