国之重器,十载砥砺——重型燃气轮机制造基础研究进展

燃气轮机被誉为制造业王冠上的明珠,是关乎国防安全、能源安全和保持工业竞争力的战略产业,是一个国家科技和工业整体实力的重要标志之一。燃气轮机制造装备水平的提升依赖于基础研究的重大突破。自国家重点基础研究发展计划(973计划)实施以来,共支持了两项重型燃气轮机制造基础研究项目。2006年,西安交通大学王铁军教授作为项目首席科学家主持了我国重型燃气轮机制造基础研究的第一个国家973计划项目,2011年项目结题验收为优秀。2012年,项目得到了国家973计划的持续支持。这2个国家973计划项目实施10年来,通过与东方电气集团东方汽轮机有限公司等单位协同创新,将基础理论研究融入企业实践,在高温透平叶片的传热与冷却技术、热障涂层强度理论与检测技术、高温透平叶片增材制造技术、高温透平叶片精密加工与检测技术、热力透平密封技术、轴承转子系统动力学等方面取得了重要进展,初步形成了重型燃气轮机高温叶片自主制造与实验验证能力,包括冷却设计、定向晶成形、涂层制备到试验验证,初步形成了F级重型燃气轮机转子设计、制造与验证能力,支撑了东方电气集团的重型燃气轮机研发,培养了人才,为我国重型燃气轮机自主研发打下了坚实的基础,相关成果及研究队伍可进一步服务于航空发动机和燃气轮机重大专项及企业实践。本文就该项目的研究概况与主要进展进行深入浅出的论述,并对后续研究提出展望。     

具有复杂阻尼结构的超临界及超超临界大功率汽轮机末级长叶片寿命评估技术及优化方法研究

本课题基于先进的计算机辅助工程（CAE）研究成果，采用三维有限元分析手段和计算流体动力学方法建立了阻尼叶片强度振动特性及汽轮机级三维粘性非定常流动的数值模型及计算方法；同时，建立了阻尼结构长叶片动态响应及动态应力计算模型及方法，应用该方法对叶片阻尼件进行了结构优化，减少了叶片动态响应，降低了叶片动态应力，有助于延长叶片使用寿命；建立了水滴与叶片表面高速撞击的三维非线性耦合模型，并应用到具体的高速水滴与汽轮机叶片钢撞击分析中。     

特殊材料复杂形面电解加工技术与装备

叶片是航空发动机的关键部件,采用整体结构具有体积小、重量轻、强度高、结构紧凑等优点,因此新一代航空发动机普遍采用整体叶盘代替原有通过榫齿连接叶片的叶盘.由于整体叶盘叶型复杂、通道狭窄、且多为难加工材料,给制造技术带来巨大挑战.美国、英国、俄罗斯等航空强国主要采用数控铣削和电解加工制造整体叶盘,对于叶型扭曲严重、通道非常狭窄的难加工材料整体叶盘,更多地采用电解加工方法制造.     

碳纤维多层织造装备及技术研发

碳纤维多层立体织物是目前迅速发展的一类新型复合材料的增强结构骨架材料,是航空、航天、国家防御和高技术领域的重要基础材料。以碳纤维立体织物为骨架所形成的复合材料具有低密度、高比强、良好韧性、耐高温、抗氧化等优异性能,成为航空航天器结构、发动机、制动装置以及热防护等主要系统的关键材料,并广泛应用于风力发电、海洋开采、机械、电子等领域,受到航空、航天、国防等高技术领域的广泛重视。     

飞机钛合金大型构件激光成形工艺与装备

钛合金等高性能难加工金属大型复杂整体关键构件的制造能力,是航空、航天、船舶、兵器、战略核武器、电力、能源等重大装备制造业的基础和核心关键技术,成为衡量一个国家工业综合实力和水平高低的重要标志之一,也是长期制约我国新型战机、大型飞机、高推重比航空发动机、重型燃汽轮机、重型运载火箭、百万千瓦核电机组等重大装备研制和生产的制造技术“瓶颈”之一。高性能金属零件激光成形技术,以金属粉末为原料,通过激光熔化/快速凝固逐层沉积“生长制造”,由零件CAD模型一步完成全致密、高性能整体金属零件的“近净成形”,是一种“变革性”的高性能、短周期、低成本、数字化、“高性能材料制备和大型构件近净成形制造”一体化的先进制造技术,代表着重大装备钛合金等高性能难加工金属大型关键构件先进制造技术的发展方向,是增材制造技术国际战略竞争的制高点。     

散裂中子源 探索微观世界的超级显微镜

<正>中国散裂中子源的建成恰逢大科学装置发展的好时代,肩负发展中国中子散射研究和应用的重任,为国家创新发展提供重要引擎,为实现高水平科技自立自强作出贡献。你知道怎样破解航空发动机的“心脏病”吗?那就要克服制约其性能的最大瓶颈之一——叶片金属疲劳。金属也会疲劳,每分钟几万转,转得久了,就存在裂碎风险。散裂中子源可以用于航空发动机叶片应力测试,以探测和预防金属疲劳。你知道分布于深海或陆域永久冻土中的可燃冰吗?要想安全开采、储藏、运输和利用可燃冰,就需要了解它的结构和性质。     

高温合金材料设计与制备的基础研究

高温合金具有高的室温和高温强度、优良的抗高温氧化和抗热腐蚀性能、优异的蠕变与疲劳抗力和良好的长期组织稳定性，广泛应用于航空、航天、能源、核工业、石化等领域，是国防武器装备和国民经济建设不可或缺的关键材料。经过多年的发展，我国已经初步建立了较为完善的高温合金体系，但在高温合金基础理论研究方面相对薄弱，导致高温合金制备加工中的一些关键技术问题无法取得突破性进展。本项目针对国家重大战略需求以及高温合金科研和生产中存在的技术瓶颈，以铸造、变形和粉末三类高温合金体系为载体，重点开展了高温合金成分设计及强韧化机理、纯净化冶炼及微量元素控制、凝固成形及缺陷控制、材料加工成形与组织性能调控、先进加工制备技术理论体系、苛刻环境下合金损伤机制、高温腐蚀与防护等基础性研究工作。在国内外学术期刊发表论文三百余篇，申请自主知识产权三十余项。     

OVATION系统集成ETS造成汽轮机超速事故的探讨与解决

本文针对阜新金山煤矸石热电有限公司1#、2#机组在发电机故障跳闸时，汽轮机转速分别达到5398r／rain和5567r／min的超速事故进行了详细的分析，并提出修改I／O点任务区及任务区扫描时间的解决办法。     

东风南充汽车有限公司“中型客车用CNG发动机研制与开发”

东风南充汽车有限公司是东风汽车公司的控股子公司，是东风汽车公司和四川省人民政府确定的天然气发动机产业化基地。     

高硅镍铜合金NCu30—4—2—1挤压棒材研制与应用

北京航空材料研究院突破了高硅镍铜合金NCu30-4-2-1铸棒塑性差和挤压成形难等关键技术，采用独特热挤压工艺成功研制出具有良好综合性能的挤压棒材，挤压成材率和零件加工成品率大幅提高。该材料具有高强度、高硬度、高耐磨和优良的抗粘合、抗高温、耐腐蚀性能，作为摩擦零件已经成功应用在空空导弹的舵机舵轴及航空发动机燃油附件上。也可推广应用于航天、船舶、石油、化工、核能等领域要求耐磨、耐热、耐腐蚀的零件。     

新型高优值原位纳米复合热电材料及其制备技术研究

能源在国民经济可持续发展中占有重要的战略地位,国家科技中长期发展规划把节能和能源高效利用放在能源战略的突出地位。热电材料可实现热能和电能的相互直接转换,在半导体制冷、空间电源、太阳能光电一热电复合发电和余热废热发电等重要领域有广泛的应用,尤其在工业废热等低品位热源和汽车发动机佘热等分散性热源的高效利用方面,热电装置是目前非常有效的发电技术。     

国产"太行"发动机性能优于苏-27

不论是军用还是民用飞机,发动机都是最关键的“心脏”部位。过去中国战机落后,首要因素是发动机制造水平低,最近一个局面已有改观。国产“太行”航空发动机的研制成功,称其具有“里程碑”意义。胡锦涛、温家宝及中央军委其他领导人都向参研单位和研发人员表示热烈祝贺,这在中国兵器发展史上是少见的。     

祥天科立泰空气动力机械有限公司

祥天科立泰空气动力机械有限公司是一家专业从事高科技新能源，以“空气能源”为核心，“空气动力”机械高端制造，研发生产销售服务，项目投资管理，货物技术进出口等集团化综合性的企业。     

以色列无人救援飞行器

以色列“城市航空”公司不久前已经完成了“快骡”涵道风扇无人机的风洞试验，并开始进行试飞。该机飞行速度可达465千米/小时，这一无人机是“马骡”的货运改进型。该机采用11190kW级涡轮发动机．比标准的“马骡”无人机要大20％，重50％。“城市航空”公司总裁声称．新设计的型号是为满足美国对高速无人机货物投送能力的需求而开发的。     

水质自动监测系统关键技术及集成设备研制

针对国家对水环境管理和监督监测的迫切需求，提升我国环境管理的水平，用适合中国环境条件的国产仪器代替价格昂贵的进口设备，为国民经济开拓市场，为环保事业作出贡献，中国科学院长春应用化学研究所承担了国家863计划项目中“水质自动监测系统关键技术及集成设备研制”的课题研究（编号：2002AA601330），发展有自主知识产权的远程水质自动监测系统。参加单位：中国水利水电科学研究院水环境研究所、中国环境监测总站和华东师范大学；江苏江分电分析仪器有限公司、广州怡文科技有限公司、吉林欧伊尔环保科技发展有限公司、北京捷安杰科技发展有限公司等企业参与协作。课题负责人：杨秀荣。     

我国竹亚科重要类群的系统学和生物地理学研究

竹亚科的系统学和地理起源问题一直是禾本科研究的热点和难点。本成果综合叶片解剖学、分子系统学、分支系统学和生物地理学多学科的证据，应用2～3个DNA片段等分子生物学标记，对竹亚科的困难类群包括筱竹复合群及其近缘属和旧世界热带关键类群进行系统学和生物地理学研究，并根据DNA片段的进化速率作为分子钟推断其历史起源时间。     

东风南充汽车有限公司CNG发动机

东风南充汽车有限公司是东风汽车股份有限公司的全资控股子公司，是生产汽车，发动机及汽车配件的专业企业，公司占地面积33万平方米，主要设备514台套，总资产4.53亿元。     

四大文明古国何在？

西方“世界史”把中国列在“边缘”地位 一说起文明，人们往往立即联想到“西方文明”和“东方文明”的区别与反差、甚至对立。但实际上，过去笼统地划分东西方文明，是模糊而不确切的。“东方‘’’与“西方”一对概念的内涵所指，各时期各地区差别很大。古代希腊罗马人群心目中的“东方”就是指：西亚的两河流域和北非的埃及，当时他们对于印度的认识很模糊，     

大国重器 这些成果写进《政府工作报告》

<正>“关键核心技术攻关成果丰硕,航空发动机、燃气轮机、第四代核电机组等高端装备研制取得长足进展,人工智能、量子技术等前沿领域创新成果不断涌现。”3月5日,国务院总理李强在《政府工作报告》中提到的这些成果,见证了过去一年我国科技创新的坚定步伐。     

超重型精密数控轧辊磨床

“面向钢铁汽车行业的高档数控磨床关键技术及装备开发”项目是上海机床厂有限公司近年来重点技术研发项目。由该公司承担,上海交通大学、上海理工大学合作研发的国家科技重大专项项目之一的“MKA84250／15000-H超重型精密数控轧辊磨床”,系目前世界上较大的轧辊磨床,