主题：航空发动机涡轮温度的发展 -- 北纬42度

回帖发不出来，只好发主贴了。航空发动机涡轮温度是发动机最关键的指标，一般200度为一代，以下数据来自个人搜集整理和估计，您要是不信就当俺胡咧咧。

第一代发动机，40-50年代出现，大家都是800-900度（本文都是采用摄氏度）。

60年代，美英率先发展了第二代发动机，涡轮温度超过了了1100度，代表型号分别是TF30和斯贝。苏联在60年代末期也已经达到这个水平，代表型号Al-21。法国和中国仍然只有第一代发动机，法国阿塔发动机仍在900+的水平。中国通过研制空心涡轮叶片加强冷却，涡喷7甲已经达到1015度，但关键的问题是，这是靠工艺而不是靠材料本身达到的（别人在这个阶段基本靠材料硬扛），所以后劲不足。

70年代初，美国率先研制出第三代发动机F-100，达到1350度，不过也不是很顺利，一度让F-15成为机库皇后。英国没钱了有心无力，法国不知吃了什么药（也许是美国主动泄密）大幅度赶上来了，二者的代表型号RB199和M53都是1200+，二代+的水平。苏联在80年代初研制成功Al-31，也超过1300度。中国自行研制的涡扇6是1077度，只处于第一代+的水平而且最终未能定型，引进了二代发动机斯贝也不珍惜。

90年代出现了第四代发动机，F22配套的F119发动机竟然达到了1650度，英国的EJ200和法国的M88也都超过了1500度，算是三代+。老毛子解体开始吃老本，2010年左右出现的Al-31后期型号终于接近了1500度，不过这只大约相当于F100发动机在80年代末期的水平。

中国在80年代上马了两个项目，一个是涡喷14，相当于斯贝改涡喷，另一个是涡扇10。涡喷14总体来说就是个二代+，涡轮温度大约1200，即使如此研制过程磕磕绊绊。涡扇10是三代发动机，涡轮温度1300+，步子太大扯到蛋，更是难上加难（不是涡扇难而是难在第三代），近些年终于算是修成正果，最新型号有可能在1500度左右。

更新一代发动机，老美的F135发动机据说做到了1900度，毛子的Al-41大约是1600度，但以毛子的现状估计很难继续跟进了，英法一直在纸面上吹牛。这几天千呼万唤始出来的涡扇15，俺保守估计在1700+的水平，大约落后美国200度，仍然是一代的差距。但这已经算是进入了第一梯队。

不过说起客机发动机，仍然任重而道远。这大概是中国大部分尖端工业领域当前的水平，军用一流，民用仍是二流，芯片基本也是这样，中国的超级计算机第一拿得太多已经不屑于参与国际排名了，但民用芯片仍然处于第二梯队的领先位置。

在涡扇发动机里算独一份了吧。

中国在60年代初就仿制成功美国IN100高温合金，大约只落后美国五六年，性能高于引进的苏联合金，这个合金成了中国第一代发动机的主力合金。但采用这种合金的发动机涡轮温度最高1000+（涡扇六设计温度1077），所以没法研制温度高于1100度的第二代发动机。

西方第二代发动机主流合金材料MarM-002需要采用铪元素（斯贝就是），这东西中国极为稀缺，核工业至今要用，供应仍是个大问题，这导致实验室能做出来类似合金产品，当时却无法量产。

西方第三代发动机早期采用定向凝固的MarM-200合金，80年代后采用该合金的单晶。好消息是这种合金不含铪，中国大约在80年代末研制成功不含铪的定向凝固合金DZ-4和单晶DD-3，这才算解决问题，这也是为什么80年代决定跳过第二代直接研制第三代发动机。DZ-4很快用于涡喷13FI发动机，DD-3被用于涡扇10，但最初有热裂问题，后来通过调整元素配比给解决了。

之后的发展就不是俺能知道的了。。。

左盟主和央媒多次提到过涡轮温度2000开，虽然没说过型号，这么高的温度只能是涡扇15，就是1727摄氏度。

F119是90年代技术，涡轮温度据说是3000华氏度（摄氏1649度），F135据说目前已经提高到3600华氏度（摄氏1982度），所以涡扇15应该大约相当于美国00年代水平。。。

单晶合金那个感觉到头了，f-119用的单晶，最高耐受温度才1100摄氏度，可是涡轮工作温度有1700度，这个太变态了。

咱们国内最好还是弯道超车，直接发展特种陶瓷算了，本身质量还比合金要轻。当然陶瓷除了耐高温，还要满足很多别的条件，这个就难了。

米国鼓励芯片产业的法案出来以后，听到一位面向投资和政策界、对中米光伏产业做比较研究的老兄的讲座，感觉上是来自一个米国的盈利性的小智库。这个老兄是大陆本科出来的，在米国上的研究生，应该已经是米籍人士了，但在大陆搞调研；上学的专业是经济、商务这一块、而不是工科出生。他的判断是工业技术还没达到大于等于的、只有两块了：芯片和航空；关于原因，他认为是作为基础的分支领域太多，得一支、一支地捋过来。另外，包括这位老兄在内的若干人，对米国这个芯片产业政策都是“双手相握置于裆前”，作面带礼貌的微笑状。

• 芯片战的战略视角，2023.12【编译】

我媳妇以前是在国内搞发动机高温陶瓷部件的，出国后给某国发动机叶片专门搞陶瓷覆层热震分析的。所以我估计后来的发动机叶片是高温陶瓷+高温合金+叶片内部有孔隙，利用内部孔隙供油，蒸发散热，降温，来保持发动机在高温下的正常运行。

这是生怕土共使出”猴子偷桃“这一招吗？例如限制镓，鍺的出口？

所以f35的超音速性能那么差劲

铼元素只需要很少的量就可以大幅度提高叶片的耐热性能。日本人叶片耐温性能一度世界第一，就靠这玩意。

师昌绪老人家为这个作出了卓越贡献，单向结晶和耐热度两个方面突破了西方封锁。他的学生在他研究基础上，已经把俄日法抛到了身后。

完全字面意思

大型发动机叶片需要在内部做出复杂的空心冷却结构，所以困难不仅在于材料要耐高温，对于加工性能也有很高的要求。小型发动机叶片体积太小，一般只有简单冷却结构甚至采用实心叶片硬扛，对加工的要求不高，所以适合作为新技术的试验场。中国第一个采用定向凝固叶片的发动机是直九的涡轴八，第一个采用单晶叶片的是直十的涡轴九。。。

从结构上来说，涡扇5就是涡喷6去掉加力段，再在尾喷口加上一个风扇。

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