服強度卻毫不遜色。它將成為噴氣發動機前方壓氣機葉片的完美材料,大幅度減輕轉子的重量,從而降低整體的離心力負荷。
而解決燃燒室後方那一千度高溫渦輪葉片的關鍵,則來自於美國的鎳和西北自有的精密鑄造工藝。
西京特種材料成型車間。
這裡沒有普通鑄造廠那種漫天飛舞的型砂和震耳欲聾的震擊機噪音。車間內部鋪設著防靜電地板,空氣經過多級過濾,工人們穿著白色的無塵服。
為了製造出能夠承受高溫和高應力的渦輪葉片,工程師們徹底摒棄了傳統的砂型鑄造和機械切削。機械切削會切斷金屬內部的晶粒流線,而普通的鑄造會產生大量的內部氣孔。
他們采用的是真空熔模精密鑄造技術。
操作台上,幾名女工正在用高精度的金屬模具,壓製出一個個與渦輪葉片形狀完全一致的石蠟模型。
這些蠟模被固定在一個蠟製的中心澆注係統上,形成一棵如同樹枝般的“蠟樹”。
隨後,蠟樹被浸入含有鋯英粉和矽溶膠的耐火泥漿中,取出後撒上極其細致的耐火砂。這個過程反複進行幾十次,直到在蠟樹表麵形成一層厚達十幾毫米、堅硬無比的陶瓷外殼。
“放入蒸汽脫蠟釜。升溫至一百五十度。”
在高壓蒸汽的物理作用下,內部的石蠟融化流出,留下了一個內部空間與渦輪葉片分毫不差的空心陶瓷型殼。
型殼被送入一千度的高溫焙燒爐中,燒去了所有殘留的水分和有機物,陶瓷的晶體結構變得致密而堅固。
最關鍵的澆鑄環節,在一個封閉的真空感應熔煉爐內進行。
坩堝中,是以鎳為基體,加入了鉻、鉬、鋁、鈦等多種元素的高溫合金。在真空環境下,中頻感應線圈產生強大的交變磁場。磁場在合金內部產生渦流,渦流的電阻熱將合金加熱至一千五百度的熔融狀態。
真空杜絕了合金中活潑元素與空氣中氧氣和氮氣的反應,保證了金屬的絕對純淨。
機械臂將熾熱的陶瓷型殼移入真空室的底部。坩堝傾斜,金燦燦的合金鋼水注入陶瓷型殼中。
在冷卻過程中,工程師們采用了一種違背常理的定向凝固技術。通過控製加熱器的緩慢移動,讓合金液從底部向頂部單向結晶,消除了橫向的晶界,形成柱狀晶。這在物理層麵上消除了高溫合金在離心力拉扯下最容易發生斷裂的橫向薄弱環節。
當陶瓷外殼被高壓水槍打碎後,一片片呈現出完美流線型曲麵、不需要任何機械加工就達到了微米級尺寸精度的鎳基高溫合金渦輪葉片,展現出了冷硬的工業美感。
八月初,西北航空發動機研究所的總裝車間。
一台與活塞式發動機外觀截然不同的金屬機器,被安放在沉重的裝配台架上。
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它沒有巨大的散熱水箱,也沒有錯綜複雜的排氣管和氣缸。它看起來就像是一個兩頭開口的、長達兩米多的流線型金屬圓筒。
這是大西北自主研發的第一台軸流式渦輪噴氣發動機原理樣機——先鋒一號。
這幾天,研究所裡彌漫著一種緊張而壓抑的期待。
齊飛作為首席試飛員,受邀來到了裝配現場。
齊飛穿著一身飛行服,圍著這台金屬圓筒轉了兩圈。他習慣了西北鷹戰鬥機那台龐大而充滿機械暴力美感的V12液冷發動機,麵對這個沒有螺旋槳的光滑圓筒,他的直覺產生了一絲困惑。
“沈總工,這玩意兒……連個扇葉都沒有,怎麼把飛機拉上天?”齊飛指著發動機前端黑洞洞的進氣道問道。
沈兆軒手裡拿著一張藍圖,走到發動機旁。
“齊大隊長,它不是拉著飛機飛,而是推著飛機飛。”
沈兆軒指著圓筒的前段。
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