美??防部 1988 年在 “
?合高性能????机技?（ IHPTET ） ” ?划中提出了高推重比、高性能??机?构?量?? 50% ，推重比提高 100%
的?展目?。高性能??机在新材料?构、新?构方面具有?著的特?，并且突破了??的???念，由?? — 材料 — 制造 3
位一体??高性能??机的性能要求，材料和制造技?的??率? 50% ∼ 70% 。??在 2015 ∼ 2020 年?有可能研制出推重比?
15 ∼ 20 的?扇??机，它与目前使用的推重比 8 ??机（如 F100 ）相比具有如下特?：
（ 1 ）?扇由 3 ??? 1 ?，?片???掠的空心?构，可?重 30% ；
（ 2 ）?气机由 9 ??? 3 ?，?子?整体???构，由?基复合材料制成，与???构相比，可???量 70% ；
（ 3 ）燃?室火焰筒材料由耐?合金改?陶瓷基复合材料；
（ 4 ）高低???均???的???构，在仍采用金?材料的?件下，整体???构可?重 30% ；最??采用陶瓷基复合材料或抗氧化的碳 / 碳（ C/C ）复合材料，??前?度高? 2200K 以上；
（ 5 ）由于???口?度很高，即使按下限 2200K ?算，??机?位推力也比 F100 高 70% ∼ 80% ，因而新??机也可能不采用加力燃?室；
（ 6 ）尾?管?采用固定?构的射流控制全方位矢量?管。
?上所述，高性能航空??机制造技?呈?以下?展??：
（ 1 ）?量化、整体化、新型冷??构制造技?向低成本、高效率方向?展；
（ 2 ）新材料构件制造技?出??大突破；
（ 3 ）新工?技?成??代航空??机?展的重大??制造技?，并得到?泛?用；
（ 4 ）在??制造技?基?上?展起?的先?制造技?已成?支??代制造?的骨架和核心，以信息化????制造?，企?信息化工程得到?足?展。
1 ?量化、整体化、新型冷??构制造技?向低成本、高效率方向?展
1.1 整体??制造技?
在
第四代?斗机的?力?置推重比 10 ??机 F119 和 EJ200 上，?扇、?气机和??采用整体???构，可?重 30%
，其制造方法目前了解到大?有 8
种：?子束焊接法；?散?接法；?性摩擦焊接法；五坐??控?削加工或?解加工法；?接法制造整体???后??晶精??片直接?接到?造???的??上；
?合金整体??采用?等??法??合金粉末与精??片复合成形?整体??；高?合金整体??采用?等??法?粉末高?合金?和精??片?散?接?整体?
?。在推重比 15 ∼ 20 高性能??机上，?采用 SiC 陶瓷基复合材料或抗氧化的 C/C 复合材料制造整体???。
1.2 整体??（???子）制造技?
在推重比 15 ∼ 20 高性能??机上的?气机?采用整体??，由于采用复合材料，?片??，可以直接固定在承力?上，?而取消了??，使?构?量?? 70% 。目前正在研制的整体??是用???根碳化硅???增?的?基复合材料制造的。
1.3 ?脂基复合材料构件制造技?
?
脂基复合材料已?泛用于高性能??机的低?部件，如 F119 ??机的?气道机匣、外涵道筒体、中介机匣，至今成功?用的?脂基复合材料有
PMR-15 （?固性聚??胺）及其?展型、 Avimid （?固性聚??胺） AFR700 等。最高耐??度? 290 ∼ 371℃ 。
2020 年前的目?是研制出在 425℃ ?度下仍具有??定性的新型?脂及其复合材料。?脂基复合材料构件的制造技?有自???技?（ ATL
）、自????放技?（ AFP ）、激光定位、自?剪裁技?、模?成形、?脂??模塑成形（ RTM ）、?脂膜浸?成形（ RFI
）、??罐固化成形等技?。
1.4 ?弦?扇?片制造技?
?弦、?凸台、空心?片是高性能??机?扇和第一??气机?片的?展方向。推重比 10 一???机 F119 ， EJ200 均采用了?弦?扇?片， GE 公司的 GE90 ，推重比 15 ∼ 20 高性能??机都采用复合材料?扇?片。
·F119 ??机采用了?合金?扇?片，用切削加工方法把?合金毛坯加工成??半?片，再用真空?散焊?接成一?整体空心平板?身，最后用超塑成形法加工成最??型。
·GE90 复合材料?扇?片，采用石墨?? / 增??氧?脂?浸?，用七? CNC 自???机??成?片。
· 推重比 15 ∼ 20 高性能??机?采用金?基复合材料?扇?片，由??碳化硅??增?的?基复合材料（ TiMMC ）制造，用超塑成形 / ?散?接工?制出空心?扇?片。
1.5 复合冷??板?构制造技?
多
孔复合冷??板?构是推重比 10
以上??机采用的先?冷??构，多用于燃?室和???片，它是一种?有复?冷?回路的多孔?板，用?散?接方法?接成形的冷??构，其??制造技?是?算
机?助??和?制复?冷?回路，用 “ 照相 - ?解法 ”
制成冷?回路，?散?接成多?多孔?板。由此可知，整体化?构、新型冷??构等新技?，使??机?多零件??了?量、降低了成本、提高了效率，?而保?了
??机高推比、高性能的相?要求。
2 新材料构件制造技?出??大突破
推重比 15 ∼
20
一?的航空??机要求材料具有耐高?、高?度、高?性等特性。高性能??机?采用很多种?的新材料和新材料构件，尤其是金?基复合材料、陶瓷基复合材料、
碳 / 碳复合材料是?前高?复合材料?域??和?用研究的??。与其同??行的高?复合材料构件制造技?正在深入地?展。
2.1 金?基复合材料构件制造技?
SiC ???增? Ti 基复合材料（ TiMMC ）具有比?度高、比?度高，使用?度高及疲?和蠕?性能好的优?。例如德?研制的 SCS-6
SiC/IMI834
复合材料的抗拉?度高? 2200MPa ，?度? 220GPa ，而且具有极?优异的??定性，在 700℃ ?度暴露 2000h
后，力?性能不降低。 TiMMC ??代替?气机?，可使?气机的?构?量?? 70% 。美?制?的 TiMMC ??已在 P&W 的
XTC-65
IHPTET ??机上成功地?行了??，能??足性能要求。英、法、德也研制了 TiMMC ??，并成功地?行了台架??。未???机的低??气机?片和?子?片、整体??、机匣及????采用金?基复合材料制造。 TiMMC ??制造技?如下：
（ 1 ）??涂?法。用物理气相沉?（ PVD ）??合金?涂在增???上，然后??涂?的???放在一起，???或?等??成形。此法适合于制?复?形?的零件，如?、?、管、?、?片等。
（ 2 ）等离子?涂法。用等离子?涂法??合金粉末?涂到?先??在?筒的??上，然后取下??复合材料薄?，?行切割、??、??或?等??成形。?种方法?于制?出??的??复合材料薄?，不适于制???等需要????的构件。
（
3
）?料??造法。?合金粉末和有机粘接?混合并涂在平行排列的??上作?前?体，多??放并???或?等??成形。在成形前用真空除气法去除有机粘接?。
?种方法?然??易行，但是，存在如下不足：?合金粉末中?高的氧含量，??合金的性能极?不利；有机粘接?造成污染；有机粘接?去除后??的移??致复
合材料??分布不均?。
（ 4 ）箔 -
??法。??逐根用金??或?交叉??，或用有机粘接????固定在?合金箔上，??合金箔与??好的??逐??放，???或?等??成形。?种方法微?
??可控，化?成分准确，??含量低，但?合金箔（通常 70 ∼ 100μm ）价格?，??分布不均?，易?生?裂，制造复?形?零件困?。
2.2 陶瓷基复合材料构件制造技?
推
重比 15 ∼ 20 高性能航空??机的??前?度??到 2?200?K 以上，????增?陶瓷基复合材料（ CMC
）耐?高，密度低，具有?似金?的?裂行?，?裂?不敏感，不?生??性的??，可代替高?合金作??端部件?构材料。其中，????增?碳化硅复合材料
包括 C/SiC 和 SiC/SiC ?种。 C/SiC 和 SiC/SiC 的密度分?? 1.8 ∼ 2.1g/cm3 和 2.4 ∼
2.6g/cm3 ， SiC 基 CMC 的最高工作?度? 1650℃ ， C/SIC 和 SiC/SiC 可分?在有限?命和??命?件下使用。
CMC 的?用使??机大幅度?重，??冷?气或?需冷?，?而确保??机高推重比的有?性能。美、英、法等???家以推重比 9 ∼ 10
??机（如 F119,EJ200,F414 等）作? CMC 的演示??平台，主要演示??的部件有 SiC 基 CMC
的燃?室、??外?、火焰?定器、矢量?管??片和密封片等。?果表明， SiC 基 CMC
构件在航空??机的中等?荷?止件上演示??成功。此外，美?在 “IHPTET” 第二?段?划（ 1991 ∼ 2000 年）中?研制了多种
SiC 基 CMC 构件，如整体燃?室、?向?片、???子和整体?向器，在第三?段?划中，?重??用考核整体燃?室和整体??等构件。 SiC 基
CMC 的??制造技?包括???制件的??和制造、 SiC
基体的致密化技?、??与基体?界面?和复合材料表面防氧化涂?的??与制造以及构件的精密加工等。复合材料的制造方法有化?气相浸透法（ CVI
）、先?体浸??解（ PIP ）、反?性熔体?透（ RMI ）、反???（ RS ）、????（ HPS ）等方法。其中 CVI
法最具??力，可覆?基体、界面?和表面涂?的制?。
2.3 碳 / 碳复合材料构件制造技?
碳 / 碳复合材料（ C/C
）的最?著的优?是耐高?（ 1800 ∼ 2000℃ ）和低密度（? 1.9g/cm3 ），可能使??机大幅度?重。美、法、俄等研制的
C/C 复合材料部件有燃?室?嘴、加力燃?室?管、??和?向?片、整体???、??外?等。美??整体???在 1760℃ ?行了地面超???。
C/C 构件的??制造技?包括碳???制体的??与制?、 C/C 的致密化技?和 C/C 防氧化涂?的??与制造。 C/C
致密化方法有化?气相浸透法（ CVI
）和液相浸?法，液相浸?法包括?脂浸?炭化法和?青浸?炭化法，?展的方向是提高致密化速率，降低制造成本。由于航空??机用 C/C
构件要?足富氧燃气?境下??命工作的要求，所以必?解? C/C 抗氧化的??。通???和制?防氧化涂?是改善 C/C
抗氧化性的主要途?，也是??研究的??，目前尚未取得突破性?展。由上可?，与?行推重比 8
的??机相比，新材料构件不管在?构??、制造技?方面，?是在整体?量方面，都有?大突破，因此可确保推重比 15 ∼ 20 等高性能的??。
3 新工?技?成??代航空??机?展的重大??制造技?，并得到?泛?用
3.1 先?精密毛坯制造技?向近?余量成形方向?展
先?精密毛坯制造技?主要有：
?
气机?片精?；定向凝固空心?余量精??片；?晶合金精????片；多?空心?片整体?造；??壁冷?晶?片（高效?散气冷?晶?片）精密?造；高?合金
薄壁大型复?机匣精?（外形尺寸可大于 1000mm ，壁厚?薄至 0.8 ∼ 1.25mm
）；整体?造?合金机匣；?射成型???、?形件；精密?制高?合金、?合金?形件；?合金整体??采用?等??法?粉末?合金和精??片复合成形?整体
??；采用不同部位施加不同?形量的形???理方法，?得?重??和性能的?件；?合金薄壁大型复?机匣精?及?等???理；高?合金整体???等??复
合成形，采用?等??工??粉末高?合金?件和精??片?散?接?整体???构。
3.2 特种加工技?解?了常?加工?以解?的??
以
高能束流加工?代表的特种加工技?在?切削材料加工，复?构件的型腔、型面、型孔、微小孔、?微槽及?的加工中?示出?著特?，解?了常?加工很?解?的
??。特种加工技?主要包括：激光加工；?子束加工；离子束加工；等离子加工；?火花加工；?解加工；超?波加工；磨料流加工；高?水射流切割等。
3.3 特种焊接技?在航空??机焊接?构件上的?用越?越?泛
特种焊接技?主要包括：?极惰性气体保?弧焊（ GTAW ）；活性焊?焊接技?；自蔓延高?合成焊接法；等离子弧焊（ PAW ）；?子束焊（ EBW ）；激光焊（ LBW ）；真空?焊（ VB ）；?散焊（ DB ）；?性摩擦焊；?性摩擦焊等。
3.4 涂?技?在航空??机??零部件的?用越?越?泛
涂
?技?在航空??机??零部件的耐磨、高?防?、隔?、封?以及?合金零件的防微?磨?、阻燃等方面起了?著的作用，?用越?越?泛。先?的涂?方法主要
包括：真空等离子?涂；?流等离子?涂；超音速火焰?涂；?子束物理气相沉?；化?气相沉?；真空离子?射涂?（ ??? ?）等。
3.5 快速原型 / 零件制造技??用于航空??机零件??制造
快
速原型 /
零件制造技??航空??机复?零件的?????体化提供快速方便的手段，可??精?复?模具的制造，?在?展到直接快速成形零件，是一种很有?展前景的工
?方法。主要方法有：分??体制造、??性激光??、熔化沉?制造、三?打印和三?焊接法等。大量的新工?技?已成??代航空??机制造技?的??技?，
得到了?泛地?用；若干新?的新工?技??是未?高性能??机的重大??制造技?，它???高性能??机的?生而?展?大。
4 在??制造技?基?上?展起?的先?制造技?已成?支??代制造?的骨架和核心，以信息化????制造?，企?信息化工程得到?足?展
先
?制造技??把??的制造技?与?代信息技?、管理技?有机地?合，通??算机技??合?用于?品的??、制造、??、管理、?售、使用、服?的制造全?
程，使得?品上市快、?量好、成本低，提高了企?的柔性和敏捷性。??有先?的制造技?，制造出最有??力的新?品，?就能在激烈的??市?角逐中取胜。
?前最有代表性的先?制造技?有?算机集成制造技?、智能制造技?、??制造与网?制造技?、并行工程技?、快速??制造技?和?色制造技?等。在未?高
性能??机制造中，?使其推重比有更大的提高，?大量采用新材料（含先?复合材料）、?合性能更加优越的新型?构（特?是整体化、?量化的?构）和??而
生的更加先?的制造技?。管理模式的革命性?化?使?代先?制造技?更加适?高新技??展的需要。?
引用出處：
http://www.fyjs.cn/bbs/htm_data/27/0702/85869.html
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