陳 偉，任 靜，蔣洪德，王慶韌，李明飛

(1. 四川大學(xué) 空天科學(xué)與工程學(xué)院，成都 610065;2. 清華大學(xué) 燃?xì)廨啓C(jī)研究所，北京 100084;3. 廣東惠州天然氣發(fā)電有限公司，廣東 惠州 516082)

重型燃?xì)廨啓C(jī)是發(fā)電領(lǐng)域的高端裝備，代表發(fā)電設(shè)備設(shè)計(jì)制造技術(shù)水平的金字塔頂端，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和能源動(dòng)力工業(yè)中有重要的戰(zhàn)略地位[1-2]。自我國(guó)2002年組織重型燃?xì)廨啓C(jī)打捆招標(biāo)采購(gòu)以來(lái)，盡管同時(shí)引進(jìn)了燃?xì)廨啓C(jī)制造技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了燃?xì)廨啓C(jī)的本地化生產(chǎn)制造，但以透平葉片為代表的熱端部件，如圖1所示，由于技術(shù)含量高，加工制造難度大，依然被牢牢控制在國(guó)外燃?xì)廨啓C(jī)廠商手中[3]。熱端部件極為昂貴，在燃?xì)廨啓C(jī)總價(jià)中所占比重很高，按照其使用壽命和運(yùn)行條件，需要定期進(jìn)行檢修和更換。目前，熱端部件的維護(hù)費(fèi)用已成為燃?xì)廨啓C(jī)電廠后期運(yùn)行維護(hù)主要成本之一，也是國(guó)外燃?xì)廨啓C(jī)廠商主要的利潤(rùn)來(lái)源[4]。

圖1 西門子V94.3A重型燃?xì)廨啓C(jī)透平靜葉、動(dòng)葉[14]

盡管G/H/J級(jí)重型燃?xì)廨啓C(jī)已經(jīng)成熟，并逐漸開(kāi)始進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)[5]。但目前國(guó)內(nèi)的燃?xì)廨啓C(jī)電廠中占主流的還是F級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)，主要為通用電氣的9FA機(jī)型，西門子的V94.3A機(jī)型和三菱的M701F機(jī)型[6-7]，截至2018年6月底，僅三菱燃?xì)廨啓C(jī)就達(dá)68臺(tái)。為了降低燃?xì)廨啓C(jī)電廠高昂的熱端部件維護(hù)費(fèi)用，也由于燃?xì)廨啓C(jī)熱端部件備品備件有著很大的利潤(rùn)空間和市場(chǎng)前景，近年來(lái)，一些燃?xì)廨啓C(jī)電廠、燃?xì)廨啓C(jī)制造企業(yè)、社會(huì)資本、地方政府均開(kāi)始探索重型燃?xì)廨啓C(jī)透平葉片的國(guó)產(chǎn)化，期望在促進(jìn)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的同時(shí)，也能獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

國(guó)際上有成功通過(guò)逆向工程設(shè)計(jì)而提供透平葉片備件的廠家，如：PSM，Wood Group[8]。但也需要看到，透平葉片逆向工程設(shè)計(jì)過(guò)程極為復(fù)雜，涉及到：高溫合金及涂層材料；氣動(dòng)、傳熱、結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度等多學(xué)科計(jì)算分析；無(wú)余量精密鑄造、機(jī)械加工及特種加工、特殊涂層的噴涂等多種加工工藝；以及不同條件的試驗(yàn)驗(yàn)證環(huán)節(jié)。因此技術(shù)門檻高，投資風(fēng)險(xiǎn)大。

本文基于以往的工作經(jīng)歷及對(duì)上述技術(shù)內(nèi)容的理解，結(jié)合國(guó)內(nèi)的現(xiàn)有條件，探討重型燃?xì)廨啓C(jī)透平葉片國(guó)產(chǎn)化過(guò)程中所需解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，為此項(xiàng)工作的開(kāi)展提供一些參考和建議。

1 透平葉片的測(cè)繪

透平葉片逆向工程設(shè)計(jì)，離不開(kāi)詳細(xì)的測(cè)繪?，F(xiàn)有光學(xué)測(cè)量和高精度三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)均能獲得良好的測(cè)量效果[9-11]。需要注意的是，根據(jù)測(cè)量獲得的點(diǎn)云數(shù)據(jù)擬合成葉片型面數(shù)據(jù)時(shí)易產(chǎn)生一定的擬合誤差。對(duì)于影響葉片氣動(dòng)和強(qiáng)度性能的葉型表面(葉片型面需考慮熱障涂層的厚度)、葉型前尾緣半徑、葉型與上下端壁連接處的復(fù)合圓角、葉根齒型表面，需進(jìn)行細(xì)致的分析和修正，如圖2所示。

圖2 某型重型燃?xì)廨啓C(jī)透平葉片測(cè)繪點(diǎn)云及型面重構(gòu)

現(xiàn)有F級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)透平葉片通常有復(fù)雜的內(nèi)、外冷卻結(jié)構(gòu)[12]。葉片表面大量的氣膜冷卻孔，其孔型、孔位、孔徑、射流角、復(fù)合角等幾何參數(shù)均對(duì)葉片的氣膜冷卻效果有重要的影響，需要借助量規(guī)等精確的輔助工具進(jìn)行測(cè)量。葉片內(nèi)部的復(fù)雜冷卻通道，可采用高精度工業(yè)CT進(jìn)行測(cè)繪和積疊重構(gòu)[13]，但局部冷卻結(jié)構(gòu)只能將葉片剖切才能準(zhǔn)確測(cè)量。由于冷卻結(jié)構(gòu)是影響葉片冷卻和強(qiáng)度性能的關(guān)鍵，需結(jié)合多種測(cè)繪手段才可獲得全面的數(shù)據(jù)。同時(shí)，為了開(kāi)展后續(xù)透平葉片的逆向分析和優(yōu)化，除測(cè)繪葉片本身，還需測(cè)繪透平的通流尺寸，空氣系統(tǒng)關(guān)鍵限流結(jié)構(gòu)尺寸等。

需要注意的是，國(guó)外燃?xì)廨啓C(jī)廠商在不斷地采用新技術(shù)提升其燃?xì)廨啓C(jī)產(chǎn)品的性能，以西門子V94.3A燃?xì)廨啓C(jī)為例，經(jīng)幾次性能升級(jí)后，其功率增加了約20%，效率絕對(duì)值提升了近3%[14]，如圖3所示。所用透平葉片，尤其是冷卻結(jié)構(gòu)進(jìn)行了局部?jī)?yōu)化，葉片所用冷氣量和冷卻性能有所差異。因此，測(cè)繪時(shí)需注意葉片適用于哪種版本的燃?xì)廨啓C(jī)，而不能隨意混用。

圖3 西門子V94.3A重型燃?xì)廨啓C(jī)性能升級(jí)歷史[14]

2 透平葉片的材料

材料是透平葉片國(guó)產(chǎn)化的基礎(chǔ)。透平葉片工作在高溫高壓的環(huán)境中，其基體材料通常為鎳基或鈷基高溫合金。其中，透平靜葉由于燃?xì)鉄嶝?fù)荷更高，燃?xì)鉁囟炔痪鶆蛐愿怀?，要求具有良好抗高溫?zé)崞谛阅?、良好的抗高溫氧化和腐蝕性能等，常采用鈷基高溫合金。同時(shí)，一級(jí)靜葉表面的氣膜孔數(shù)量最多，通常還需要焊接葉片沖擊冷卻襯套和端壁冷卻沖擊板。鈷基高溫合金良好的可焊性和可加工性，也有利于一級(jí)靜葉組件的加工和裝配。透平動(dòng)葉雖然燃?xì)鉄嶝?fù)荷相對(duì)于靜葉較低，但需承受高離心應(yīng)力、振動(dòng)應(yīng)力和高溫燃?xì)獾母咚贈(zèng)_蝕，要求具有良好的高溫持久強(qiáng)度和抗蠕變性能、良好的高溫強(qiáng)度和韌性等，一般選擇鎳基高溫合金[15-18]。

為了提高透平葉片耐高溫、抗氧化及腐蝕的能力，透平前兩級(jí)葉片表面通常噴涂有50～600 μm的熱障涂層(Thermal Barrier Coating，TBC)。熱障涂層由金屬粘結(jié)底層和陶瓷面層組成，粘結(jié)底層通常采用MCrAlY(M為Ni、Co或Ni+Co)，主要擔(dān)負(fù)著熱膨脹匹配過(guò)渡、抗氧化、抗腐蝕的多重功效，而陶瓷面層通常采用Y2O3穩(wěn)定的ZrO2，主要起隔熱作用[19-21]。透平3～4級(jí)葉片由于燃?xì)鉁囟容^低，表面通常僅噴涂有抗氧化涂層。此外，為了改善葉片的強(qiáng)度振動(dòng)特性，透平3～4級(jí)葉片葉頂通常設(shè)計(jì)有鋸齒葉冠，其結(jié)合面涂覆高溫耐磨涂層，防止葉冠因磨損而過(guò)早失效[22]。

幾種典型F級(jí)重型燃?xì)廨啓C(jī)透平葉片所用高溫合金材料和涂層材料如表1所示。

表1 幾種典型F級(jí)重型燃?xì)廨啓C(jī)透平葉片所用高溫合金材料和涂層材料[15]

注:1) 通用電氣-9FA燃?xì)廨啓C(jī)透平為三級(jí)；

2) 本表信息來(lái)源于文獻(xiàn)[15]，與文獻(xiàn)[16-18]略有不同，可能是由于燃?xì)廨啓C(jī)型號(hào)版本有所差異。

上述透平葉片材料中，前兩級(jí)葉片材料要求耐溫能力更高，主要為國(guó)外燃?xì)廨啓C(jī)廠商經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)發(fā)展而來(lái) (其中西門子V94.3A燃機(jī)透平葉片所用的材料PWA1483由普惠公司研制)。若國(guó)產(chǎn)化透平葉片繼續(xù)采用相同材料，既涉及到專利問(wèn)題，同時(shí)采購(gòu)也極為困難，因此需選擇替代材料。

選擇替代材料前，需充分了解原始葉片材料，并結(jié)合其化學(xué)成分、物理化學(xué)性能、力學(xué)性能、可加工性選擇合適材料進(jìn)行替代。若選擇可公開(kāi)采購(gòu)且經(jīng)燃?xì)廨啓C(jī)長(zhǎng)期使用考核的國(guó)外高溫合金材料，需確定該材料采購(gòu)的可行性及采購(gòu)成本。我國(guó)材料研究部門從仿制到自主創(chuàng)新，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，質(zhì)量不斷提高，并逐步形成了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的燃?xì)廨啓C(jī)抗熱腐蝕高溫合金體系，例如：多晶合金K444、K452，定向合金DZ38G、DZ411，單晶合金DD8、DD10等[23-24]。但材料純凈度、合金性能的穩(wěn)定性還需進(jìn)一步提高[25]，尤其是長(zhǎng)壽命周期要求，在重型燃?xì)廨啓C(jī)透平葉片上進(jìn)行應(yīng)用還需經(jīng)受嚴(yán)格的部件試驗(yàn)、樣機(jī)驗(yàn)證、實(shí)際長(zhǎng)期運(yùn)行考核等。因此，選擇國(guó)產(chǎn)材料要更為慎重。

不論采用何種替代材料，材料差異將不可避免地對(duì)透平葉片的性能造成影響，嚴(yán)重時(shí)將造成透平葉片與其他部件不匹配，影響燃?xì)廨啓C(jī)的安全可靠運(yùn)行。因此需對(duì)采用替代材料后的透平葉片性能進(jìn)行詳細(xì)分析和評(píng)估，必要時(shí)需進(jìn)行設(shè)計(jì)上的優(yōu)化。

3 透平葉片的逆向分析及優(yōu)化

透平葉片材料替換后，其重量、理化性能、溫度及應(yīng)力分布、熱伸長(zhǎng)、強(qiáng)度振動(dòng)特性等均將與原始葉片不同，需評(píng)估材料替換后的葉片各項(xiàng)性能能否達(dá)到使用要求。另一方面，國(guó)外燃?xì)廨啓C(jī)廠商就燃?xì)廨啓C(jī)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)在中國(guó)進(jìn)行了充分的專利布局，其中以透平葉片為代表的熱端部件是專利保護(hù)的重點(diǎn)[26-27]。透平葉片國(guó)產(chǎn)化時(shí)，還需考慮設(shè)計(jì)上的升級(jí)改變以規(guī)避相應(yīng)的專利內(nèi)容。

透平葉片的性能與透平部件，乃至燃?xì)廨啓C(jī)整機(jī)都有密不可分的關(guān)系[28-30]。開(kāi)展透平葉片的逆向分析，就需對(duì)透平部件進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算，如圖4所示。包括：

·透平的通流計(jì)算——獲得各葉片排的進(jìn)出口氣動(dòng)參數(shù)；

·空氣系統(tǒng)及熱分析——計(jì)算葉片的冷氣進(jìn)口條件，透平冷熱態(tài)轉(zhuǎn)換；

·三維氣動(dòng)計(jì)算——計(jì)算葉片氣動(dòng)載荷分布；

·冷卻性能分析——獲得葉片溫度分布；

·強(qiáng)度與振動(dòng)模態(tài)分析——獲得葉片應(yīng)力分布，振動(dòng)特性，評(píng)估葉片使用壽命。

不難看出，透平葉片逆向分析的內(nèi)容和流程與葉片正向設(shè)計(jì)是基本一致的。因此要對(duì)透平通流尺寸進(jìn)行詳實(shí)的測(cè)繪，同時(shí)開(kāi)展透平熱分析，將冷態(tài)尺寸換算至熱態(tài)尺寸。

由于逆向分析的各環(huán)節(jié)均存在計(jì)算誤差，尤其現(xiàn)有計(jì)算方法還不能準(zhǔn)確計(jì)算葉片的溫度、應(yīng)力分布，也就難以準(zhǔn)確評(píng)估葉片的使用壽命[31-34]。方法之一是對(duì)比替代材料葉片和原始葉片的溫度場(chǎng)、應(yīng)力場(chǎng)、振動(dòng)避開(kāi)率，通過(guò)優(yōu)化設(shè)計(jì)減小兩者偏差，盡量確保替代材料葉片的安全性，并在后續(xù)試驗(yàn)環(huán)節(jié)中進(jìn)一步驗(yàn)證和改進(jìn)，如圖5所示。

圖4 透平葉片逆向分析

(a) 原始葉片 (b) 材料替代葉片圖5 某型原始葉片與材料替代葉片的溫度分布對(duì)比

4 透平葉片的精密鑄造

透平葉片毛坯的精密鑄造是加工制造中最難的環(huán)節(jié)。現(xiàn)有F級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)透平第一級(jí)葉片由于溫度和應(yīng)力水平極高，已采用定向結(jié)晶葉片，西門子V94.3A甚至采用了單晶葉片。我國(guó)盡管在航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片鑄造工藝上積累了較為豐富的經(jīng)驗(yàn)，但重型燃?xì)廨啓C(jī)透平葉片尺寸和重量更大，運(yùn)行環(huán)境、工作狀態(tài)和使用壽命不同，因此葉片的鑄造工藝要求也不盡相同[24，35]。近年來(lái)，在相關(guān)單位的努力下，我國(guó)重型燃?xì)廨啓C(jī)透平葉片的鑄造工藝取得了較快的發(fā)展[24，36-37]，但在工藝成熟度和產(chǎn)品合格率上距離國(guó)外先進(jìn)水平還有一定差距。

葉片鑄件的尺寸、形位公差的保證是需要解決的關(guān)鍵問(wèn)題之一。尤其F級(jí)燃?xì)廨啓C(jī)透平葉片內(nèi)部冷卻結(jié)構(gòu)復(fù)雜，要保證鑄件合格，需在鑄造各環(huán)節(jié)中對(duì)型芯、蠟件以及最終的鑄件進(jìn)行細(xì)致的檢測(cè)，以防止內(nèi)部冷卻結(jié)構(gòu)的缺失、超差，脫芯不凈導(dǎo)致內(nèi)部通道堵塞等。某型號(hào)葉片鑄件及其陶瓷型芯見(jiàn)圖6。此外，葉型表面輪廓度以及端壁型面的公差，由于對(duì)葉片喉部尺寸有重要的影響，也需重點(diǎn)關(guān)注。

圖6 某型號(hào)葉片鑄件及其陶瓷型芯[37]

葉片鑄件的質(zhì)量，如表面低倍晶粒度、顯微疏松、冶金缺陷分布等均會(huì)影響葉片的力學(xué)性能。其中，由于空心冷卻葉片存在較多的壁厚不均、轉(zhuǎn)角、厚凸臺(tái)等結(jié)構(gòu)，疏松缺陷較難控制，必要時(shí)還需進(jìn)行熱等靜壓處理[38]。

需要注意的是，葉片鑄件的質(zhì)量要求與合格率、成本密切相關(guān)。而國(guó)內(nèi)還沒(méi)有重型燃?xì)廨啓C(jī)透平葉片經(jīng)歷過(guò)設(shè)計(jì)—試制—長(zhǎng)時(shí)間考核—反饋的全過(guò)程，鑄件質(zhì)量對(duì)葉片性能的影響關(guān)系還未建立，形成成熟的燃?xì)廨啓C(jī)透平葉片精密鑄造質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范還需要開(kāi)展大量的驗(yàn)證工作。

5 透平葉片的特種加工

由于高溫合金材料的機(jī)械加工性差，基于透平葉片鑄件的加工主要采用特種加工，主要包括有：葉片葉冠面、葉根齒型面、葉片定位面、安裝配合面等關(guān)鍵表面的緩進(jìn)磨削加工[39]；氣膜孔的精密電加工(或激光加工)；鈑金件的沖壓成型及與基體的焊接等。

零件表面在磨削加工時(shí)，由于受到力和熱的作用，表面材料易發(fā)生物理化學(xué)和冶金學(xué)變化，進(jìn)而影響零件的力學(xué)性能和使用壽命[40]。因此透平葉片的緩進(jìn)磨削，除了滿足型面加工精度要求外，更需重點(diǎn)關(guān)注其加工后的表面完整性。對(duì)于關(guān)鍵表面的加工，如：葉冠接觸面、葉根齒型面、安裝配合面，需對(duì)加工后的表層微觀金相組織進(jìn)行細(xì)致檢驗(yàn)，不允許有磨削裂紋和表面燒傷[41]。而在葉片精密鑄造階段，所留鑄件加工余量不宜過(guò)大，否則會(huì)大大增加磨削加工的周期和成本。

葉片表面氣膜冷卻孔的加工對(duì)于葉片冷卻性能有重要的影響，傳統(tǒng)的加工方式有：激光加工、電火花加工和電液束加工(前兩種方式應(yīng)用更多)[42]。近年來(lái)，飛秒激光加工、激光-電火花、電火花-電液束等復(fù)合加工得到了發(fā)展和應(yīng)用[43]。不同加工方式在加工精度、表面質(zhì)量控制、加工效率上各有優(yōu)缺點(diǎn)。一般而言，首先需保證氣膜孔的孔型、孔位的加工精度，因其直接影響氣膜冷卻覆蓋效果，而隨著扇形孔、扇形后傾孔等高性能孔型的大量應(yīng)用[44-45]，對(duì)孔的加工精度也提出了更高的要求。另一方面，氣膜孔內(nèi)重熔層、微裂紋是葉片疲勞失效的主要萌生點(diǎn)之一[46]，因此需對(duì)孔內(nèi)重熔層的厚度，以及重熔層內(nèi)裂紋、浮镕球的尺寸和數(shù)量做嚴(yán)格的規(guī)定，必要時(shí)還需采用磨粒流對(duì)重熔層進(jìn)行處理[47]。氣膜冷卻加工完成后，需進(jìn)行氣流或水流試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證是否達(dá)到設(shè)計(jì)流量。氣膜孔的電火花加工及孔的橫、縱向電鏡檢測(cè)見(jiàn)圖7。

圖7 氣膜孔的電火花加工及孔的橫、縱向電鏡檢測(cè)[47]

透平的一級(jí)靜葉常采用導(dǎo)流襯套形成內(nèi)部沖擊冷卻，其與靜葉基體采用氬弧焊或釬焊連接。由于兩者材料不同、溫差較大，易在連接處產(chǎn)生疲勞失效[48]，因此焊接后需進(jìn)行合理的熱處理，并對(duì)焊縫質(zhì)量和連接強(qiáng)度進(jìn)行檢驗(yàn)。

重型燃?xì)廨啓C(jī)透平葉片與航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片在特種加工工藝上有較強(qiáng)的相似性，因此制定質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)時(shí)可以較大程度地參考借鑒。

6 透平葉片的涂層制備

透平葉片的涂層制備方法主要有：大氣等離子噴涂(APS)、電子束物理氣相沉積(EB-PVD)和超音速火焰噴涂(HVOF)等[20]。不同的工藝方法，制備的涂層特性不同，APS方法制備涂層的效率較高，涂層表現(xiàn)為層狀堆疊式結(jié)構(gòu)，層狀之間的縫隙和空洞使整個(gè)涂層呈現(xiàn)出疏松多孔的宏觀特性，因此具有較低的熱導(dǎo)率和一定的應(yīng)變韌性。EB-PVD制備涂層的效率較低，涂層表現(xiàn)為柱狀晶微結(jié)構(gòu)，柱狀晶相互平行，因此其韌性、熱循環(huán)壽命和耐久性較高[49]。HVOF制備的涂層與APS非常接近，但結(jié)構(gòu)更精細(xì)、顯微組織更均勻，穩(wěn)定性更好。三種制備方法在重型燃?xì)廨啓C(jī)透平葉片上均有應(yīng)用，通常HVOF用于制備耐磨涂層和TBC涂層的金屬粘結(jié)底層，APS用于制備陶瓷面層，EB-PVD則在西門子V94.3A燃?xì)廨啓C(jī)上得到應(yīng)用。APS和EB-PVD制備熱障涂層顯微組織結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖8 。

圖8 APS和EB-PVD制備熱障涂層顯微組織結(jié)構(gòu)[50]

由于涂層材料與葉片基體材料熱膨脹系數(shù)顯著不同，服役過(guò)程中涂層受到熱、力和化學(xué)等共同作用，燃?xì)鉀_蝕、外物沖擊、金屬粘結(jié)層內(nèi)熱生長(zhǎng)氧化物(TGO)的形成和膨脹、溫度梯度引起的熱應(yīng)力等因素均可能導(dǎo)致涂層出現(xiàn)裂紋、剝落的失效情況[51]。因此，研究涂層的破壞機(jī)理和壽命預(yù)測(cè)方法得到了越來(lái)越多的關(guān)注[52-54]。

為了提高涂層的使用壽命，在葉片涂層的制備過(guò)程中，需對(duì)涂層的結(jié)合強(qiáng)度、氧化率、孔隙率、界面污染率進(jìn)行嚴(yán)格要求，不允許出現(xiàn)平行基體的裂紋。必要時(shí)還需開(kāi)展相應(yīng)的試樣試驗(yàn)驗(yàn)證。需要注意的是，透平葉片表面涂層厚度并不一致，各處厚度需根據(jù)隔熱和結(jié)合強(qiáng)度要求進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，并在制備完成后進(jìn)行細(xì)致的涂層厚度檢驗(yàn)。

7 結(jié)論

透平葉片是重型燃?xì)廨啓C(jī)中的核心零部件，迄今仍被牢牢控制在外方燃?xì)廨啓C(jī)廠商手中，這也是目前我國(guó)燃?xì)廨啓C(jī)電廠運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用高企的主要原因之一。因此，實(shí)現(xiàn)重型燃?xì)廨啓C(jī)透平葉片的國(guó)產(chǎn)化有著巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

本文探討了透平葉片國(guó)產(chǎn)化過(guò)程中所需解決的若干關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題，試圖說(shuō)明透平葉片國(guó)產(chǎn)化并非簡(jiǎn)單的測(cè)繪仿制，需要通過(guò)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)哪嫦蚬こ淘O(shè)計(jì)才能降低國(guó)產(chǎn)化過(guò)程中的技術(shù)風(fēng)險(xiǎn)。而逆向工程設(shè)計(jì)內(nèi)容和流程與葉片正向設(shè)計(jì)基本一致。

透平葉片的逆向工程設(shè)計(jì)極為復(fù)雜，涉及到基礎(chǔ)材料；多學(xué)科交叉分析和優(yōu)化；精密加工工藝。此外，還需要開(kāi)展不同條件下的試驗(yàn)驗(yàn)證，受篇幅所限，本文并未對(duì)此進(jìn)行展開(kāi)探討。因此，要實(shí)現(xiàn)透平葉片的國(guó)產(chǎn)化，需要國(guó)內(nèi)在材料—設(shè)計(jì)—制造—試驗(yàn)等各個(gè)環(huán)節(jié)的企事業(yè)單位和科研院所共同合作才可能成功。

需要特別說(shuō)明的是，逆向工程設(shè)計(jì)只是重型燃?xì)廨啓C(jī)透平葉片國(guó)產(chǎn)化的基礎(chǔ)，可加速技術(shù)學(xué)習(xí)及研究進(jìn)程，但歸根結(jié)底需形成自主研發(fā)體系才能算得上真正成功。目前我國(guó)正在實(shí)施“航空發(fā)動(dòng)機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)”國(guó)家科技重大專項(xiàng)，透平葉片國(guó)產(chǎn)化過(guò)程中解決的關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題對(duì)于自主重型燃?xì)廨啓C(jī)的研制也能提供相應(yīng)的技術(shù)支撐。