Китай разби западния монопол: Пекин започва масовото производство на монокристални лопатки за авиационни двигатели

Според нов репортаж Китай е петата страна в света – след САЩ, Великобритания, Русия и Франция – която е усвоила самостоятелното производство на монокристални лопатки за самолетни двигатели – една от най-сложните части в индустрията. По-конкретно, Китай е разработил своята собствена никелова суперсплав DD6, която има същите характеристики като чуждестранните аналози, но е по-евтина. Лопатките, изработени от DD6, вече се използват в двигателите на военните и гражданските самолети.

Авиационният турбинен двигател работи чрез преобразуване на енергията: химическата енергия на горивото се превръща в топлинна енергия под високо налягане, след това в механична енергия на въртене на турбината и накрая в тяга на самолета. Ефективността на този процес пряко зависи от това колко високи температури могат да издържат компонентите в „горещата част“ на двигателя.

В този случай ключова роля играят монокристалните лопатки. Те са изработени не от обикновен метал, а от специална суперсплав, в която няма граници между кристалите. Именно тези граници обикновено причиняват пукнатини и счупвания при прегряване. Лопатките работят в екстремни условия – при свръхвисоки температури, налягане, огромни обороти и в корозионна среда. От тях зависят мощността на двигателя, разходът на гориво и животът на двигателя. Тези части се считат за „еталон“ за технологичното ниво на страната в областта на самолетното двигателостроене. Производството им включва повече от десет основни етапа, всеки от които е разделен на десетки операции с висока прецизност – от топенето на сплавта до крайната механична обработка.

Пекинският институт за авиационни материали (AECC) играе централна роля в развитието на тази индустрия в Китай. Именно там са разработени редица никелови монокристални суперсплави, включително материалът от второ поколение DD6, създаден на базата на напълно независима интелектуална собственост.

Според Ли Джиаджун, главен инженер в института, характеристиките на DD6 съвпадат и дори превъзхождат аналогичните чуждестранни сплави при по-ниски производствени разходи. Това е намалило зависимостта на Китай от вноса на стратегически материали и е разширило промишлените им приложения.

За да се поддържа стабилност при температури, по-високи от тези на конвенционалната стомана и доближаващи се до точката на топене на самата сплав, е необходим прецизен контрол на никеловата основа, легирана с елементи с различни физични и химични свойства. Всички компоненти трябва да са равномерно разтопени, добре легирани и без примеси. В такава система никелът действа като основа, а легиращите добавки се избират, за да осигурят устойчивост на топлина, устойчивост на деформация и устойчивост на корозия.

Лопатките, изработени от DD6 и други разработки на института, вече се използват в различни самолетни двигатели, както военни, така и граждански, включително и в двигатели на хеликоптери.

Китай разработва монокристални суперсплави от 80-те години на миналия век. През това време в страната са създадени първите местни монокристални лопатки и кухи структури от този тип, като постепенно е изграден цялостен технологичен цикъл, който днес поставя Китай наравно с водещите световни производители на самолетни двигатели.