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國產航發能否起飛?材料學是至關重要的一環,這裡沒有彎道超車

我國的科技發展在許多領域都屬於世界前列,其中有些技術更說得上是彎道超車,起步晚但跑得快。但有一個領域——材料學,卻完全沒辦法彎道超車,而我國發動機技術的突破,也全靠材料學的發展。到底是哪些原因造成了這類現象?咱們就來探討下這一系列問題的答案。

發動機的設計和材料技術的先程序度息息相關。先拿別國的發動機來說,蘇系的發動機尾部噴口多為雙層設計,而美國的卻都是單層設計。不過兩者的效能幾乎沒有差異,只是在功率相同的情況下,蘇系發動機維護起來要耗費更多精力,中國的發動機尾部設計也和蘇系一樣。

顯然,單層設計比雙層設計更為先進,我國和俄羅斯的發動機都敗在了材料學這一領域。單層設計所需要的材料,要有更強的耐熱性和延展性。原本我國並未擁有類似的材料,不過在2020年下半年,我國終於在材料學領域有所突破,新一代WS-10B發動機應運而生,其尾部噴口就用上了單層設計,和美國的GEF1000發動機一樣。所以說,只有材料學實現了突破,才能帶動發動機技術起飛。

其實不止發動機,其他武器也是一樣。我國在上個世紀研發的殲-811戰鬥機,直到機身外的蒙皮鋁合金製造技術突破,才算是真正意義上完全實現了中國製造。而到了2016年,殲-10發動機進化為殲-10C型,搖身一變成為我國最強的輕型戰鬥機,也是由於我國研製了30年的7050高強度鋁合金終於成功投入使用。所以可以說,各類武器裝備的研發,都受限於材料學。一種全新的材料,能帶來多種技術的突破。

那為什麼說我國在材料學領域無法像其他科技領域一樣,做到彎道超車呢?首先要提到的是,材料學的核心是冶金,冶金的核心又是金屬的配方,和設計還有機床技術都沒有關係。用於研發各種高新材料的技術和裝置,我國現在是不缺的,生產材料適應的不同環境都能人為製造出來,剩下的關鍵就是配方和製造工藝。

在不同的配方里,合金需要哪幾種金屬,合成時間要具體到多少分鐘;離心、電離和抽真空的步驟怎麼實施,需要混合的是鐵水還是鐵粉;要不要高溫加到讓金屬氣化,諸如此類,還有許多更為專業和複雜的細節,都是要慎重考慮的因素。想要在材料學領域實現突破,除了實打實的一次次試驗,別無他法。而多次試驗的結果中,也一定會有浪費材料的失敗。

所以,材料學的進步需要耗費大量的時間和資金,不可能做到彎道超車。而近年來,我國在材料學領域進展飛快,不僅是因為投入了大量的資金,更是得益於水平位於世界前列的我國超算技術。材料學家可以利用超級計算機模擬全新材料在數萬種甚至數百萬種情況下的特性,這樣一來,就避免了時間上的浪費,加快了新材料研發的腳步。

雖然做不到彎道超車,我國的材料學也一直在穩紮穩打地前進。有雄厚的資金和先進的超算技術扶持,在將來,隨著更多新材料的誕生,我國包括髮動機在內的各種武器裝備,都能實現多重突破,更上一層樓。

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