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智能激光技術(shù)有望治愈航空發(fā)動(dòng)機(jī)“心臟病”

來(lái)源:浙江在線2016-12-08 我要評(píng)論(0 )   

談起前不久犧牲的“金鳳凰”余旭,中科院寧波材料所高級(jí)研究員張文武一直都在思考,究竟是什么問(wèn)題導(dǎo)致了飛機(jī)發(fā)生意外。作為寧波工研院先進(jìn)制造技術(shù)研究所副所長(zhǎng),近年...

談起前不久犧牲的“金鳳凰”余旭,中科院寧波材料所高級(jí)研究員張文武一直都在思考,究竟是什么問(wèn)題導(dǎo)致了飛機(jī)發(fā)生意外。作為寧波工研院先進(jìn)制造技術(shù)研究所副所長(zhǎng),近年來(lái),張文武帶領(lǐng)科研團(tuán)隊(duì),一直在研究智能化激光加工關(guān)鍵技術(shù),而這項(xiàng)技術(shù)將被運(yùn)用于我國(guó)下一代航空發(fā)動(dòng)機(jī)的核心部件制造。

今年,張文武團(tuán)隊(duì)提出的“渦輪葉片復(fù)雜異形氣膜孔智能化激光加工關(guān)鍵技術(shù)研究”項(xiàng)目,獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金-浙江“兩化融合”基金的支持,為治愈航空發(fā)動(dòng)機(jī)“心臟病”提供了可能。

復(fù)雜異型孔是什么?在實(shí)驗(yàn)室里,張文武展示了用智能化激光加工出來(lái)的相關(guān)產(chǎn)品。在一塊復(fù)合材料板上,一面是一個(gè)個(gè)針孔大小的孔,而翻過(guò)來(lái),則是一個(gè)個(gè)“貓耳朵”一樣的開(kāi)槽,而這些井然有序排列著的氣孔,就是復(fù)雜異型孔。“有了復(fù)雜異型孔,高速氣流從針孔狀的一面吹入,另一面出來(lái)的氣流因?yàn)闅饪椎男螤羁梢孕纬梢粚?lsquo;氣膜’。”張文武告訴記者,而這將成為航空發(fā)動(dòng)機(jī)耐高溫的“金鐘罩”。

  

智能化激光技術(shù)加工的復(fù)雜異型孔


“別看這小小的開(kāi)孔,在沒(méi)有智能化激光三維加工技術(shù)時(shí),這些氣異形孔的加工是非常困難的。”張文武說(shuō),傳統(tǒng)加工技術(shù)不僅耗時(shí)多、精度低,同時(shí)還會(huì)在加工時(shí)形成細(xì)微的裂紋,為航空發(fā)動(dòng)機(jī)的穩(wěn)定工作埋下安全隱患。“耐高溫是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)鍵,而這也正是為什么我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)提高大修周期必須提高的關(guān)鍵領(lǐng)域之一。”

智能化激光三維加工是引領(lǐng)性的先進(jìn)制造技術(shù),張文武表示,項(xiàng)目的研發(fā)將分步驟展開(kāi),在前期研究基礎(chǔ)上,項(xiàng)目從冷卻機(jī)理出發(fā),系統(tǒng)化解決復(fù)雜異型氣膜孔的科學(xué)設(shè)計(jì)問(wèn)題;之后從TBC/高溫合金多層材料的激光去除與損傷機(jī)理出發(fā),突破異形孔的低損傷單步成型障礙;最后則用宏微結(jié)合和特種激光頭,實(shí)現(xiàn)復(fù)雜曲面上異形孔的自動(dòng)化加工和質(zhì)量控制,以加速?gòu)?fù)雜異型孔在國(guó)產(chǎn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)葉片上的應(yīng)用。

作為項(xiàng)目主研人員,張文武不僅擁有一腔愛(ài)國(guó)熱情,更是一位充滿熱情的科普達(dá)人。

1995年,張文武以工程師的身份加入原航天部一院十三所。1998年,為了三維制造的夢(mèng)想,張文武前往美國(guó),在哥倫比亞大學(xué)攻讀精密工程專業(yè)。哥倫比亞大學(xué)畢業(yè)后,張文武獲得了進(jìn)入美國(guó)通用電氣公司(GE)工作的機(jī)會(huì),從一名普通的工程師,到帶領(lǐng)整個(gè)科研團(tuán)隊(duì)進(jìn)行核心技術(shù)攻關(guān),張文武潛心研究先進(jìn)制造工藝十年時(shí)間。

2012年,他毅然選擇回國(guó),扎根寧波,開(kāi)始在國(guó)內(nèi)推廣能量場(chǎng)制造與創(chuàng)新方法論,探索適應(yīng)中國(guó)國(guó)情的前瞻性工程方法和工具。值得一提的是,張文武不僅僅對(duì)科研有激情,對(duì)科普也很執(zhí)著,利用業(yè)余時(shí)間,他寫了多本科普讀物,包括長(zhǎng)篇科幻小說(shuō)《地球母親的節(jié)日》和《小豆豆小點(diǎn)點(diǎn)奇遇記》。他希望以科普讀物的形式,讓更多的人了解科學(xué)知識(shí),掌握科學(xué)知識(shí)。

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激光技術(shù)復(fù)雜異型孔航空發(fā)動(dòng)機(jī)
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