美軍F-22戰鬥機的發動機耐熱技術靈感竟然來自中國民間表演！

渦輪是航空發動機中熱負荷和機械負荷最大的部件，其中渦輪葉片的工作環境尤為惡劣，在發動機循環中，承受著燃燒後的高溫高壓燃氣衝擊，其製造技術也被列為現代航空發動機的關鍵技術。發動機性能很大程度上取決於渦輪進口溫度的高低，而渦輪葉片材料的影響限制了其溫度的控制。

為提高渦輪葉片的性能和使用壽命，進而提高發動機的性能，採用氣膜冷卻技術具有其代表性，同時對氣膜孔加工技術提出了更高要求。

渦輪葉片氣膜冷卻技術 — 氣膜孔加工技術

1、氣膜冷卻技術：

80年代美工程師W研究渦輪風扇噴氣發動機不順利，因為新型飛機發動機動力要大，就必須壓力大，飛機發動機的部件必須耐高溫大於1200 —1400度，通常耐800度以上高溫的材料就不容找到，特別是發動機的關鍵部件：渦輪風扇上的葉片。所以來到中國度假，順便來中國交流，受到同行接待，期間到中國雲南看了少數民族表演，有一個節目引起了W的很大興趣，那就是赤腳走火山節目，就是光著雙腳，在灼熱的炭火上來回走，跳舞，看得W很是驚奇，問中國專家，中國專家很不屑，就告訴他表演這種節目的科學原理，「人腳上有很多排汗的毛孔，走在炭火上運動，汗液不斷蒸發，形成一層氣體，隔絕了熱量，所以腳不會燙壞」。W陷入了沉思，突然跳起來，高喊：我知道了，我知道了，我知道了。中國專家莫名其妙。

後來，W回到實驗室，在渦輪風扇噴氣發動機的葉片上鑽出許多的小孔，小孔分布呈魚鱗狀。

葉片腔內有一大孔徑與小孔相通，通過其設計的系統，高速氣體不斷從渦輪風扇上的葉片小孔流出，形成一層氣膜，同時又帶走了大量的熱。使得渦輪風扇始終工作在800度以下的環境，雖然其發動機燃燒室溫度高達1500 —1600度。這樣美F－22猛禽的飛機發動機「三高」 — 高溫、高壓、高穩定性而得名。（其實這是西方嚴密封鎖的「氣膜冷卻技術」的一部分）

蘇聯的發動機就差多了，雖然他們使用了昂貴而稀有的材料，改進結構和工藝，但還是問題多多。

2、氣膜孔加工技術：

隨著航空發動機渦輪前溫度的不斷提高,發動機熱端部件(如高壓渦輪工作葉片、導向葉片,)都廣泛採用了氣膜冷卻技術,這些氣膜冷卻孔的孔徑一般在0.25～1.25mm之問,每片葉片有數十至數百個這樣的氣膜冷卻孔。而且發動機核心渦輪是整體鑄造的，這些零部件都採用高溫合金製造,用傳統的機械方法已無法加工這些數萬個氣膜冷卻孔及內部氣流管道空腔。

渦輪就象一個迷宮，裡面有數不清的管道，傳統的機械是無法加工的。所以帶葉片的渦輪是整體鑄造的，包括裡面的氣流管道及氣膜冷卻孔。

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