研究人員為航空發動機帶熱障塗層火焰筒異形孔製造提供全新加工手段

近日，中國科學院西安光學精密機械研究所召開了「商用航空發動機帶熱障塗層火焰筒超短脈衝激光精密制孔設備及全套加工工藝」評審會，來自中國航發商發、中航動力等4家單位共17名專家與代表參加了此次會議。經與會專家質詢、討論以及現場考察等環節，評審專家組認為基於機械臂的柔性火焰筒超短脈衝激光精密制孔設備及全套加工工藝實現了帶熱障塗層火焰筒異形孔的高品質加工，可用於商用發動機帶塗層火焰筒異形氣膜孔的加工。

火焰筒是航空發動機燃燒室的主要組成部件，也是發動機最重要的受熱部件之一，燃油和壓縮空氣在火焰筒內混合燃燒，將燃油的化學能轉化為熱能。隨著航空發動機性能不斷提升，航空發動機燃燒室進口溫度也隨之不斷提高，為保障火焰筒在極端高溫環境下穩定持續工作，必須對其進行冷卻降溫，通過在火焰筒合金材料上塗覆塗層並結合氣膜冷卻的方式是目前採用的主要手段之一。

對於帶熱障塗層火焰筒氣膜孔的加工，國內通常採用先打孔再塗覆塗層的方式，存在塗層材料沉積導致孔徑縮隨機性小等問題；而採用長脈衝激光加工帶熱障塗層火焰筒氣膜孔，又存在塗層表面飛濺、燒蝕、塗層崩邊等缺陷，嚴重影響火焰筒的工作壽命。

針對上述工藝難題，西安光機所攻克了一批核心技術、關鍵工藝及整機系統集成技術，研發的基於機械臂的柔性火焰筒超短脈衝激光精密制孔設備及全套加工工藝，在國內率先實現了帶熱障塗層火焰筒異形氣膜孔高品質（塗層無掉塊、無開裂、表面無飛濺及燒蝕等缺陷、氣膜孔幾何尺寸和位置度符合設計要求）一次性制孔，並從根本上解決了塗層材料沉積導致孔徑縮小等難題，為帶熱障塗層發動機火焰筒氣膜孔製造提供了全新加工手段，對於加快我國商用航空發動機自主化進程具有重要的支撐意義。

評審會現場

基於機械臂的柔性火焰筒皮秒激光精密制孔設備

來源：中國科學院西安光學精密機械研究所

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