我國打破日本發動機關鍵技術封鎖！渦扇20已用：未來想造啥都行
據國內媒體報道，號稱國內密封行業具有最雄厚研發創新實力的山東某密封技術有限公司，某大學密封技術研究所正積極與中航工業某發動機研究所合作，將其具有國際領先水平的非接觸式高溫高壓氣、液膜密封產品應用到我國自主研發的航空發動機上，以期大幅提高其整體性能。密封技術在航空發動機上的應用可以說是很少被提及，但實際上卻十分重要，長期以來由於我國在高性能密封材料和設備技術上的落後，航空發動機安全運行能力偏弱，導致大修時間明顯偏長，國產航空發動機壽命遠不如國外同類產品。這次國內某新型密封材料技術的突破到底意味著什麼呢？軍事觀察家根據國內外公開資料對此做一簡要背景分析。
我們知道，從噴氣式發動機的工作原理可以得知，空氣經飛機進氣道吸入航空發動機風扇、壓氣機，並經多級壓縮後生成數百度的高溫高壓氣體，然後進入發動機燃燒室與燃油混合充分燃燒，其產生的一、兩千度的高溫高壓燃氣再帶動發動機渦輪高速旋轉做功，做功完成後的高溫高壓燃氣最後從尾噴管高速噴出，飛機就可以獲得一個推動其高速前進的反作用力。顯而易見，無論是對於軍用航空發動機還是民用航空發動機而言，這些高速氣體的密封防泄漏技術將直接影響航空發動機的性能。
例如以渦扇發動機為代表的高速旋轉流體機械轉子系統中，就有多達幾十處的流體動密封，如壓氣機出口、渦輪入口、級間和軸承腔，以及轉子葉尖處的密封等等。這些流體動密封處的性能好壞將直接影響著渦扇發動機的效率、推重比、耗油率、可靠性和經濟性等關鍵性能指標。先進的封嚴裝置不僅可以降低航空發動機耗油率，而且能夠減緩發動機性能衰退，降低渦輪前溫度，提高熱端部件和止推軸承的壽命，減輕發動機的重量等。
國外科學家經研究後發現，改進高壓壓氣機處的系統密封設計，可以增加發動機效率4.4%，這個效率改善相當於降低渦輪前入口溫度50℃，可大幅提高發動機壽命，或相當於提高發動機凈推力7.6%。而50℃的溫差意味著幾乎半代發動機的差距了。我國航空發動機專家在20世紀末「崑崙」渦噴發動機的改進研究中就已經發現，在發動機材料、技術水平沒有明顯進步的情況下, 即使在設計上花很大氣力進行改善也很難降低其耗油率，但如果通過改進氣封的設計來提高密封效果，就可使耗油率降低1%至2%，且經費投入僅是壓氣機和渦輪設計改進經費投入的1/4到1/5。在大型軍用運輸機、民航客機上的大涵道比渦扇發動機上，先進的密封技術則顯得更為重要，類似於渦扇20這類先進大涵道比渦扇發動機採用新型密封技術意義重大：據美國科學家研究認為，先進的密封技術可以減少大型運輸機發動機3%的直接操作費用，支線運輸機發動機5%的直接操作費用；可以降低10%的燃油消耗量；可以降低污染環境的NOx氣體50%排放量。
可以減少7分貝以上的噪音污染，相當於減少3/4的聲能。因此可以說，密封設計技術的改進具有明顯的技術和經濟價值與意義。目前航空發動機主要採用的是篦齒封嚴、刷式封嚴為代表的非接觸式封嚴技術，必然會產生氣體泄漏。由於氣膜密封的間隙很小（約10微米左右），又特別適宜於在高界面滑速和高環境溫度下工作，因此，它特別適用於作為航空燃氣輪機轉子系統在高壓差下的流體動密封，具有優越的低泄漏特性和長壽命、低維護特點，以日本、德國、瑞士和美國等西方發達國家不惜投入大量的人力和物力進行研發，並已經取得了階段性成果，但因西方國家組織的瓦森納協議對我國實施嚴格禁運和技術封鎖， 在去的技術突破前，我國在先進流體動密封技術上一直非常被動。
山東某密封技術有限公司曾先後承擔了中國石化、中國石油、中鋁、造紙、電力等領域的多個重大密封研究課題，形成了一系列具有國內外領先水平的科研成果，多項非接觸式氣、液膜機械密封研究成果及產品屬國內首創。例如在煉油化工行業中，存在大量高溫油泵，泵操作溫度可達200至400℃。其輸送介質在此操作條件下，一旦發生泄漏極易引發火災，造成嚴重的安全事故，原先使用的波紋管水冷密封裝置經常僅3個月就需要更換一次，替換該密封技術有限公司研製的高溫泵用非接觸式氣膜密封產品後，將其使用壽命延長了6倍以上。從上述材料可以看出，非接觸式氣液膜密封產品理論上完全可用在航空發動機產品的流體密封中，只要解決好其抗劇烈振動問題，其具有的高摩擦線速度、高工作溫度和高密封壓差優點將是航空發動機密封技術的理想選擇。
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