SCMP：下一代喷气发动机竞赛，美国打算放弃，中国取得突破——
中国西部的一组研究人员创造出了涡扇发动机内部革命性的鲨鱼皮结构，这种结构可将阻力减少10%，并显著提高发动机效率。
中国航发四川燃气涡轮研究院的项目首席科学家Zhang Shaoping在今年4月发表在《航空学报》上的一篇同行评审论文中说，这一突破背后的高强度、大规模钛合金精密3D打印技术将帮助中国在开发新一代航空发动机的竞赛中“赶上甚至超过”美国及其盟国。
新一代发动机要求以更低的燃料消耗换取更大的推力，但前进的道路充满挑战。美国空军去年表示计划放弃开发新一代战斗机发动机的“自适应发动机过渡计划”（AETP），转而专注于升级现有发动机。
但他们担心中国可能会抓住这个机会迎头赶上。
2023年8月，美国空军生命周期管理中心推进主任约翰·R·斯尼登在接受《空天力量》杂志采访时说：“北京正在大力投资开发和生产有效的推进技术，从推进的角度来看，这些投资远远大于我们的投资，使他们能够缩小差距。”
“我们正在将推进方面的领先优势拱手让给中国。”
本周四，中国对精密喷气发动机部件、制造设备和具有潜在军事用途的技术实施出口限制。中国海关数据显示，今年前四个月，美国是中国航空航天产品的最大买家。
长期以来，中国在航空发动机技术方面一直落后于美国，据估计落后时间长达30年。直到最近，解放军空军才开始在歼-20隐形飞机上服役WS-15发动机，而美国的同类产品，用于F-22的F119发动机早在上世纪90年代就开始生产了。
但是，随着发动机制造从传统方法转向3D打印，这种差距正在迅速消失。
2022年12月，通用电气公司宣布采用激光3D打印技术制造涡轮中心框架。仅仅一年后，Zhang的团队就提交了论文，展示了一个比通用电气更大、更复杂的部件。
与来自西北工业大学（一家受到美国制裁的中国顶级国防研究机构）的合作者一起，Zhang的团队在一个名为“中间套管（
intermediate casing）”的巨型部件上实现了这一壮举。它的直径超过一米，上面的仿生凹槽只有15到35微米深，比人的头发丝还细。
以前，人们认为不可能使用3D打印机制造如此大的硬质合金部件，同时还要保持如此精细的精度。
“中间套管”是航空发动机最重要、最复杂的承重结构部件。它不仅连接发动机的前进气风扇和压气机，而且还是发动机和飞机机身之间的连接件。
中间套管需要承受高压和高温气体的冲击，同时将发动机的推力和扭矩传递给飞机。尽管中间套管最薄处仅有3毫米，但却能承受超过10吨的负荷，这给设计和制造带来了巨大挑战。
利用主流的三维打印技术和商业软件，张的团队制作出了一个原型，它比传统铸件轻25%，但却足够坚固，能够承受鸟类撞击等冲击。
张和他的同事写道，实验室测试证实它“符合机械性能、减重和可制造性的要求”。
但研究人员指出，3D打印技术要实现大规模生产仍面临相当大的挑战。
尽管目前的超快速激光熔融增材制造技术已经达到了3微米的精度，但材料在熔融和凝固过程中快速加热和冷却所产生的应力和变形仍然令工厂头疼不已。
尽管如此，研究人员相信，在不久的将来，这项技术将彻底改变航空业。
“空心风扇叶片将不再局限于传统的蜂窝或桁架结构，而是可以采用拓扑优化的内部骨架与晶格结构甚至超材料相结合，”Zhnag团队在论文中写道：“空心率可提高到45%以上，而且有望获得更好的抗冲击性。”
科学家们说，通过整合设计和增材制造技术，还可以在外壳中嵌入管道和冷却通道，以提高冷却性能。
他们补充说：“利用形状记忆合金，我们还可以设计和制造具有自适应调节功能的智能排气喷嘴，从而消除复杂的机械结构，并显著减轻结构重量。”#飞扬军事[超话]# #烽火问鼎计划#

文章出自南早，一些专业名词可能有错漏，不过大意还是很清楚，总之今日强鳖~