大工青年团队攻克航发涡轮盘冷却难题研发多介质射流控冷技术达国际领先

2025-07-12 15:17:17 来源：

【每日科技网】

　　大连理工大学机械工程学院青年学生团队瞄准新一代战斗机发动机热力处理难题，历经3年技术攻关，成功研发出多介质高速射流分区可控的快速冷却技术，为航空发动机核心部件——高温合金涡轮盘的制造提供了关键解决方案，填补了我国在该领域的技术短板。

　　高温合金涡轮盘作为航空发动机热端核心部件，不仅是单体质量最大的零件之一，更直接决定发动机的推重比与使用寿命，其性能要求之高、制造难度之大堪称航空制造领域的“珠穆朗玛峰”。长期以来，我国在涡轮盘热处理中主要采用“被动受冷”式油淬工艺，存在两大核心局限：一是无法对涡轮盘不同区域实施梯度冷却与组织调控，难以满足复杂工况下的性能需求；二是油淬过程中产生明火与大量油烟，不仅污染环境，更给操作人员带来极大安全隐患，作业环境极为恶劣。

　　针对这一“卡脖子”难题，大连理工大学“因材施热”团队历经数百次试验迭代，创新提出“高速多介质射流+分区控冷”技术方案。该技术通过将微量冷却水注入空气射流，形成高速均匀的微细喷雾，巧妙融合液体强冷却能力与气体高冲击力的双重优势，显著提升冷却速率，确保涡轮盘芯部实现深度冷却；同时，团队建立高速喷雾射流的计算机仿真模型，通过优化喷嘴布局与射流参数，实现对盘件不同区域的精准控温，让分区冷却速率“可控可调”；更开发动态仿真系统，实时预测冷却过程中的温度变化与组织演变，确保梯度组织“精准可控”。

　　实验数据显示，在1200℃极高温冷却场景中，该技术实现盘形件最高冷却速率达每分钟673℃，较国际现有技术，冷却速率提升3.75倍，控制范围扩大5倍以上，晶粒尺寸调控范围拓展4倍多，冷却速率与组织控制精度均达到国际领先水平。

　　“当前技术已满足新一代航空发动机涡轮盘的性能需求，下一步我们将深化原理研究，加速成果转化与产业应用。”团队相关负责人史津赫表示，这项技术不仅为我国航空发动机核心部件制造提供了自主可控的解决方案，更有望推动高端装备热加工领域的技术革新，为航空航天等关键领域的自主创新注入青春动能。

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