2023年2月，C919國產大飛機圓滿完成100小時驗證飛行。自2006年國務院成立大型飛機重大專項領導小組以來，國產大飛機歷經17年的設計研發(fā)，終于飛上了藍天。

在現(xiàn)代航空飛行中，發(fā)動機被稱為飛機的“心臟”，扮演著至關重要的角色。作為一種高度復雜和精密的熱力機械，具有研發(fā)難度高且容錯率低的特征，其核心技術長期受到國外技術封鎖，研發(fā)難度可想而知。

因此，飛機發(fā)動機的自主研發(fā)有利于降低對進口發(fā)動機的依賴，增強我國的自主創(chuàng)新能力，提高我國的航空工業(yè)水平，對促進我國航空工業(yè)的發(fā)展具有重要意義。

01 燃燒室是飛機發(fā)動機的關鍵之一

火焰筒是航空發(fā)動機燃燒室的主要組成部件，也是發(fā)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。

｜航空發(fā)動機構造

隨著航空發(fā)動機性能不斷提升，航空發(fā)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(huán)境下長時間穩(wěn)定持續(xù)工作，在改進火焰筒材質來增加整體耐高溫能力的同時，必須考慮對其進行冷卻降溫，通過在火焰筒合金材料上涂覆陶瓷涂層并結合氣膜冷卻的方式是目前采用的主要手段之一。

｜發(fā)動機火焰筒

火焰筒氣膜孔的空間分布復雜、需求位移行程廣、角度分布大，對加工質量和加工精度要求都極高。而表面涂敷有熱障涂層的高溫合金因其不導電性，常規(guī)的電火花/電液束方式已無法加工，且不良的加工方法容易造成表面涂層損傷，繼而影響發(fā)動機整體使用壽命。

而超精密激光加工技術，可以解決以上痛點，實現(xiàn)帶熱障涂層火焰筒異形氣膜孔高品質（涂層無掉塊、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）制孔。

02 超精密激光加工助力突破“卡脖子”困境

火焰筒氣膜孔加工是航空發(fā)動機制造的核心技術之一，加工質量的優(yōu)劣直接影響發(fā)動機性能、壽命與成本。面對國際上的技術壟斷，中國必須走出一條自主研發(fā)制造之路，才能真正做到“科技強國”。

｜鈦合金飛機火焰筒上異型孔

航空發(fā)動機被稱為工業(yè)皇冠上的明珠，是飛機飛行的動力，也是促進航空事業(yè)發(fā)展的動力。它具有“四高”的特點，即“高溫、高轉速、高負荷、高推比”。此外，民用航空發(fā)動機還要求低噪音、低排放、長壽命。這對我們的超精密激光加工項目的推進提出了高要求。

本項目利用國產連續(xù)激光器/納秒光纖激光器，設計研制五軸運動控制系統(tǒng)，采用沖擊打孔的模式，實現(xiàn)火焰筒氣膜孔激光加工設備的國產化。

聲光微納研究所設計研制的設備利用高功率脈沖激光結合自主開發(fā)的高速旋切技術，可實現(xiàn)氣膜孔的高質量加工。這種方法具有加工精度高，熱影響區(qū)小，錐度與孔型可控，加工效率高，熱障涂層剝離量小等優(yōu)勢，并能適配不同類型異形氣膜孔的加工�？蛇m用于含有或者不含有熱障涂層的工件，包括不銹鋼、高溫合金、鈦合金、CMC、CFRP等復合材料的氣膜孔加工。

03 激光應用多領域迅速滲透

超精密激光加工技術主要用于陶瓷、金屬、玻璃、有機材料等各類材料的精細微加工，加工方式包括激光打孔、激光切切削、激光刻蝕、激光刻槽以及各種異型的微細加工。小到手機等消費電子產品的屏幕切割、logo打標，大到航空發(fā)動機的火焰筒、新能源汽車等，激光精密加工滲透至各個領域。

｜激光打孔加工

｜國產新能源汽車出海

目前，超快激光技術已日趨成熟，能解決許多常規(guī)方法難以達到的高、精、尖、硬、難等加工問題。且超快激光精密加工裝備將朝著自動化、數(shù)字化、智能化的方向高速發(fā)展，可產生顯著的經濟和社會效益。

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