圖源：攝圖網(wǎng)

4月14日，航天科技集團(tuán)六院發(fā)布消息，我國自主研制的130噸級(jí)可重復(fù)使用液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)，近日已圓滿完成2次起動(dòng)地面點(diǎn)火試驗(yàn)。該臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)累計(jì)完成15次重復(fù)試驗(yàn)，30次點(diǎn)火起動(dòng)，累計(jì)試驗(yàn)時(shí)長(zhǎng)突破3900秒，重復(fù)試驗(yàn)次數(shù)突破我國液體火箭主發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)次數(shù)紀(jì)錄，為后續(xù)我國可重復(fù)使用運(yùn)載火箭首飛奠定了基礎(chǔ)。

可重復(fù)使用火箭的可重復(fù)使用分為兩個(gè)階段：一方面，火箭要在完成送貨任務(wù)后落回地球，這中間有一個(gè)滑行的過程，快到地面時(shí)候再點(diǎn)火。另一方面就是這個(gè)火箭回到地面之后還可以通過簡(jiǎn)單的修復(fù)后，再次執(zhí)行發(fā)射任務(wù)。

研制可重復(fù)使用火箭的前提是率先研制成功可重復(fù)使用的發(fā)動(dòng)機(jī)。相比傳統(tǒng)一次性火箭，可重復(fù)使用火箭將增加4項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)：落得準(zhǔn)、接得穩(wěn)、用不壞、修得快。這些關(guān)鍵技術(shù)，首先要從可重復(fù)使用發(fā)動(dòng)機(jī)的研制突破。

根據(jù)航天科技集團(tuán)六院11所液氧煤油發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)字化主管宋亞輕表示，它要工作很長(zhǎng)時(shí)間或多次的點(diǎn)火，最主要的就是我們精準(zhǔn)地調(diào)節(jié)。我們要把發(fā)動(dòng)機(jī)整個(gè)的組件、整機(jī)的壽命要摸透，這個(gè)通過仿真是做不出來的，只能通過不斷地試車、不斷地試驗(yàn)。 

航天科技集團(tuán)六院西發(fā)公司高級(jí)工程師劉超鋒表示，我們以重復(fù)使用發(fā)動(dòng)機(jī)可重復(fù)、長(zhǎng)時(shí)間、可靠性這些技術(shù)指標(biāo)要求為基礎(chǔ)，進(jìn)行了一系列的工藝技術(shù)攻關(guān)和研究項(xiàng)目。主要的研究項(xiàng)目應(yīng)該是有近70項(xiàng)，大幅提升了我們發(fā)動(dòng)機(jī)工藝技術(shù)水平的先進(jìn)性，還有穩(wěn)定性，也保證了我們發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量的一致性和可靠性。

高溫合金材料，又稱熱強(qiáng)合金、耐熱合金、超合金，是特鋼領(lǐng)域最高端的產(chǎn)品之一，主要應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域，包括航空發(fā)動(dòng)機(jī)、航天火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和各種工業(yè)用燃?xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)。根據(jù)Roskill統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，高溫合金在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用占比55%。

航空航天領(lǐng)域高溫合金具體應(yīng)用

高溫合金是指以鐵、鎳、鈷為基，能在600℃以上的高溫及一定應(yīng)力作用下長(zhǎng)期工作的一類金屬材料，具有優(yōu)異的高溫強(qiáng)度，良好的抗氧化和抗熱腐蝕性能，良好的疲勞性能、斷裂韌性等綜合性能，其四大要素：耐高溫、抗較大應(yīng)力、表面穩(wěn)定化和高合金化缺一不可。又被稱為熱強(qiáng)合金、耐熱合金或超合金。按照不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，可以將高溫合金分為不同的品種。具體情況如下：

高溫合金在航空發(fā)動(dòng)機(jī)材料中成本占比較高

從航空航天行業(yè)來看，《新時(shí)代的中國國防》中提到我國裝備投入占軍費(fèi)比重已經(jīng)超過40%，軍費(fèi)主要花在航空航天、國防信息化與新材料行業(yè)，其中航空航天是景氣度最高的行業(yè)之一。

在航空航天領(lǐng)域，航空發(fā)動(dòng)機(jī)為主要產(chǎn)品，制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)的原材料主要有高溫合金、鈦合金、鋁合金、鋼及其他。其中高溫合金占了35%的成本;鋁合金、鋼及其他在航空發(fā)動(dòng)機(jī)材料中的成本占比也高達(dá)35%，鈦合金為30%。

高溫合金材料市場(chǎng)未來需求前景廣闊

由于高溫合金材料的應(yīng)用需求主要來自于航空航天領(lǐng)域，航空發(fā)動(dòng)機(jī)的制造對(duì)于高溫合金材料有著剛性需求。根據(jù)波音公司預(yù)測(cè)，2020-2040年，中國需要新增民航大中型飛機(jī)超過6300架以上；同時(shí)，在軍用飛機(jī)領(lǐng)域，由于當(dāng)前我國軍機(jī)架數(shù)總量?jī)H約為美國的1/5左右，且隨著我軍軍費(fèi)預(yù)算增速的回升，裝備建設(shè)將加快推進(jìn)，據(jù)Flight Global預(yù)測(cè)，未來20年，我國軍用飛機(jī)的增量將在3500架左右。

可見，由航空領(lǐng)域帶來的應(yīng)用需求為我國高溫合金材料領(lǐng)域創(chuàng)造了廣闊的發(fā)展前景。

在高溫合金市場(chǎng)規(guī)模方面，近幾年國內(nèi)高溫合金行業(yè)發(fā)展迅猛。據(jù)東吳證券研報(bào)預(yù)測(cè)，從2020年到2030年10年間，國內(nèi)高溫合金下游需求總量約61.70萬噸，年均復(fù)合增長(zhǎng)率9.88%。下游需求增量主要來自軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)，約占總需求量的35.5%；民用領(lǐng)域中，汽車、民航和石化的需求用量貢獻(xiàn)率較高。

材料行業(yè)專家認(rèn)為，高溫合金未來將會(huì)有更加廣闊的應(yīng)用場(chǎng)景和需求，特冶熔煉裝備市場(chǎng)也將迎來全面化國產(chǎn)替代進(jìn)口的歷史性機(jī)遇。

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