科学演讲秀 | 航空发动机的“神奇理疗师”
在第二十五届北京青年学术演讲比赛决赛即将到来之际，为弘扬科学家精神，彰显科技界担当，让更多感人的故事、励志的青年走向台前，为青年人才开展跨学科交流、展现前沿科技成果、弘扬科学家精神搭建平台，科协频道继续推出“科学演讲秀”栏目，展示青年科技工作者风采，让我们一起看看上届决赛选手的精彩表现。
本期“科学演讲秀”带来
第二十四届北京青年学术演讲比赛
一等奖获得者
中国航发北京航空材料研究院
王一鸣（ 中国航发北京航空材料研究院科协推荐 ）
的精彩演讲
在航空发动机的发展历程中，总有一个难题挥之不去，严重制约着发动机的长寿命和高可靠性，那就是疲劳问题。2002年，波音747客机发动机疲劳破坏导致客机突然解体，机上225人全部罹难；2006年，波音767客机发动机高压涡轮盘曾出现3次轮盘疲劳爆裂，客机烧毁......据统计，发动机核心转子部件的疲劳失效占机械失效比例的80%以上。
“金属疲劳”是指金属材料在经历循环载荷作用时，发生损伤和破坏。金属的疲劳破坏往往是从产生疲劳裂纹开始的，而疲劳裂纹的大小仅有数个微米，要在发动机中发现疲劳裂纹，就相当于在地球上找到一枚小小的乒乓球，这就导致疲劳裂纹的萌生难以发现和预测。
在几十年的工程实践中，工程师们惊奇地发现，疲劳裂纹往往萌生于构件表面，据此，工程师们提出了表面强化技术，喷丸强化就是其中之一。这个过程就像我们身体疲劳的时候，找理疗师做个按摩，表面强化技术就像一个神奇的理疗师，能够极大缓解航空发动机的疲劳问题。
就像理疗师面对不同的症状需要采用不同的治疗方法，针对发动机的不同构件，科学家也需要开发不同的技术路径去攻关。然而发动机的结构极为复杂，不同结构之间又存在空间干涉，工艺实施十分复杂。为此，中国航发北京航空材料研究院的王一鸣及其团队开展了长期的技术攻关，实现了多项技术突破，并形成了一系列的新技术，成功解决了发动机复杂结构的表面强化难题。
例如，发动机的孔结构通常是发动机轮盘的薄弱部位，而传统的强化方式很难对孔壁进行强化。为此，王一鸣团队研制了孔挤压强化全套工具及方法，并实现了核心部件国产化。该技术就像大家耳熟能详的针灸一样，能够深入螺栓孔内部实施强化过程，这种量体裁衣的强化方式显著改善了孔结构的疲劳性能。
针对疲劳性能要求更高的整体叶盘叶片，王一鸣及其团队开展了激光冲击强化技术研究，借助激光能量对零件表面实施强化。由于激光产生的能量更高，该技术与传统喷丸强化相比，能形成更深层的残余应力场和更精确的工艺控制，该技术的成功研制，使得发动机叶片疲劳极限提升了20%以上。
在长期的技术攻关和数据积累下，王一鸣团队开发的表面强化技术处于国际领先水平。近五年来，团队不但收获了数十项高水平成果，更是将成果直接应用于多个型号的发动机，有力支撑了我国发动机的自主研制，为发动机长寿命高可靠服役做出了贡献！
