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MDS涂層技術公司研發的防護涂層

2018-06-07 13:11:29 作者：本網整理來源：保障前沿分享至：

飛機、直升機、坦克等各種武器系統都在極其嚴酷的環境下作戰使用，腐蝕和侵蝕防護是一個極其重要的問題。例如，這些系統中普遍采用的燃氣渦輪發動機，腐蝕侵蝕就是一個嚴重問題。如下示意圖，渦輪發動機葉片是腐蝕侵蝕最為突出、影響最大的。

葉片典型的侵蝕（腐蝕）機理和影響如下圖所示。在高壓高速腐蝕介質作用下，渦輪發動機壓縮機葉片被腐蝕，不僅葉片厚度減小，而且其葉面弦長變短，直接影響發動機效率下降、動力減小，進而導致燃油消耗增加，可用性降低，使用費用增加。

MDS涂層技術公司發的抗蝕涂層技術已經在美國內外廣泛應用，特別是在渦輪發動機防腐蝕中應用。研制和生產用于航空航天、民用和國防工業的燃氣渦輪發動機的涂層技術。MDS涂層技術公司在加拿大和華盛頓特區都有專業的制造力量。MDS涂層技術與合作者、原始設備制造商以及用戶一起工作，對腐蝕環境引起的挑戰做出反應。MDS涂層技術公司解決腐蝕的方法是抗蝕涂層技術。公司專門針對燃氣渦輪發動機環境開發了物理氣相沉積涂層系統，有自動化的涂覆機。

如下圖所示，是納米結構的多層金屬陶瓷基體的涂層。

應用MDS涂層技術公司的涂層系統為發動機零件制作的涂層，具有神奇的性能。如下圖是對零件進行加速腐蝕侵蝕試驗結果的對比。左圖是未經涂覆的，試驗后被打穿；右圖是采用MCT技術加了涂層的，相同時間條件腐蝕試驗后，表面仍然光滑，零件完好無損。

經過飛機、直升機等系統現場驗證，取得很好的抗蝕效果。發動機壓縮機壽命提高達10倍。以T64發動機為例。該發動機是用于H-53直升機的（如下圖）該發動機在伊拉克戰爭的現場使用數據（無涂層和有涂層各60 架）對比如下：

未經涂覆涂層的發動機平均在翼時間113h；加涂層的發動機平均在翼時間達1100h。

可見，發動機使用壽命提高了10倍。國防部因此而節省費用超過10億美元。

該項技術向其他發動機轉移。在T56航空發動機上進行沙塵吸入試驗，采用涂層與無涂層的進行對比，同樣取得滿意的結果：在吸過135磅（約69kg）沙塵后，無涂層與有涂層的葉片比較如下圖。吸砂試驗后發動機剩余動力的比較，無涂層的發動機軸馬力由104%減小到88%，減小了16%；而有涂層的則由102%減小到97%，只減小5%。即有此種涂層的發動機經受沙塵作用后，動力變化只是無涂層的約1/3。有涂層的發動機可節省燃油1%～2%；預計增加發動機在翼時間5%。

對于商用航空渦扇發動機采用該涂層技術，同樣可以大大減少葉片受到的侵蝕，減少運行中的燃油消耗0.5%～2%，提高其使用效率。至今，MDS涂層技術項目已在許多飛機和直升機、坦克通過了飛行（使用）試驗和在評價/鑒定中。通過試驗的包括：H-53直升機的T64發動機，H-46直升機的T58發動機，CH-47直升機的T55發動機，V-22通用直升機的AE1107發動機，H-53K直升機的GE38發動機，B737飛機的CFM56發動機，E170飛機的CE34發動機，M1A1坦克的AG1500發動機，A320飛機CFM56發動機。其他正在評價和鑒定的也有十余種。

該技術得到工業共同承認，2007年，以其對改善直升機可靠性、維修性和/或安全性的突出貢獻獲得美國直升機協會的獎勵。2010年MDS涂層技術公司技術以其改善飛行安全性獲得美國海軍陸戰隊的獎旗。2013年，該技術項目獲得美國能源部提名的研究與開發年度獎。這個年度獎被稱為是“發明的奧斯卡”。該技術還通過2013年度的“環境安全技術驗證計劃”，這種驗證項目的目的是鑒別和驗證最有前途的創新和費用效益好的滿足國防部最優先的環境要求的技術和方法。

結論和討論

1 抗蝕涂層系統在嚴酷的環境在使用已經得到證明其節省費用和優越性：延長發動機的壽命，提高飛機可用性；減少使用費用，包括維修費用和燃油費用；提高安全性。

2 技術轉移已經有很多好的對象。

3 工業界的觀點和認識：技術轉移的關鍵是在軍種/組織中有“擁護者”；從技術獲得好處的利益相關者和用戶排列，按需安排；技術轉移務必保持真實，保持推動力，“否定者”總是有的，并且破壞性的技術可能引起恐懼改變。

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責任編輯：韓鑫

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