資料圖：國產太行發動機
9 月初，一則《中國發現超級金屬 " 錸 "》的消息引起熱議，稱這一稀有金屬能突破航空發動機研制的瓶頸。
" 錸 " 是個什麼金屬，與航空發動機的關系是什麼？有瞭 " 錸 "，我國航空發動機就能有質的飛躍嗎？9 月 11 日，北京天驕航空產業投資有限公司創新研究院副院長、國傢 " 千人計劃 " 專傢王光秋在接受科技日報記者采訪時稱，航空發動機研制是一個系統工程，不會單靠 " 錸 " 就有大的突破，其僅是增加發動機材料性能的因素之一。
稀有、高熔點、結實難開裂
先看看 " 錸 " 的前世今生。
錸，一種金屬元素，是高熔點金屬之一。根據業內權威的《蘭氏化學手冊》，錸是僅次於鎢（3308 攝氏度）的第二難熔金屬，熔點為 3180 攝氏度。
百度百科查詢，錸還是一個真正的稀有元素，在地殼中的含量僅僅大於鏷和鐳。再加上它不形成固定礦物，通常與其他金屬伴生，使它成為自然界最後被發現的稀有元素。
1872 年，門捷列夫根據元素周期律預言，在自然界中存在一個尚未發現的，原子量為 190 的 " 類錳 " 元素。直到 1925 年，德國化學傢諾達克用光譜法在鈮錳鐵礦中發現瞭這個元素，取萊茵河稱謂將其命名為 " 錸 "。
據《蘭氏化學手冊》，除高熔點外，錸有極高的強度且塑形很好（俗稱 " 既結實又難以開裂 "），在高溫、急速冷卻和猛烈加熱並帶有強烈機械沖擊和振動的條件下，" 錸 " 也具備極佳的長時間工作抵禦變形和開裂能力。
增加渦輪葉片合金材料性能的元素之一
渦輪葉片為現代航空發動機中一個關鍵部件，在發動機工作時不僅需同時承受約 1600 攝氏度高溫、數十個大氣壓和以每分鐘數萬的轉速，還要承受強大離心力的持續作用。
" 如此嚴苛的工作條件，發動機所用材料仍需做到不能熔化，不能變形，不能斷裂。而錸的一系列特性，使之成為極佳選材之一。" 王光秋說，比起上一代航空發動機采用的定向結晶的普通葉片，新一代則普遍采用單晶葉片，這可增加 200 攝氏度左右的渦輪燃燒溫度，有錸加入單晶葉片，可以增強材料各方面的性能。
錸加入單晶葉片的歷史或有 20 年左右。但由於錸量少且提純成本高，使其價格十分昂貴，不可能大范圍用於航空發動機研制。據《南方財富網》援引美國地質調查局報告稱，全球探明的錸儲量僅為 2500 噸左右，其價格跟白金價格相仿，一克大概需要兩三百塊錢。另據資料顯示，2010 年，中國陜西某礦山勘探到 176 噸。
" 航空發動機有上萬個零部件，渦輪葉片是其中一個關鍵部件，即使有錸加入，需要在合金中怎麼加，加多少，這些都是要認真研究的課題。" 王光秋說。
新一代發動機總效率是熱效率和推進效率之積
" 航空發動機是一個綜合的系統工程，其總效率是熱效率和推進效率之積。" 王光秋說，增加航空發動機的效率來自兩個部分，分別是熱效率和推進效率。目前最新一代發動機的熱效率大約是 50%，推進效率約為 80%。
王光秋告訴記者，以目前最先進的波音 787 和空客 350 為例，其使用的發動機總效率即略高於 40%。
" 通過使用含有錸元素的單晶渦輪葉片，提高燃氣溫度增加熱效率，是實現提高發動機總效率的路徑之一。另一方面，當今航空發動機也通過增加推進效率達到提高總效率的目標。" 王光秋說。
兩種效率各占多少，也是研制航空發動機的難點。" 通過提高燃氣溫度，相應也增加瞭氮氧化物的排放；溫度高又增加空氣流速，噪聲也加大瞭。" 王光秋說。
航空發動機工作原理顯示，一臺航空發動機包括低壓壓氣機、高壓壓氣機、高壓渦輪和低壓渦輪，中間還有一個環形燃燒室。" 這些結構，工作的溫度、壓力環境都不一樣，其使用的材料也不同。而金屬錸，則主要是針對主壓渦輪葉片。" 王光秋認為，由於物理條件的限制，通過增加溫度提高熱效率比較困難，現代航空發動機，主要是通過增大涵道比提高推進效率，從而達到提高發動機總效率，並實現節能減排的目標。
