ADVENT自适应循环发动机拥有一些最先进的GE技术，包括cmc。图片来源:通用航空公司
人们用钢铁制造东西已经有3000多年的历史了。用他们的合金制造的机器已经登上了月球并到达了海底。但像通用电气航空公司的桑杰•科雷亚这样的工程师现在认为，“我们正在耗尽金属领域的空间。”
他和他在通用电气的团队说，一种新的材料叫做陶瓷矩阵复合材料（CMC）它将彻底改变从发电到航空的一切，并允许工程师在本世纪末之前制造出更强大、更高效的喷气发动机。科雷亚说:“这对我们来说是一个巨大的挑战。”
科雷亚有内部消息。他领导着通用航空的CMC项目，该公司刚刚宣布将斥资2亿美元在阿拉巴马州亨茨维尔新建两家CMC工厂。
火箭城的工厂——这个绰号与亨茨维尔在将美国人送入太空通用电气去年在北卡罗来纳州阿什维尔(Asheville)开设了CMC在美国的首家工厂。
该公司还经营了纽瓦克，德尔的两种CMC“精益实验室”，俄亥俄州辛辛那提，正在寻找新的应用程序和新的方式来制造它们。“开设阿拉巴马州的新工厂是建立供应链的关键一步，我们需要在大量的大量中制作CMC部件，”Correa说。
通用电气在2015年巴黎航展上展出了这款由cmc公司生产的喷气发动机涡轮叶片。图片来源:通用航空公司
20年来，通用电气的科学家一直在研究cmc。这些“超级陶瓷”和金属一样坚硬，但它们也轻了三分之二，可以在2400华氏度下工作，比最先进的合金高出500华氏度。这种组合使得工程师能够为发动机设计更轻的部件，不需要那么多的冷却空气，产生更多的动力，燃烧更少的燃料。
科雷亚和他的团队认为，到2020年，cmc可以让设计师将喷气发动机推力提高25%，并减少10%的燃料消耗。
虽然这些数字充满了希望，但cmc的量产非常困难。直到最近，它们的用途还仅限于太空工业和战斗机的排气系统。
通用电气的第一批申请没有那么崇高，但也更实际。从2000年开始，GE的石油和天然气业务在意大利佛罗伦萨的一个2兆瓦的燃气涡轮机中测试了cmc。到2005年中期，带有CMC护罩(一种特殊部件，引导空气进入机器最热的部分)的涡轮机，连续运转了数千小时，没有任何故障。
通用电气的航空业务在2007年开始采用这项技术，并开始在其位于特拉华州的精益实验室寻找喷气发动机的应用。(这是被吹嘘的“GE商店”的一个例子——GE企业之间的技术和知识转让。)
通用电气正在测试客机和战斗机发动机内部的CMC部件。图片来源:通用航空公司
GE航空公司首次将该材料用于F136战斗机发动机的热区CMC护罩，但其应用迅速扩展。
静态的CMC部件已经在下一代乘客体内飞行跳跃引擎由通用电气和法国赛峰集团(Snecma)的合资公司CFM International开发。
CFM已收到超过12,500多个订单和价值超过1200亿美元的订单和承诺（清单价格）。
2015年，通用电气开始在GEnx引擎(许多波音梦想客机都使用GEnx引擎)中测试CMC组件，以使其最新大型引擎GE9X的技术成熟。
当完成时,GE9X引擎将是有史以来最大的喷气发动机，风扇直径为11英尺，能够产生60:1的空气压缩——可以说是航空史上最高的。科雷亚说:“我们预计，到2020年底，当这些发动机和其他发动机起飞时，对cmc的需求将增加10倍。”
然而，科雷亚的团队还远未完成。今年早些时候，他们测试了最新一代机器人的第一个旋转部件问世自适应循环发动机这是美国国防部的一个演示引擎。
通用电气的研究人员现在已经开始用cmc取代旋转金属部件。这是一件大事，因为将它们的重量减轻三分之二将通过降低引擎内部的离心力产生连锁效应。例如，它将允许设计者减小发动机主轴的尺寸，并进一步降低发动机重量。
ADVENT的低压涡轮叶片来自cmc。其中一些还覆盖着一层特殊的黄色环保涂层。图片来源:通用航空公司
顾名思义，像CMC这样的复合材料是由分离的材料制成，然后再将它们连接在一起。例如，混凝土就是复合材料的一个原始但简单的例子。
通用电气用嵌入碳化硅基体中的微小碳化硅卡宾石纤维制造cmc。科雷亚说，这种纤维比人的头发薄5倍，并涂有“非常专有的涂层”。他说，结果是“像金属一样坚韧，但不像陶瓷一样脆弱”。
2012年，通用电气与Nippon Carbon和赛峰集团成立了合资公司NGS Advanced fibers Co.，开始在日本生产这种纤维。NGS拥有该公司的一半股份，通用电气和赛峰分享其余股份。
亨茨维尔的一个新工厂将是美国第一个这样的工厂。它将向通用电气公司和美国国防部提供服务。第二个工厂将采用这种纤维，并为通用电气位于阿什维尔的CMC工厂生产高度专有的CMC胶带。
通用电气CMC生态系统的另外两个组成部分——俄亥俄州和特拉华州的精益实验室——已经分别在寻找这种材料的新应用和新的制造方法。
不久之后，你可能会乘坐一架以陶瓷为动力的飞机飞往中国。
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