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全球仅5个国家能造航空发动机,中国争取20年左右实现并跑(2)

2017-09-11 09:08:01      参与评论()人

目前研制难在哪

最大短板是发动机设计,制胜法宝是“举国体制”

据统计,全新研制一型跨代航空发动机,需要二十几年的时间,比全新研制同一代飞机时间要长一倍,可以说是当今世界上最复杂、多学科集成的工程机械系统,被誉为“现代工业皇冠顶上的明珠”。摘取明珠,极其艰难。

首先,航空发动机要满足众多十分苛刻而又相互矛盾的要求:既要在高温、高压、高转速和高载荷的严酷条件下工作,又要满足推力大、重量轻、可靠性高、安全性好、寿命长、油耗低、噪声小、研制和维护成本低等要求。比如目前民用航空发动机的机上平均寿命要达到2万多小时,如果每天飞6个小时,可以使用10年。

其次,航空发动机的运转空间狭小,运行环境恶劣,对设计、制造和试验提出更高要求。一台用于超音速战机的涡扇发动机直径一般仅1米左右、长度4米左右。这么小的一个圆筒状物体,却要塞进总共十多级的风扇、压气机、涡轮以及燃烧室、加力燃烧室等部件。更严峻的是,发动机燃烧室及涡轮处等温度非常高,已达到1600—1700摄氏度,加力燃烧室内的温度更是高达1800—1900摄氏度,而目前高温合金材料的最高耐受温度仅为1100摄氏度。这就不得不在发动机中采用复杂的冷却系统,设置迷宫一样的冷却通道。

极大的技术难度也带来了巨额的投入资金需求。一台大中型先进发动机研制经费为20亿—30亿美元,更先进的高达50亿美元。

重重困难中,最大短板在哪里?

“最大的短板是设计。”中国航发科技委主任、中国工程院院士尹泽勇坦言,我们常说航空发动机研制周期长,资金投入大,是因为航空发动机不仅是设计制造出来的,也是试验和试飞出来的。但是只有加强设计,才能减少“试验—修改设计—再制造—再试验”的反复摸索过程,设计能力落后是制约我国航空发动机发展的主要因素,拉长了研发周期。

缺标准、缺积累,也是一大短板。“造航空发动机,除了要有工匠精神,必须有一套标准化的设计准则。”尹泽勇说,大师能造出来的部件普通员工造不出来,技术可靠性就弱。集团质量科技部管理创新处处长王英杰介绍,世界上先进的发动机制造商最核心的机密就是数百套的设计制造准则,他们凭借多年研发制造经验,积累出了一套标准体系,“在这方面,我们还有不小差距。”