中国航空发动机的心酸和发展

中国航空发动机的心酸和发展

2005年12月,我国自行研制并拥有自主知识产权的大推力、高推重比涡轮风扇发动机“太行”设计定型,标志着我国已经继美、英、俄、法之后,成为世界第五个具备自主研制航空发动机能力的国家,目前,中国实现了航空发动机从第二代向第三代、从涡喷向涡扇的跨越,从中等推力向大推力的迈进。中国航空发动机的研制与世界有若干年差距。中国已经被“逼上梁山”。

2012年11月,中航发动机控股有限公司副总经理、研究院院长张健表示,中国发动机近期的主要目标是,“到2015年左右达到西方先进国家80年代的水平”。著名航空动力专家刘大响院士没有掩饰问题,他认为中国航空发动机研制存在五大不足:一、基础研究薄弱,技术储备不足,试验设施不健全;二、国家经济相对落后,研制经费严重不足;三、对发动机的技术复杂性和研制规律认识不足;四、基本建设战线过长、摊子过大、力量过散、低水平重复;五、管理模式相对落后,缺乏科学民主的决策机制和稳定、权威的中长期发展规划。

俄罗斯航空发动机终身院士法沃尔斯基说过这样的话:“所有飞行器上的东西,它们都是提高阻力增加重量的,唯独发动

机是提高动力的。只要发动机好,绑上一块木板也能飞起来。”正是这个让木板也能飞起来的发动机,作为飞机的“心脏”。

而航空发动机在被誉为大工业之花的航空工业领域中,犹如皇冠上那颗最璀璨的明珠。指导美军21世纪联合作战的纲

领性文件《2020年联合设想》中,提到构成美国未来战略

基础的九大优势技术,其中航空发动机排在第二位,位于核技术之前。

众所周知,航空制造业乃当今高科技的综合利用,是集机械、电子、光学、信息科学、材料科学、生物科学、激光学、管理学等最新成就为一体的一个新技术与新兴工业的综合体,是多学科交叉、技术密集的高科技领域,是集现代科学技术成果之大成的科学技术,其发展水平标志国家的顶尖制造技术水平,对整个装备制造业的发展起着引领的作用。而航空发动机更被喻为“工业皇冠上的明珠”,民用航空发动机基本

上形成了GE公司、罗罗公司和普惠公司的三足鼎立局面。就我国整体科研水平和工业制造能力来说,我国与欧美发达国家的差距不可同日而语。

研制航空发动机,存在极大的高风险性和高投入性,研制一种现代涡扇发动机的经费,让世界上99%的国家都承担不起。由于航空发动机研究属于实验性科学,任何一种高性能航空发动机都必须进行数以万计的科学试验和适应性检测,大量的试验就像“一边大规模投入一边取得实验数据”的“烧钱游

戏”。由于我国在上世纪60、70年代世界航空发动机大发展时代,却没有资金投入到发动机科研领域,那个时代就造成我们的航发断档落后了30年。

尽管全球大大小小飞机制造厂很多,世界上能够制造飞机的国家超过二十个,但能够独立研制高性能航空发动机的国家,只有美、英、法、俄等少数几个国家,技术门槛之高可见一斑。有数据显示,过去50年中,美国在航空发动机领域的

累计投入达到1000亿美元。指导美军21世纪联合作战的纲领性文件《2020年联合设想》中,提到构成美国未来战略

基础的九大优势技术,其中航空发动机排在第二位,位于核技术之前。

据不完全统计,美、英、俄几种典型的第三代军用航空发动机的地面试验和飞行试验所用发动机台数少则51台、多则114台,发动机地面试验都要上万小时,最高达16000小时以上,飞行试验则需5000小时以上。2010年年初,在经过13000多小时的性能测试之后,普惠公司才向美国空军交付了第一台F135型涡扇发动机,用于装备F-35战斗机。而我国由于设备、经费等原因,在试验方面的差距还很大,据统计我国在发动机领域的投入还不及美国的15%,差距可想而知。

发动机研发是没有捷径的,必须一步一个脚印。没有大量试验作后盾,要研制出新的发动机是不可能的。研制高性能的

航空发动机本身就是一项难度极大的系统工程。这种难度首先体现在,高性能的航空发动机要求通过不断结构创新,才能达到先进的总体设计和高循环参数要求。其次,研制航空发动机难在,超过极限的参数要求最终都要落实到发展尖端的材料、制造工艺和测试手段上。

我们以发动机测试为例子,发动机的各个主要部件和发动机整体都要进行上千万次的测试,就是通过试验台上把发动机的总寿命和单位时间寿命等都测试出来。我们过去很长一段时间时间测试能力不如俄罗斯,更不如西方发达国家,这样你心里就对自己研制的”太行“发动机没数,所以”太行“发动机只能装配成整的发动机,上试验台“烧”,这样一来研制周期和成本都要变大,只能把几台发动都烧坏了才能定结论。其实太行研制过程最终阻碍就是缺乏发动机相关的关键技术、材料工艺、试验条件储备,特别是实验条件相差太远,造成我们无法验证发动机零部件的性能,“两眼一抹黑”的情况时常发生,这些问题直接导致太行研制非常艰难,缺乏基本技术储备,常常需要临阵攻关,不断失败,所以发动机赶不上人家设计得那么强,这是个原因。

解放军千亿项目上马:发动机将有大突破!

国防科工局局长许达哲近日表示,要结合“国防科技工业2025”和国防科技工业军民融合“十三五”规划的编制,推动我国装备升级。在“中国制造2025”战略的推动下,各行业都在

积极承接并制定本行业规划。此次国防科工局表态,首次确认了军工领域正在编制“国防科技工业2025”。

许达哲表示,国防工业作为国家先进制造的骨干力量,要在“中国制造2025”战略中发挥独特作用。同时,要推动实施强基工程,集智攻关、重点突破,尽快扭转关键核心技术和基础产品受制于人的局面。航空发动机作为国防领域的尖端代表,是“中国制造2025”的十大重点项目之一,因此也将是此次“国防科技工业2025”的重点突破方向。

自从2015年政府工作报告首次提出,要实施航空发动机、

燃气轮机等重大项目以来,相关方面的动作也明显加快。

近日,西方媒体称中国航空发动机具有里程碑意义的时刻即将到来,据该文章称,中国研制的推力达到14吨级的“太行”WS-10B改进型发动机将于2015年设计定型。

据媒体称,“某型发动机研制团队立足车台、报效祖国,用朴实无华的行动诠释着精彩的奉献人生,为试验任务顺利完成贡献自己的力量。通过他们不懈的努力,同档次国产发动机性能首次优于进口发动机,大大增强了各方对国产动力的研制信心,为后续型号系列发展和决策创造了有利条件,向着突破动力关键技术的目标迈出了坚实的一步”。

这里的某型发动机正是“太行”WS-10B改进型发动机,据悉,这款发动机是吸取了前几批次“太行”发动机出现问题的经验,

并在借鉴和参考了俄制99M1发动机和WS-10H海军舰载战斗机专用发动机的基础上研制的,据悉,目前,这款发动机已经在歼11战机和歼10C型战机上测试,目前已经进入最后的定型冲刺阶段。

据俄罗斯媒体分析,“太行”WS-10B改进型发动机采用了一系列先进生产工艺和技术,如三代单晶材料、整体叶盘、一体化钛合金机匣、FADEC数字电调系统和镍基铝合金喷管等,总体技术水平达到和接近欧美90年代中期技术水平,特别是采用静等温及线性摩擦焊和复合材料装配工艺,总体性能得到了极大提升,据推测,太行”WS-10B改进型发动机的推比达到空前的8.5至8.8,使用寿命达到1200至1500飞行小时。

如三代单晶材料、整体叶盘、一体化钛合金机匣、FADEC 数字电调系统和镍基铝合金喷管这些技术都是欧美2000年以后才成熟的技术,说太行14吨达到和接近欧美90年代中期的水平,根本是胡诌八扯!

林董对话手里拿的最后一根可耐2000度高温的涡轮叶片,美国的叶片都达不到这个可耐温度。

中国发动机的进步,最有说服力的就是太行在歼十一B和歼十五歼十六等上的使用,还有中国海军19批亚丁湾护航经过严酷考验的燃气轮机,这些都是中国发动机与世界一流水平相当的铁证。

记得,中航前任老总在1999年说过,中国的航空发动机在2015年会将与美欧的发动机差距缩小到只有5年,现在看,这个16年前的预测仍然是保守的。

太行发动机2005年定型,不到10年,发动机的推力就增加了10%,而欧美,同型发动机的升级到这个水平用了近20年。

有朋友说,老刀你总是说发动机。不是我愿意说,是总有人在黑中国的航空发动机,总有人黑是总有人借发动机否定中国的制度和体制。总有人黑是因为发动机代表着当代制造业的最高水平,是崇洋媚外的公知精英们的心理底线,它们宁愿当鸵鸟也不愿意承认中国的进步。

林董在一期节目前,其实是与主持人讨论了采访要点的,林董采取了只炫耀材料不炫耀型号的做法,林董又说了“一代材料,一代装备”的老话,就是暗示型号的巨大进步。理论上有了好材料就有好型号,好装备。道理如同“没有金刚钻别揽瓷器活”,“有了金刚钻不愁瓷器活”。

太行发动机,也叫涡扇10系列发动机。太行发动机的1978年预研,1987年立项,2005年12月28日完成设计定型审查考核,历时27年。太行发动机是中国首个具有自主知识产权的高性能、大推力、加力式涡轮风扇发动机,它结束了国产先进涡扇发动机的空白。太行发动机由中国航空研究院

606所研制,是国产第三代大型军用航空涡轮风扇发动机。采用大推力涵比及全自动数字化控制系统,推力达到

12000KGF-14000KGF(公斤力9.8N/Kg)。目前主要用于装

备中国第三代高性能歼-11B战斗机。现在已经大批量地装上了歼11B。

参考消息网1月25日报道英国《简氏防务周刊》1月20

日发表题为《中国准备对航空发动机行业进行整合》的报道称,据报告,中国航空发动机行业正准备进行整合,这是继续弥补长期存在的能力差距的做法之一。

彭博社1月19日援引未透露身份的消息人士的话说,政府

计划将40多家航空发动机实体整合为一个资产为1450亿元人民币(合220亿美元)的大公司。

据报道,中国政府和包括中国航空工业集团公司(中航工业)在内的一些企业将对这家航空发动机公司追加投资350亿元人民币。

中国新闻机构报道了这一动向,不过中航工业及其子公司没有发表评论。

报道称,中国航空发动机行业大规模整合已经酝酿了一段时间。中航工业的子公司和国家新闻机构以前也证实过这件事,估计这次整合涉及中航工业的下属单位(包括公司和研究所)以及其他国有研究机构。

报道认为,这次整合预计将由中航航空发动机公司(前西安

航空发动机公司)牵头,其他主要企业包括四川成发航空科技有限公司、中航动力(40.14 +0.40%,买入)控制股份有限公司、黎阳航空发动机公司和黎明航空发动机公司。

其中有些公司以前曾经暗示,新的航空发动机业务可能从中航工业剥离,由另外一个向国务院汇报的机构管理。2015年10月,中航航空发动机公司、四川成发、中航动力控制股份有限公司发表联合声明,证实了这一整合消息,但是表示重组后中航工业预计不是它们的“实际控制人”。

报道称,中国政府可能采取的这一直接管理航空发动机生产的措施,被认为是它对本国依然没有能力研制和生产足够强大和可靠的军用和民用飞机发动机这一问题非常重视的一个迹象。

报道认为,在军事航空领域,中国研制了WS-10和WS-13等发动机,但是中国主要的军用飞机仍然采用俄罗斯或乌克兰制造的发动机。在民用航空领域,将于2016年首航的中国客机C919采用的发动机将由通用电气航空公司和赛峰集团的合资企业——CFM国际公司提供。

报道称,中国这次航空发动机行业整合的目标是弥补军用和民用航空制造业方面明显的不足,满足本国今后几十年的需要。中国媒体报道说,今后20年本国军事航空发动机部门价值将达到800亿美元。

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