登陆注册
23765500000035

第35章 为根治飞机“心脏病”鼓与呼(3)

先进航空发动机具有“高温、高转速、高可靠性、长寿命、低油耗、低污染、低成本”的技术特点,其研制难度大、投资多、周期长,涉及到机械、材料、电子、力学、声学、热学、能源、管理等诸多学科领域,并与整个国家的工业基础和科技发展水平密切相关。因此,航空发动机被称为“工业之花”“皇冠上的珠宝”,是一个国家工业基础、综合国力和科技水平的集中体现。正因为如此,发达国家长期以来把优先发展航空动力作为基本国策,逐步形成了对航空动力技术和全球市场的垄断,并将其发展成为高附加值的高技术产业,其核心技术即使花大钱也是买不来的。

目前世界上只有美、俄、英、法等少数国家具有独立研制先进航空发动机的能力,而能够独立研制飞机(包括战斗机和民用飞机)的国家却有很多,甚至包括一些发展中国家在内。这也从另一个侧面反映了航空发动机技术的复杂性和艰巨性。

(3)预先研究是保证航空动力可持续发展的技术基础。

由于航空发动机技术的复杂性和研制的高风险性,因此必须采取有效的措施降低其技术和投资风险。而有计划、有组织地提前开展预先研究,是实现研制目标的有效手段和技术基础。通过持续不断的、有针对性的、广泛深入的预先研究,才可以发展基础理论,积累经验数据,掌握先进技术,突破技术关键,验证设计方法,为发动机的工程研制提供源源不断的和实用可靠的技术支持,保证型号研制工作的顺利进行。美国从20世纪70年代开始,在航空发动机技术领域先后连续组织实施了“先进涡轮发动机燃气发生器”(ATEGG)、“发动机热端部件技术”(HOST)、“高效节能发动机”(E3)、“综合高性能涡轮发动机技术”(IHPTET)、“先进涡轮发动机概念”(ATEC)和“通用可支付的先进涡轮发动机”(VAATE)等20多项大型预先研究计划,使其在高推重比军用发动机和大涵道比民用发动机技术领域一直保持着世界领先地位。

(4)信息技术是航空动力技术加速发展的必要工具和有力保障。

20世纪90年代以来,西方航空发达国家(尤其是美国)引发了一场航空动力的设计“革命”,目前已基本完成从“传统设计”向“预测设计”的转变。应用先进的“预测设计”方法,一台发动机从设计到定型的研制周期可从原来的10~15年缩短到6~8年甚至3~4年,试验样机从40~60台减少到20~30台,大大缩短了研制周期,节约了研制经费,并促使航空动力技术呈现加速发展的态势。正所谓“工欲善其事,必先利其器”。这除了要依靠大量以往试验数据和经验方法的积累之外,主要得益于信息技术,尤其是以计算机数值仿真技术为核心的计算流体力学(CFD)、计算结构力学(CSD)和虚拟样机(VP)等技术的迅速发展及其在航空发动机设计中的广泛应用。可以说现代信息技术已成为航空动力技术加速发展的必要工具和有力保障。

(5)创新是航空动力技术发展的源泉和生命。

随着航空技术的发展,对航空动力技术的要求也越来越高,为了满足日益提高的技术经济指标要求,往往需要将其他相关学科领域(如信息、材料、制造、工艺等)的最新颖、最尖端、最前沿的技术不断运用到航空发动机的研制中来;另一方面,航空发动机技术本身的发展也要求在理论和方法上不断寻求突破和创新。

航空动力百年的发展历史,就是一部人类挑战自我、不断创新、不断发现、不断发明的历史。从活塞发动机到涡喷发动机再到涡扇发动机,航空动力技术的每一次重大进步,必然伴随着许多技术上的大胆突破和创新,而航空动力理论或技术上的每一项重大突破,又往往预示着一个新的航空时代的到来。

促进民用航空发动机的发展

众所周知,发动机是制约我国航空工业发展的“瓶颈”,也是我们搞大型民用飞机的“短板”。很显然,如果将来我们只能造大飞机而不能自主研制民用发动机的话,那时发动机仍然主要靠国外进口,这张“王牌”仍然拿在西方强国手里,他们想捏你一把,我们一点办法都没有。一旦国际形势“突变”,发动机的供货渠道就有可能中断,再好的飞机也只能“趴窝”;或者西方只卖给我们当时二流水平的发动机,我们的大飞机就缺乏市场竞争力。因此,我认为先进大涵道比涡扇发动机,或许有可能成为西方航空强国打压我国大飞机工程的“撒手锏”武器,我们对此绝不可以掉以轻心。

从另一方面看,民用航空发动机又是航空动力行业三大重要支柱之一,国外民用发动机产值已达到整个发动机行业总产值的70%~80%,如果不发展民用大涵道比涡扇发动机,我国就谈不上有独立、完整、强大的航空发动机产业。

很显然,先进大涵道比涡扇发动机是自主研制大型飞机的关键,不突破发动机技术,就无法掌握大型飞机研制的主动权,也无法真正建立起独立自主的强大的中国航空工业体系。

大型干线客机发动机是关系到广大乘客生命安全的高科技民用商品,目前世界民用发动机正向着“三高、四低、一长”的方向发展,即高可靠性、高安全性、高性能,低油耗、低排放、低噪声、低维护成本和长寿命。此外,民用发动机还必须取得国际适航证,其技术难度和研制要求比军用发动机更高。

我国民用航空发动机市场早已完全开放和国际化,面对市场的激烈竞争和乘客的选择,要想能够进入民机发动机市场,占有一定的市场份额,并形成批产规模和民机动力产业,必须推出具有当时国际先进水平和市场竞争力的产品,即相当于现役CFM56、V2500等发动机的后继机水平的下一代先进大涵道比涡扇发动机。

新中国成立60多年来,我国对民用大涵道比涡扇发动机的技术研究甚少,型号研制几乎是从零开始,技术储备严重不足。但面对国际化市场的激烈竞争和西方国家的刻意打压,我们又必须推出具有当代国际先进水平的发动机型号产品,这是一个很大的矛盾,更是严峻的挑战。急于求成是不可能的,但不做工作更是不行的。

根据航空发动机行业的具体情况,在第十届全国人大会议的提案中,在大飞机方案论证委员会议上,我提出了发展我国大涵道比涡扇发动机的总体思路建议,得到大飞机方案论证委员会专家和有关领导的支持。其总的指导思想是:

强化基础,提高能力;当代水平,形成产业;自主研发,国际合作;军民结合,协调发展;统筹规划,分步实施。

很显然前两条是目标,我们既要加强预研,突破民机动力关键技术,提高自主研发能力,又要推出先进产品,进入市场,形成产业。

后三条是途径,一是自主研发与国际合作相结合,以我为主;二是军机与民机技术相结合,相辅相成;三是关键技术研究和验证机、原型机研制以及适航取证,要制订民机动力的长远发展规划,统筹规划、分步实施。

为了走出自主发展民用发动机路子,我还建议将研制工作分为验证机和型号研制两个大阶段:先突破关键技术,搞出验证机,可以取名为“先进民用发动机关键技术计划”(ACEKT);研制型号产品和适航取证,以占领市场,形成产业。这是实事求是、合理可行的选择。

国际民用发动机的“三大巨头”,即CFMI公司(由美国通用电气公司和法国斯奈克玛公司合资组成)、普·惠公司和英国罗·罗公司,面对下一代150座级民用飞机发动机,正在展开激烈的竞争,俄罗斯也在奋起直追。他们在进行下一代民用发动机的型号研制之前,也都是首先实施多项关键技术研究计划。如CFMI公司在1998和2004年相继开展Tech56和Leap56两项大型研究计划,投资在10亿美元以上;普·惠公司耗资10多亿美元、用20多年时间潜心研究的齿轮传动风扇技术(GTF),将作为其进入未来民用飞机发动机市场的一张王牌;罗·罗公司每年投入约7亿欧元用于民用发动机关键技术研究,目前正在推进“开式转子”发动机的研究计划;而俄罗斯尽管经济比较困难,但联邦政府仍制订了“2002—2010年间和2015年前俄罗斯民用航空技术发展”规划,由俄罗斯航空航天局组织实施了“研制新一代民用干线客机涡扇发动机所需的技术储备建立计划”。这些都是值得我们很好学习和借鉴的。

鉴于这种情况,我曾提出建议,以150座级干线客机所需的下一代先进民用大涵道比涡扇发动机为背景,通过实施先进民用航空发动机关键技术研究计划(ACEKTE计划),以及对俄合作,并将两者紧密地结合起来,完成部件、系统、核心机和验证机的设计、加工和试验,突破并掌握民用大涵道比涡扇发动机的主要关键技术,初步形成自主研发能力,这不但是十分必要的,也是完全可能的。这一建议同大型飞机工程论证报告一同上报,得到了******的批准。

国际合作已成为当今世界发展先进大型民用航空发动机的一种潮流和趋势。因此,对于民用干线客机的动力装置,无论是关键技术研究还是产品开发,我们都应在贯彻以我为主、自主研发原则的同时,要利用一切可能条件积极开展国际合作。通过引进、消化、吸收再创新,提高起点,减少风险,掌握关键技术,进行综合集成试验验证,最终形成拥有自主知识产权的发动机产品。并以此为契机,全面提升我国航空动力的整体技术水平和工程能力,并培养一批高水平的科技人才队伍,这是一举多得的重要举措。

根据领导指示,我曾担任中俄政府间民用航空合作分委员会发动机组第一任中方组长,多次率团赴俄罗斯访问,与俄方组长斯基宾院长举行多轮谈判和协商,最终签订了第一阶段的合作协议和6项合同,这是令我十分高兴的事情。

由于民用大涵道比涡扇发动机研制难度大、周期紧,加之我国发动机行业目前人才短缺问题比较突出,必须在有效整合航空工业内部资源的基础上,充分利用国内一切可以利用的资源,包括中国科学院、高等院校和航空发动机重点实验室的人力物力,不断探索和建立“以企业为核心、以市场为导向、产学研用相结合”的航空发动机技术创新体系,加快人才培养,充分发挥航空工业集团动力行业和地方有关单位的积极性和各自优势,形成实力最强的“国家队”,凝聚国家意志,举全国之力,切实促进我国民用大涵道比涡扇发动机研制工作的顺利进行。

设计、制造、试验、信息化平台是军民用大涵道比涡扇发动机研制的支撑保障条件,尤其是民用发动机需要的特殊设计、加工、试验手段,要根据军民结合的原则,尽快安排建设。如:野外试车台、高空台某号舱、环境试验设施、大风扇空心叶片加工设备、快速反应科研试制力量等。

材料、工艺是大涵道比涡扇发动机的关键技术之一,也是制约大飞机发动机研制的“短板”,如大风扇宽弦空心叶片、冷却高温涡轮叶片、粉末冶金盘等,需要尽早安排计划,重点加以突破。

现役动力的关键在于提高可靠性

现役动力主要是第二代动力,为我国空军建设立下了汗马功劳,发挥过历史性的重要作用,这是必须充分肯定的。目前我国二代动力数量最多,装备的飞机也最多。歼7系列、歼8系列全是二代动力,在西方早已经淘汰了,飞机也淘汰了。但我们可能还要维持一段较长的时间。因为一是要训练飞行员、保持状态;二是要空中巡逻值班。但问题在于现役中的二代动力不时出现质量问题,甚至造成等级事故,并且不少发动机即将到寿,这是令领导头痛的大事,面临着两难的抉择。

二代动力为什么会走到这一步?主要问题就是过分强调改进性能,也过分强调系列化发展。因在役飞机为了扩大作战半径、提高空战机动性、增强快速反应能力、改装进攻性武器、加装电子战装备等,都可能使飞机重量增加,必然要求提高发动机的推力,这是可以理解的,而提高推力较简单的办法是更换涡轮叶片材料,以提高涡轮前燃气温度。这些做法在二代是主战飞机的一定时期内是必要的。但是提高涡轮前温度是有限度的,过分的提高必然会对发动机的结构完整性和可靠性造成不利影响。

俄罗斯专家曾经对我讲过,积他们几十年之经验,涡轮前燃气温度每提高20~30℃,发动机的寿命就可能要缩短一半,可靠性也要大幅降低。当然发动机出问题,不见得这是唯一的原因,可能还包括材料性能不稳定、制造质量监控不严格等诸多因素在内。

面对我国已基本过渡到以三代为主战机种的情况下,对二代动力怎么办?不少领导同志曾多次找我谈过这个问题。我的观点是:

二代动力要以提高可靠性为主,确保飞行员安全,在此前提下适度延长其使用寿命,以节约采购成本。但是我们必须清醒地认识到,二代动力主要是在仿制的基础上做了一些改进改型,别看它已经生产了几十年,对一些关键技术问题,我们并没有完全消化、吸收和吃透。因此,我曾经多次向有关部门建议对二代动力搞一个“可靠性增长计划”,即将风险控制前移,提前研究一些关键技术问题,使外场使用尽量不出问题,至少不出大的灾难性问题。千万不要等到外场出了等级事故,结合排故再来研究所存在的关键技术,那样损失就太大了。

同类推荐
  • 爱迪生——最伟大的发明家

    爱迪生——最伟大的发明家

    《图说世界名人:爱迪生(最伟大的发明家)》讲述了,托马斯·阿尔瓦·爱迪生,美国发明家、企业家,拥有众多重要的发明专利。被传媒授予“门洛帕克的奇才”称号的他,是世界上第一个利用其工业研究实验室大量生产发明物的发明家。他拥有2000余项发明,其中包括对世界影响极大的留声机、电影摄影机和钨丝灯泡等。他是有史以来最伟大的发明家。迄今为止,世界上还没有一个人能打破他创造的发明专利数世界纪录。
  • 长征中的红小鬼7

    长征中的红小鬼7

    每当看到鲜红的五星红旗在风中迎风飘扬时,我的心中多多少少有一丝感动。哦,鲜红的五星红旗为什么红得那么耀眼,扣人心弦?那是因为五星红旗是由以身许国的黄继光,宁死不屈的狼牙山五壮士等中华烈士的鲜血染红的!他们虽然远去了,但是他们忠心报国的精神随着鲜血一起融入了国旗中!当然在烈士的庞大队伍中,也是常有一些微不足道的小红军们,他们虽小,可也为祖国的建设与发展献出了自己的弱小生命。
  • 终极刺杀、终极流亡

    终极刺杀、终极流亡

    世界政要刺杀史上15个最经典的案例,对刺杀经过和行刺原因进行了全面的介绍,并对被刺杀者的从政历程和在位期间的执政方针、功过是非进行了深入的解读。历史上具有代表性的15个国家元首的流亡故事,内容包括:流亡的独裁统治者、理想在政变中流亡、不懂统治的统治者三个部分。
  • 李鸿章全传

    李鸿章全传

    李鸿章是种种变革的最早提倡者,自1850年来,这些变革已经开始改变中国的社会结构和人们的行为方式,从这个意义上说,李鸿章无疑是19世纪的一个缔造者。但是,正如赫伯特·斯宾塞在其《伟人史观》的评析中所述,我们必须记住“伟人必须与那个诞生了他的社会的所有现象归为一类,伟人是这个社会所有过往的产物。他是整代人中的一个组成部分,他与同时代的人都是长久以来各种巨大力量所形成的产物。”
  • 女人花:杰出女性的人生轨迹——临水照花人

    女人花:杰出女性的人生轨迹——临水照花人

    “女人花”系列攫取唐、五代、宋、明、清、民国等古今中国的杰出女性,以传记故事的形式叙述她们的传奇生平,及在传奇后瑰丽变幻的人生。张爱玲:相见欢,小团圆。萧红:没有温度的女书。林徽因:完美小姐进化论。宋美龄:权力之巅,爱之冠冕。陆小曼:孤意在眉,深情在睫。
热门推荐
  • 语文新课标课外读物——三国演义

    语文新课标课外读物——三国演义

    由于许多世界文学名著卷帙浩繁,而广大中、小学生时间又有限,我们便在参考和借鉴以前译本许多优点和长处的基础上,在忠实原著的基础上进行了高度浓缩,保持了原著的梗概和精华,使之便于我们全面而轻松地阅读。为了全面提高广大中小学生的知识基础,培养阅读的兴趣和爱好,这套课外读物还收编了大家喜闻乐见的广博知识,把阅读名著与掌握知识结合起来,扩大阅读的深度和范围,这正是设计本套读物的最大特色。因此,本套课外读物有着极强的广泛性、知识性、阅读性、趣味性和基础性,是广大中小学生阅读和收藏的最佳版本。
  • 航天航空小百科-人类的飞天之梦

    航天航空小百科-人类的飞天之梦

    本书将让广大青少年和航天航空爱好者学习更加丰富全面的航天航空知识,掌握开启航天航空世界的智慧之门!
  • 斗纪

    斗纪

    武道衰落,天地有缺,少年崛起于微末之间,逆天而行……
  • 末日之不败战神

    末日之不败战神

    末日来临,使得天地灵气再一次恢复浓郁。古武者横空出世,狼人,吸血鬼……这些原本存在于小说中的事物也纷纷现世,在这个丧尸横行的国度,人类失去了大地主宰地位,只有苟延残喘的躲在围墙之下。每天为了生存而担忧。命运的齿轮早已悄然无声的转动着,这一切都是命运所安排?人族最后何去何从?(PS星辰不会写简介,但是还是希望看到这本书的朋友浪费点时间进来看看,也许你会喜欢上这本书也说不定的。星辰拜谢)
  • 时间太长,你我不等

    时间太长,你我不等

    她和他在联姻,但是两人从小一见钟情,却不知是对方。。一场车祸,一次飞机失事,一场火灾改变了他们的感情。一次次的危险,他护着她,她想着他。尽管命运折磨这他们,但是爱情可以胜过一切....他的她,有情人终成眷属——Power工作室
  • 鬼王之姬

    鬼王之姬

    她是绝世偷天大盗,意识高贵如画的盖世杀手;她黑发清冷,颜世倾城。他是黑道上闻名遐迩的鬼王,不碰女色,却沉醉在她一眼千年。此生,我们共相依,祸害人间可好?
  • 萌羊的劫后重生

    萌羊的劫后重生

    本书原名《小咩的恋爱历程》改成《一只羊的奋斗史》只是书名改的更适合这本书,内容没有改变一只傻傻的肥绵羊,本来过着无忧无虑的日子,谁知道某一天突然被人类给谋杀了。重生在天星大陆,这里魔法武技横行。修炼什么的她不懂,只知道有口树叶吃、有口嫩嫩的鲜草果腹就完事OK了。谁知道吃也可以惹来祸端啊……且看我们的主角要如何养活自己、照顾朋友、保护家人。
  • 盛世风云倾城邪魅妃

    盛世风云倾城邪魅妃

    盛世之中,烽烟四起,倾世权谋之下牵扯出前世今生的爱恋。男人温热的气息落在她耳畔:“泠泠,以后,凌华用生命来守护你。”小剧场:侍卫急忙跑进来向宇文凌华打小报告:“皇上,圣女大人给丞相家的嫡子下了毒。”“结果呢?”“不举····”某皇帝幸灾乐祸:“谁让他觊觎我的女人,活该!去把他的女人都卖到青楼里去。”侍卫无语······
  • 猕猴异录

    猕猴异录

    想知道混世四猴的来历吗?想知道另外两只猴子在那吗?想知道没有了天生神通的六耳猕猴如何混世吗?想知道他能否将天地搅得翻复?想知道西游中的秘辛吗?想知道那就进来吧!!!!!!
  • 青春那莫名的伤

    青春那莫名的伤

    引言:随着时光的消逝,越来越多的人开始缅和追忆自己那短暂的青葱岁月。但却无不例外的把青春和悲伤连在了一起。为什么青春注定悲伤呢?也许是因为它太过虚幻,在我们不知不觉中到来,又在我们满头雾水的时候悄然离开,以至于我们捕捉不到任何青春的信息,只有当我们回过头来开始追寻它的时候,那些青春的过往才会一点点涌上心头。这怎么能不伤感呢?因为它只能活在我们的回忆里来记录那青春的点滴。你还还记得那时那个你暗恋却没有表白的那个女孩吗;还记得那时那场努力备战好久缺却幸错过的考试吗;还记得那时那些美丽的梦想吗?它是否和青春一样已在不经意间从你的身边悄然消逝呢?