中国首台大推力太行涡扇航空发动机揭秘

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太行发动机在自行设计过程中采用了多项新技术

首批国产歼10战机的动力系统是从俄罗斯引进的。歼10后续型号有希望装备国产太行发动机

  “太行”发动机在自行设计过程中采用了多项新技术:

  带进气可变弯度导向叶片的三级风扇跨音速气动设计;

  复合倾斜弯扭的两级低压涡轮三维气动设计;

  空心低压涡轮导向叶片、三联整体无余量精铸结构,与高压涡轮对转,效率达到当今国际先进水平;

  在国内航空发动机上第一次采用复合材料外涵机匣,相对于钛板焊接结构,重量减轻了30%;

  “平行进气”式加力燃烧室,工作范围宽、重量轻、流体损失小,采用分区分压供油方案,保证了在发动机工作包线内的可靠点火和稳定;

  全程无级可调收敛扩散尾喷口设计,填补了国内的空白。

  记者:作为总师,“太行”的研制给了您怎样的启示?您认为今后中国发动机的研制应注意抓好哪些方面的工作?

  张恩和:我觉得有以下这么几个方面的启示:

  启示之一是要加大基础研究工作的力度。我们这支队伍在基础研究和基础理论方面还需要多花点力量。也就是说我们的基础研究能力有待加强,技术储备还要增强。如果这种情况不改变,今后的研制会很吃力,再上台阶就很难了。“太行”发动机是“三代机”,要想在它基础上改进改型,进一步提高性能上水平,向“三代半”迈进,就必须上些新的东西,用几项四代水平的新技术:如采用电调系统;装用矢量推力喷口;使用瓦片式燃烧室等。这些势必要求我们提前着眼新设计、新材料、新工艺,进行大量结构、部件、工艺等的研究和试验。“太行”发动机研制整整用了18年,而国外一个发动机型号研制仅需10年左右。就是因为我们发动机的各项关键技术几乎都是在型号立项后同步走的,所以还要一项项去攻关。而先进国家发动机研制的规律是,当发动机型号立项时,许多上水平的关键技术已经预先取得成功了,型号立项后只需进行整机集成。

  启示之二是要实现新机研制过程中硬件生产的快速反应。一种新型发动机研制要分几个批次,设计完成之后先生产,不仅要把整机制造出来,还要把一些部件制造出来,然后分别用来做各种整机试验和部件试验;问题暴露出来后修改设计,再投一批;然后再改、再投一个批次。现在我们走一个批次,大概需要2~3年时间。在一些发达国家,发动机生产时间只有6~9个月;而我们生产出一台发动机快的1年半,慢的两年。三年一个周期,硬件生产就占了两年,太长了。如果硬件生产周期可以缩短,“太行”发动机的研制成功就会提前。

  启示之三是要坚持不懈地加强发动机研制人才队伍建设。现在虽然有了经过“太行”研制锻炼的技术人员队伍,但还远远不够。搞发动机研制,人是第一重要的,没有人,什么也搞不成。从我们所的情况来看,技术人员绝对数量少,在全所员工中所占的比例也少,不能满足发动机研制新形势的要求,应该进一步壮大这支队伍。而且,技术人员承担的科研任务很重,白天黑夜地干,没有时间进行系统地学习和深造。各级领导应该积极创造条件让技术人员进一步接受再教育,不断充电,实现技术能力的提升,这样才能保证这支队伍在未来担当重任,创造出更出色的成绩。

  记者:有人说:发动机是飞机的心脏;还有人说:航空动力不仅为飞机提供了动力,它也是整个航空技术的推动力。请您谈谈对这两句话的看法。您认为在“十一五”期间,我国的航空发动机与飞机间应如何协调发展?我国的航空发动机应该达到一个什么样的目标?

  张恩和:动力是动力飞行的原动力,故人们称发动机是飞机的“心脏”。动力的水平会大大制约飞机一些关键性能的水平;相反,发动机性能的提高,也将有效地改善飞机的性能,推动航空技术的进一步发展。在我国,由于可供选择的发动机有限,在很长一段时间内制约了飞机的发展。正因如此,现在我们有了这样的共识:振兴航空,动力先行。

  “太行”发动机的设计定型及系列发展,为我国航空动力事业的发展开辟了新天地。这不仅解决了今后相当一段时间内航空工业对这个级别的动力需求,也为中国航空发动机的系列发展打下了坚实的基础。这种系列发展包括军用发动机、民用发动机以及燃气轮机对动力的需求。“十一五”期间,我们应该继续做好“太行”发动机系列发展这篇文章,以逐步解决我国航空动力受制于人的问题。与此同时,还应抓好新型动力的研制,使中国的航空发动机水平再上一个台阶。

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