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澎湃有力的,军工专家激动落泪

2019-09-16 作者:冠亚体育app下载   |   浏览(180)

  出品:科普中国

在这种背景下,1996年初,江和甫协同刘大响院士负责组织“九五”国防重大背景的预研项目——某新型涡扇发动机关键技术预研工作。组织完成R-79发动机的核心机的测绘仿制工作;R-79发动机的高压压气机、燃烧室、涡轮三大核心部件等比例的测绘仿制工作。进行理论方法、计算方法和试验方法的探索研究;以突破先进部件关键技术为主,重点围绕三大高压部件等比例全尺寸试验件的工程设计和试制及试验以及其相关的强度、控制等系统进行综合应用研究,在三大核心部件的测绘仿制中,大胆倡导采用了航空动力许多前沿设计技术成果和大量应用新材料、新工艺,从而突破了120余项关键技术。

  策划:白 璐

航空发动机作为“航空之花”,可以说是航空技术和工业积累的完整体验。而中国的现代化工业起步比国外晚,技术也比较落后,这让中国的航空发动机水平和中国航空整体水平相比较低,但按照水桶理论,中国航空发动机的短板影响了整个航空工业的实力,而我国在外销战斗机有些机型使用国外发动机,也有被国外扼喉的可能,发展中国的先进发动机是中国航空工业急需解决的问题。最近,一组歼20战斗机照片,引起国内外媒体高度关注,那就是正在陕西西安试飞的歼20战斗机的发动机发生很大变化,据悉,一架歼20战斗机的两台发动机不同,其中一台是国产去呢FWS-10B“太行”改进型发动机。图片 1歼20据了解,目前,歼20战斗机除了这架实验飞机之外,其它飞机全部装备俄制AL-31FN发动机,不过,中国航空人一直没有在这个问题上放松,早在2013年,中科院出炉一份战略研究报告,报告中披露了在未来10年中国可以研发一款航空发动机,可以改变中国航空发动机落后现状。而这款航空发动机采用了全新原理,使用自主创新的新型增压原理,可大大提升发动机的推重比。目前来说,中国的“涡扇-10”太行发动机的推重比在8左右,而最新的“涡扇-15”峨眉发动机的推重比在10左右,和国际先进的航空发动机相比仍然有差距,比如美国F22上使用的F119发动机推重比达10.2,而F35使用的F135发动机达到了11.7。而中国的全新技术采用系统发展压缩系统气动、结构设计方法,构建新的高推重比航空发动机体系,在这个体系的帮助下,中国可以通过新原理研发新型航空发动机,推重比可以达到15。除了战斗机用小涵道比高推重比的涡扇发动机外,中国在大涵道涡扇发动机、直升机用涡轴发动机等方面依然和世界有较大差距。运20和直10等先进机型都是由于发动机的不足而不能发挥全部的能力。而近些年,中国也加强了和国外先进发动机制造工厂的合作,试验新型大涵道比涡扇发动机以及新型的涡轴发动机。未来中国航空工业存在的先进机型造出来却要等先进发动机的现状可能会扭转。现在距离2013年的报告已经过去3年,中国的航空发动机行业又有了更新的进步。军事专家雷泽告诉记者,虽然最近有消息称,中方自行研制的FWS-10B“太行”改进型发动机获得了成功,已经设计定型,但FWS-10B发动机的最大推力只有不到13.3吨,而俄制AL-31FN-M1发动机达到了14.6吨,这些发动机对于歼20战斗机来说,推理上还远远不够,未来歼-20的原配发动机——WS-15发动机还需要进一步加快研制速度。歼-10战斗机使用的发动机叫做太行发动机,也叫涡扇10系列发动机。太行发动机的研制始于上世纪八十年代末,2005年12月28日完成设计定型审查考核,历时18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。采用大推力函比及全自动数字化控制系统,最大推力不超过12000公斤。目前主要用于装备中国第三代高性能歼-10战斗机。从歼20首飞发动机声音判断,绝对是新型的大涵道比发动机,它的涵道比超过歼10、SU27和F22三种战机。流传的视频显示了“歼-20”的起飞过程,从中看到,起飞时并没有看到发动机尾部的喷火,这足以显示中国“歼-20”的发动机喷口红外隐身技术已达到了世界一流。据资料显示,F-22同样使用了先进的红外隐身技术,通过喷流冷却矩形喷口,垂尾、平尾、尾撑向后延伸,可遮蔽发动机喷口的红外线辐射。在炽热喷流飞出尾喷口前就得到了降温,因而红外特征显着降低。而歼20的发动机喷口竟然如此完美,很多外军专家看后都表示不可思议。有消息称,歼20用的发动机是WS-15大推力发动机!但外界对该型发动机的性能表示怀疑,其中噪音最大的要数来自美国,在美国人眼里中国应该是一事无成才对,就凭中国闭门造车能够研制出最新一代航空发动机简直就是天方夜谭。果真如此吗,这只能说美国人高傲自大惯了,说句最通俗的话就是,美国的误判已经形成其的专利,没必要去争辩。WS-15全称涡扇15“峨眉” 涡扇发动机,是为我国第四代重型/中型战斗机而研制的小涵道比推力矢量涡扇发动机。WS-15主要用于双发重型隐身战斗机歼-20。WS-15由606所、624所、614所、410厂、430厂和113厂等单位专家组织研制。“峨眉”航空发动机的技术验证机在2006年5月首次台架运转试车成功。这标志着我国在自主研制航空发动机的道路上又实现了历史性跨越,在研制我国第四代中型战斗机的征程上迈出了坚实的一步。2011年中航黎明完成了ws-15验证机的交付。保节点是2020年完成研制。WS-15发动机技术数据:最大加力推力:16186.5daN,中间推力:10522daN,加力耗油率:2.02kg/daN/h,中间耗油率:0.665kg/daN/h,推重比:8.86,空气流量:138kg/s,涵道比:0.382,总增压比:28.71,涡轮进口温度:1477℃,最大直径:1.02m,长度:5.05m,质量:1862.3kg。WS-15发动机在试飞时的推重比是8-9,而后期发展计划是10,水平大体在中上游。单按推重比和推力来算,排名如下美F-119为11.7俄AL-41为11.1美F-135为10+欧EJ-200为10.2中WS-15为9-10研发背景中俄于1992年春天开始展开艰苦谈判,在经过3年的拉锯之后,因为俄罗斯的经济状况很差,用于军工科研的经费很少很少,又因为在92年明斯克马丘丽莎会议雅克-141被终止后,R-79发动机没有了使用对象,又没有其他的战斗机使用此发动机,所以“联盟”航空发动机科研生产联合体的经济状况很差,在这种状况下,1995年6月,中俄签订了转让R-79发动机生产许可证的协定。1996年8月,俄罗斯的“联盟”航空发动机科研生产联合体向中国方面交付了R-79发动机的全套设计图纸及技术资料 ,特别是引进了制造R-79发动机核心机的生产设备及生产制造工艺资料。遗憾的是用于雅克-141的R-79B-300发动机矢量喷管技术却没有得到。后来,1998年亚洲金融危机时俄罗斯经济也陷入多重危机,中国此时不仅购买了用于雅克-141的R-79B-300发动机矢量喷管技术,同时也取得了莫斯科联盟航空发动机科技集团研制的推力为20吨的R179-300发动机设计方案和R-79M的设计图纸和技术资料。R179-300发动机这台发动机是为垂直起飞歼击机雅克141研制的R-79V-300发动机的进一步发展。在这种背景下,1996年初,江和甫协同刘大响院士负责组织“九五”国防重大背景的预研项目——某新型涡扇发动机关键技术预研工作。组织完成R-79发动机的核心机的测绘仿制工作;R-79发动机的高压压气机、燃烧室、涡轮三大核心部件等比例的测绘仿制工作。进行理论方法、计算方法和试验方法的探索研究;以突破先进部件关键技术为主,重点围绕三大高压部件等比例全尺寸试验件的工程设计和试制及试验以及其相关的强度、控制等系统进行综合应用研究,在三大核心部件的测绘仿制中,大胆倡导采用了航空动力许多前沿设计技术成果和大量应用新材料、新工艺,从而突破了120余项关键技术。624所在取得了莫斯科联盟航空发动机科技集团研制的推力为20吨的R-79-300发动机设计方案和R-79M的设计图纸和技术资料后, 研制了YWH一30—27核心机,YWH一30—27核心机就是以R-79发动机核心机为基础进行深度开发的.CJ-2000是以YWH一30—27核心机为基础进一步开发的,WS-15是CJ-2000的型号研制的代号。而就歼20试飞是在万众瞩目,且还有美国防长眼睛在盯着的情况下,能毫不犹豫一飞升天,说明了我们的发动机设计人员已有了充分的自信,这种自信将成为中国四代提前列装中国空军的一种保证,相信歼20试飞已经获得了很大的数据收获,同时为中国新一代战机和航空发动机打下坚实的烙印,向世界证明,中国军工世界一流,并有望与美英法争夺新一代航空发动机桂冠。

  作者:瑷敏工作室

  监制:光明网科普事业部

  太行,是一个永恒的话题。这个号称“天下之脊”的山脉,中国第一台大推力涡扇发动机以此命名,其含义不言自明。航空工业被比作现代工业的“皇冠”,而在航空装备中,最受关注的当属航空发动机,因此更被称为现代工业“皇冠上的明珠”。

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  长期以来,一直有人不理解,为什么我们造得出“长征”火箭、“神舟”飞船,造得出“北斗”卫星、“枭龙”、“猛龙”,却偏偏造不出先进的航空发动机。

  如今,随着国产改进型“太行”发动机的试验成功,该型发动机已经经历了无数次地面和空中考核,得到了试飞员“该型发动机性能优于国外同类发动机”的高度认可。航空发动机本就不是一日之功,“太行”如今已成我国航空工业自主创新的代名词,这样一颗澎湃有力的 “中国心”,对我国空军和航空工业的建设发展具有里程碑式的重要意义。

  将登太行雪满山

  航空发动机这一“工业之花”,是高度技术密集型产品,但长期以来,我国研制的航空发动机多为苏制或欧美发动机的仿制或逆向工程,那么自主研发的发动机就真的没有吗?当然有,但其中有半途而废的涡扇6,也有时至今日仍处于攻坚期的诸多型号。这并不是说我国的航空发动机工业不行,而是因为这是一个需要经验和积累的行业,中国航空工业人从零开始白手起家,达到今天的水平已实属不易。

  2005年12月28日,我国自行设计研制、具有自主知识产权的第一台大推力涡扇发动机——“太行”呱呱坠地。正如诗中所言,“将登太行雪满山”,真的研制出“太行”发动机,其难度可谓超乎想象。我国航空工业人历经数十年艰苦攻关,突破了数十项核心关键技术,攻克了200多个重大障碍和技术难题,才在世纪之初研制出这颗强健的“中国心”。“太行”发动机采用了带进气可变弯度导向叶片的三级风扇、多级静子可调的压气机,带有复合冷却技术叶片的高压涡轮、弯-扭组合气动设计的低压涡轮、平行进气和分区分压供油的加力燃烧室,设计性能已经达到较为先进水平。

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  我国的航空发动机事业,是从上个世纪70年代开始初步摸索,到上个世纪80年代才正式起步的。那时候,我国在航空动力方面与西方发达国家的差距已经拉到20年以上。上个世纪50、60年代,我国虽然从苏联引进了几型发动机进行生产,但苏联只转让生产图纸,且多为即将淘汰的落后型号,即使我们花再大的代价也买不来航空发动机的核心技术,自主创新是唯一出路。“太行”发动机也叫涡扇10系列,从1978年开始预研,1987年正式立项,2001年在一架苏-27战斗机上完成首次试飞,直到2005年完成设计定型审查考核,2006年3月24日正式设计定型,前后历时19年之久。“太行”发动机的研制成功,标志着我国在自主研制航空发动机领域实现重大跨越,对加速我国航空发动机事业跨越式发展打下了坚实基础,也对加强国防现代化建设具有十分重要的意义。

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