天天飞快讯 作为“现代工业皇冠上的明珠”的航空发动机,是衡量一个国家综合科技水平、科技工业基础实力和综合国力的重要标志。28日,中国航空发动机集团有限公司在京正式成立。
作为中央管理的国有特大型企业,中国航发注册资本人民币500亿元,是实施航空发动机专项的责任主体,由国务院、北京市人民政府、中国航空工业集团公司、中国商用飞机有限责任公司共同出资组建,是国有控股的集团公司。中国航发现有职工9.6万人,拥有一支高素质、创新型的科技人才队伍。
【1问:航空发动机的研发有多复杂?】要承受1700℃以上温度,及3倍于蓄满水三峡大坝底部压力
中国航发的专家说,航空发动机系统是当今世界上最复杂的、多学科集成的工程机械系统之一,涉及气动热力学、燃烧学、传热学、结构力学、控制理论等众多领域,需要在高温、高压、高转速和高载荷的严酷条件下工作,并满足推力/功率大、重量轻、可靠性高、安全性好、寿命长、油耗低、噪声小、排污少等众多十分苛刻而又互相矛盾的要求。
举个例子,发动机燃烧室及涡轮处的温度能达到1600-1700℃,加力燃烧室内温度高达1800-1900℃,而目前高温合金材料耐受的最高温度仅为1100℃。这就必须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、成千上万个引入冷气的细微小孔。
压力有多大?发动机压气机增压后的压力高达50多个大气压,相当于3倍的蓄满水后的三峡大坝底部压力。旋转有多快?转子每分钟旋转几万转,叶尖承受的离心力相当于40吨重卡车的拉力。
据统计,全新研制一型跨代航空发动机,一般需要二十几年,比全新研制同一代飞机时间长一倍。国外第四代战斗机发动机部件技术研究始于20世纪70年代初,到2005年12月投入使用,具备初始作战能力,周期长达30年。
【2问:为何要举全国之力突破核心技术?】重要战略地位和巨大经济带动作用
中国航发有关负责人表示,成立中国航发,使创新发展航空发动机成为国家意志,缘于航空发动机具有重要战略地位和巨大技术经济带动作用。航空发动机是保证国家安全、彰显强国地位的航空武器装备的“心脏”。
近代飞行能力的每一次突破,都与推进技术的发展直接相关。例如垂直起落飞机的成功,仰仗于可旋转喷管发动机的成功研制;巨型宽体客机的问世,少不了大涵道比大推力涡扇发动机的应用;先进战机的超声速巡航和超机动性主要依靠发动机高推重比和矢量喷管。
先进民用航空发动机是民用航空业发展的重要推动力。
此外,航空发动机产业链长,覆盖面广,涉及机械、材料、电子、信息等诸多行业,对基础工业和科学技术的发展有巨大带动作用和产业辐射效应。据统计,按照产品单位重量创造的价值计算,如果以船舶为1,则小汽车为9、电视机为50、大型喷气飞机为800、航空发动机高达1400。
【3问:为何那么“烧钱”?】发动机一小时烧十几吨煤油,整机试验甚至要上万小时
中航工业集团董事长林左鸣曾表示,航空发动机不单是设计出来的,也不单是制造出来,更是试验出来的。反复试验,一定程度上就相当于“烧钱”。
航空发动机研制,必须借助大量的经验数据。由于航空装备的特殊性,这些数据只能靠自己试验获得。做试验要购买原材料、加工试验件,研制试验设备,研究试验技术,试验过程本身也要消耗大量物资和能源。航空发动机设计制造出来后,还要做大量的试验进行验证,以充分暴露问题。
很多试验是研制程序和规范要求必须做的,包括零件试验、部件试验、系统试验、核心机试验、整机试验等等,一级一级往上做,一项不能少。其中,整机试验就要做几千小时,甚至上万小时,是真的在“烧”发动机。一台大推力发动机一小时要烧掉十几吨煤油。有些试验是破坏性试验,需要破坏零件或整机。如涡轮盘破裂试验,做完就报废。
换个角度看,航空发动机研制虽然“费”钱,但研制成果运用的时间也很长。国际上,一些型号的航空发动机成型后三四十年还在用。