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中国航空发动机差在设计水平 和西方产品相差20年

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  图:中国战机水平和发动机水平脱节极为严重

今天人民日报发表文章《全球仅5个国家能造航空发动机,中国争取20年左右实现并跑》,提到了中国航空发动机研制的一些问题。

文章中,接受采访的中国航发科技委主任、中国工程院院士尹泽勇表示,中国航发“最大的短板是设计”,未来要弥补短板,“当前首先抓的应该还是设计”。

和美欧俄的航发发展对比借鉴,中国航发设计水平一直上不来的主要原因,最主要在于两个方面:其一,历史上长期欠缺完整、系统的远期规划,特别是成谱系的核心机家族研制。其二,发动机研制行业严重欠缺竞争,技术进步欠缺推动力。

  图:CFM56模型剖面

谈及中国航发问题,国内历来喜欢强调航发固有的设计难度问题:高温高压振动强烈,部件极多极为复杂等等。然而长期以来,中国在航发研制规划中,恰恰没有分解技术难关、控制工程型号研制风险、高效规划技术突破方向的顶层设计。

美国从50年代末期开始,针对航发设计制造特别复杂的问题,制订了核心机和工程型号的双线发展策略:

把航空发动机按照各个基本的功能分解成各种模块,对于一系列技术和结构上共通性较高的发动机,只取其中最核心的结构(围绕高压压气机、高压涡轮、燃烧室等部件的燃气发生器),先做核心机的领先研究。

这种核心机由于外围部件少,因此研究各种机理、分析各种故障时,干扰因素也少;各种先进材料、先进工艺、先进设计,很容易在上面发现并排除设计缺陷。而且技术进步和工程经验的积累非常高效,能够不间断的总结和归纳并应用在后续核心机研究中。

  图:F119发动机

这一条线是始终独立发展从不停止的,美国从1961年到2017年规划和发展的核心机,仅明确的分代型号就有9代,而且这还不包括大量的跨代改型。在我们计划再用20年实际与美英法并跑的现在,美国已经筹措安排第10代核心机的研制了;我们追赶,别人也不会原地停着。

而在另一条线上,当美国要研发一款实用发动机时,他们只要挑选一款合适的成熟核心机,加入风扇、喷管等外围部件,就能成为实用化的型号——这个过程中,可以确保发动机不存在核心环节的设计缺陷,设计可控性非常高。

而在国内,参照美国进行核心机谱系化的研究是近年才开始起步的。

此前国内的发动机仿制改进、独立研制的经验其实并不少,而且财力投入相当大,问题是不成系统化。研制新型号的过程中,严重缺乏可靠而高效的技术和设计储备,各种问题不断——其中大量出现核心设计都需要反复修改的情况,直到设计定型后多年都不能达到令人满意的可靠性。

此外很多型号中付出极大代价获得的经验和成果,得不到系统化的整理和分析,没有转化为基础设计能力的提升,结果换了一个型号就用不上了。

 图:即使是在核心机上,美国也保持着充分的技术竞争

而另一方面,美国、英法、乃至于俄罗斯,其发动机研制都有着很强的竞争氛围。甚至就以俄罗斯来讲,其现在的117S发动机也是留里卡·土星和礼炮两家公司高度技术竞争的结果。

国内如果不能形成有效的竞争氛围,举国体制并不能确保航发研制的脱胎换骨——因为从1949年到现在,中国航发一直就在举国体制的模式下发展。(作者署名:候知健)

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热门评论

铁血军魂201704 80
这篇文章还是很有料的,大部份问题说到点子上了!不单纯是材料与制造问题!
广东深圳
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善良的雷蒙 50
体制机制未搞好,没抓到要点,虽花了大量的钱财,人力物力,收效甚微。东西没搞象,评功摆好一大堆,升官的升官,嘉奖的嘉奖,尽做点华而不实的事。
江苏苏州
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用户5691905853 31
一群吃瓜群众,在这里谈论航空发动机这么高端的话题,还说的头头是道,好像你们就是搞发动机的专家似的,别人一说差20年,把你们给激动的,国家怎么不让你们去搞发动机呢,真是国家的损失[挖鼻屎][挖鼻屎]
北京
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