太行发动机总师:将提高太行的推力、可靠性、实现系列化

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导读: [img]http://pic.tiexue.net/pics/2007_5_23_36067_5436067.jpg[/img] 资料图:国产新型战机试用太行发动机 亲历“太行”后的思考——专访“太行”发动机总设计师张恩和 艰难的“太行”研制历程 我国航空发动机和飞机一样,都经历了仿制、生产、改进改型,最终走向自行研制的发展阶段。我国从20世纪50年代开始生产苏联的发动机,由于技术基础薄弱,人才和经验短缺,直到60年代才开始研制涡扇


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资料图:国产新型战机试用太行发动机


亲历“太行”后的思考——专访“太行”发动机总设计师张恩和


艰难的“太行”研制历程


我国航空发动机和飞机一样,都经历了仿制、生产、改进改型,最终走向自行研制的发展阶段。我国从20世纪50年代开始生产苏联的发动机,由于技术基础薄弱,人才和经验短缺,直到60年代才开始研制涡扇发动机。当时曾研制了一款技术水平与阿杜尔、斯贝差不多的发动机,在历经相当长的研制过程后,却因匹配对象的下马而未能形成装备。


虽然项目下马了,但是通过这款涡扇发动机的研制为我们航空发动机的人才队伍建设、技术条件建设和经验积累奠定了一定基础,对我国发展后续的发动机型号起到了很好的作用。


之后,我国还研制了几种涡喷发动机,包括涡喷-7改型,涡喷-14发动机(“昆仑”发动机)等。这些型号的研制,对我国航空发动机行业来说是也是一个积累的过程,在此基础上,我们才能适时地开始 “太行”发动机的研制。


基础薄弱 研制艰难


长期以来,我国发动机行业不仅技术基础薄弱,工程试验经验积累不足,试验设备、加工设备缺乏,而且材料和工艺相对落后。这一切都与我国技术储备不足有关。


国外航空发达国家的情况是,在型号立项前已储备好所需的关键技术,只是在型号上集成而已,即型号立项时,与发动机相关的关键技术、材料工艺、试验条件等已基本具备。我国的情况正相反,只有型号立项之后才能够启动这些相关技术或条件的建设。“太行”的研制过程也是如此。事实证明,最终阻碍型号发展的正是这些前面缺乏储备的技术、工艺和条件等。


以上这些问题直接导致我们研制“太行”的过程非常艰难,缺乏立项前的技术储备,常常需要临阵攻关,这也影响到了项目的进度。


我认为,我国发动机较发达国家落后有各方面的原因,起步晚是其一,人的经验积累不够是其二,条件建设不足是其三,还有就是管理方面也有缺失。现在,值得庆幸的是,大家都认识到,科技发展一定要重视预先研究和技术储备。


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资料图:中国一航集团展出的太行发动机宣传画


规避风险 分段决策


为了规避风险,我们在项目研制时提出了分段开发策略,即先验证机后原型机的研制思路。这在中国航空发动机史上是第一次,也是“太行”研制时间相应延长的原因之一,但此举规避了项目研制中大的风险。由于我们没有丰富的工程经验,在发动机的匹配问题上走过一些弯路。但在发动机匹配装机对象确定以后,“太行”的工程研制节点基本上都按时达到了。


总体来看,就“太行”发动机如此大的工程而言,整体的研制进程还是比较顺利的。现在回想起来,如果研制“太行”之前能做好技术储备、人才及基础条件的建设,同时能更科学地管理,那么“太行”的研制周期还能缩短。


科研人员 保驾护航


我一直认为,型号研制定型以后,作为技术系统的设计人员并不能就此以为大功告成了,只有型号批量装备并形成有效战斗力以后,才能算是取得真正的成功。


科研人员应当和生产厂商一起把后续这些事做到位,否则设计出来的发动机再好,而厂家生产不出来,也一样是纸上谈兵。科研人员应当统一思想,虽然型号定型成功了,但我们的工作还没有结束,还应该为型号生产保驾护航,尽快实现型号的最终成功。


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资料图:总设计师张恩和在“太行”生产现场


未来发展 坚持自主


全国科技大会提出,创新包括原始创新、集成创新、引进消化吸收再创新。它为我们科技人员指明了下一步的发展道路。“太行”发动机应该是多种创新形式结合的产物,我认为,航空科技的不断发展,发达国家对自身科技成果的保护,势必会要求我们在发展航空发动机时要有越来越多的原始创新,并逐步实现完全的自主创新,而只有拥有了完全自主的创新能力,我们才能够根据我们自己的思想,建立符合中国国情的航空体系,研制大飞机和与之配套的航空发动机。现在我们正在朝着这个方向努力。


通过“太行”发动机研制过程,我们深切感到,首先,一些关键技术一定要开展预研,提前投入。实际上,这笔资金即使当时不投入,进行型号研制时也得投入。而当进入型号研制再投入时可能所需资金会成几倍地增长。不仅如此,往往这种“临时抱佛脚”性质的攻关,最终会影响到型号研制的进度,因为型号研制的难点就集中在这些关键性的技术上,所以,我认为,晚投入不如早投入。


当然,这也需要在型号研制之前就考虑好,研制项目将会采用哪些关键的技术,包括先进设计、新型材料、新工艺等,然后按照规划一步步往前推进。现在对预先研究的重视,确实较之以前有所改进,比如预研性质的APTD计划,但仍需更多的具体行动。


第二,科技人才队伍建设非常重要,目前学航空发动机专业的人本身就很少,再加上真正投入研究的人也不足。一航动力所做过内部统计,发现有“2个50%”,第一个50%是30岁以下的占50%,这意味着有一半的科研人员从业时间很短,经验不够;第二个50%是航空院校毕业的只占50%,这也就是说还有50%的人并不具备扎实的航空动力专业根底。窥一斑可见全豹,这反映出来的是目前航空动力方面人才的实际情况。不过,通过“太行”发动机的研制,我们锻炼了队伍,涌现了一批高素质的人才,而且大多是副总师、研究室主任级的人才。


第三,零件的试制生产制约了科研。我认为下一步需要解决的就是试制加工的问题,零件试制生产如果不能很好地完成就很有可能影响到研制的进度。如何缩短试制周期也是迫切需要解决的问题。发动机的研制与飞机不一样,飞机一次生产好几架就行了,而发动机得分批次生产,每一个批次生产后都要做试验,所以必须要加快生产周期,争取更多的试验时间。


第四,包括试验设备、加工设备等在内的硬件条件建设上还需要加强。此外,材料工艺也要走到型号科研之前,这也是科研生产的一个瓶颈。


虽然我国相关部门已经基本上达成了动力先行的共识,但是实际操作起来还是困难重重。这与我们国家的科研体制有关,现在我们的预研资金很多情况下只能通过一些院士(如刘大响等)的个人影响力来筹集,但非常有限。


实际上,一种型号航空发动机的研制成功,其影响深远,作用巨大。它不仅可以通过改进,用于飞机改型机及后继机种的匹配方案,还可以利用其技术开发燃气轮机,用于发电或船舶动力,即一个型号的系列发展,能够满足多方面的需求。


美国人搞的F101的核心机就是一个典型的例子,它在F-15、F-16和B-1上面都可以使用。甚至有人提出,美国在海湾战争中靠的就是F101核心机,因为它衍生出了包括F-18上的F404,即F101的缩小型(0.92倍)在内的多种型号,运用到战斗机、轰炸机、军/民用运输机(CFM56用的也是F101的核心机)多种飞机上。这同时也说明,当时研制这个核心机时的考虑很全面。


如果针对专一型号研制专门匹配的发动机,虽然其性能会很出色,但是成本也要上升不少,而牺牲一点点的性能换取更大的使用范围,还是很划算的。而且一旦获得多方面的实际运用后,通过运营获得的一些关键数据又有助于发动机的进一步改进,这是一个双赢的结果。


目前我们既然研制了“太行”发动机,就要想方设法将它的应用范围扩大,使“太行”的技术得到充分的利用。“太行”发动机下一步的发展计划包括,增加推力,提高可靠性,实现系列发展等。


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