现代军事 崎岖的国产“太行”发动机研制之路!

卿云至上 收藏 2 287

太行”发动机是我国在自主研制航空发动机道路上的历史性跨越,对于解决我军主战机种动力受制于人的被动局面、加速航空武器装备的跨越式发展。加强国防现代化建设,具有极其重要的意义。


在1981年的旅顺口型号总结会上,面对20年不懈追求换来的根本无用武之地的发动机,参会的同志潸然泪下……


20世纪50、60年代,共和国的航空工业基础薄弱。航空发动机作为典型的技术密集型高附加值产品,一直是我国航空工业的难点。中国一航动力所从1961年建所之初,就致力于研制当时世界上最先进的涡扇发动机。经过20年的努力,相当于国外二代发动机水平的“涡扇6”历经“三下、四上、五转移”,初步达到成熟。但由于配装的飞机型号下马,“涡扇6”发动机失去了用户,不得不终止研制——于是出现了旅顺口型号总结会上残酷的一幕。


自50年代以来,涡扇发动机受到西方航空强国的极大重视,现今世界三大航空动力巨头罗·罗、普惠、通用公司都推出各自的涡扇发动机。借助于涡扇发动机技术的发展,英国、美国、前苏联等国都研制出高推重比、高性能的第三代战斗机。从80年代中期起,世界航空强国开始为第四代战斗机研制新一代发动机。我国航空发动机发展与发达国家的差距进一步拉大,必须迅速迎头赶上。


我国发动机行业的技术能力、工业基础与国外相比存在较大差距,但航空发动机设计者们不自甘落后。“涡扇6”发动机虽然下马,但设计人员对涡扇发动机有了初步尝试,积累了经验、提高了能力、锻炼了队伍。广大科研人员的强烈愿望,就是为中国空军研制出先进的发动机,让国产军用飞机拥有一颗强健的“中国心”!


“太行”发动机是空军急需的装备,最高决策——“一发配两型”是天大的事……


改革开放的大潮使航空发动机事业重新焕发了生机。***同志于1986年1月批示,肯定了发动机行业老专家发展涡扇发动机的建议。一航动力所与兄弟单位一起,一边追赶涡喷发动机技术,研制“昆仑”发动机;一边开始研制新一代大推力“太行”涡扇发动机。


经过1987~1993年6年多的艰苦奋斗,一航动力所完成了“太行”验证机的研制,并以配装我国一新型飞机为目标转入原型机研制。这种新型飞机为单发方案,用新发动机直接配装新型飞机试飞有很大风险,需要经过飞行平台试验才行。当时,国内仅有的飞行平台寿命已经到期,飞行包线也太小,不能满足需要,而且通过引进合作,新型飞机又有了国外成熟发动机配装试飞。“太行”发动机的前景不容乐观。


刚接任太行发动机总设计师的张恩和副所长冥思苦想:“太行”发动机如何找到合适的飞行平台进行领先试飞?张恩和经历了“涡扇6”发动机的整个研制过程,强烈的忧患意识使他感到选择合适的试飞平台太重要了,否则失去装机对象,“涡扇6”的悲剧将会重演!


90年代初,我国从国外引进了一批飞机直接装备部队。为降低配装飞机的研制风险,张恩和适时地提出了“太行”发动机以国外飞机为平台领先试飞的方案,并组织了所内技术力量进行了6个方面的可行性论证。1993年3月,一航动力所向当时的中国航空工业总公司报告,申请一架引进飞机作为飞行平台对“太行”发动机进行领先试飞。


1995年6月7日,刚刚落成的一航动力所技术协调中心的二楼多功能厅内,“太行” 发动机的命运发生了重大转折。国防科工委、空军、海军的领导饶有兴致地听了张恩和总师的汇报,然后由副总参谋长曹刚川传达了中央军委的重要决定。他语重心长地说,“太行”发动机一是配新型歼击机,二是作x型飞机的后继动力,x型飞机的动力就寄托在“太行”发动机上。所以,“太行”发动机是两种飞机成败的关键。空军下一步建设就立足这个发动机了,如果搞砸了,就是对人民的犯罪。大家都要认识到责任的重大,要立下军令状……“太行”发动机从来没有像现在这样命悬一线——如果研制成功,将走向坦途;如果研制失败,后果不堪设想。此时的张恩和总师和所有参研人员一样,既感到心中的喜悦,又感到肩头的重担。


“太行”发动机装在被选定的飞机上,与飞机的协调是最大的难题——飞机不能改或只能作简单改动,主要技术问题都要由发动机研制方来解决。由于“太行”发动机主体尺寸比飞机原发动机大,滑油箱超限、滑油率超限、加力喷口调节器超限,道道难题摆在面前。为了满足设计要求与指标,总体设计室进行了外部设计工作,以总体室主任杨锐为首的设计师们群策群力,三次到空军飞机现场调研、多次更改方案,解决了加力简体转5°、加力点火器超限、后机匣改装、重新安排外部管路与附件等难题。1998年9月,一航属下的沈阳所、沈飞、黎明厂全力配合,完成了配装飞机的全尺寸金属样机的制造和装配,仅用1个半小时就装飞机成功,为研制胜利奠定了坚实的基础。


“太行”发动机在试飞中出现问题,暴露了发动机设计上的隐患。发动机研制工作陷入被动局面……


“太行”发动机的研制历程并非一帆风顺,先后发生过各种技术问题和故障200多项,几次大的故障一度使研制工作陷入困境。广大参研人员顶住了巨大的压力,攻克道道难关,使研制工作峰回路转。


2003年以来,“太行”发动机研制工作进入决战阶段。由于对发动机研制规律的认识和把握上还有不小的差距,加上质量管理和工作作风等方面的问题,研制工作几度陷入困境,先后经受了两次重大考验。第一次是发动机在试车时,发生了高压压气机四级盘破裂事故,第二次是在高空台模拟试验和调整试飞中,暴露出一些技术问题,飞机在试飞中,5个起落出现3次“特情”。配装“太行”发动机的战鹰进行规定科目的试飞时,发动机突然空中停车,由于飞行员的果断处理,飞机才得以安全着地返厂。“太行”发动机空中暴露出发动机设计上的隐患,研制工作一下子陷入被动局面。


一航动力所一边深入进行管理层面的整顿,一边针对出现的故障进行深刻分析,提出具体攻关措施,成立了重大技术问题决策委员会和重大技术问题咨询组,组成3个攻关组:针对“太行”发动机试验、试飞中暴露的技术问题,突出重点、统一规划、分步实施,进行综合治理。一航动力所与行业专家共同分析故障原因,严细慎实、一查到底。他们进行了大量的试验验证,先后完成17份故障计算、研究、分析报告。经过4个月的精心努力,排故的发动机经过了改进措施设计、加工和试验验证、排故措施验证评审之后,重新装配恢复生产,并交付试飞院,继续进行设计定型前的试飞工作。


2005年,太行发动机研制到了决战时刻……


2005年3月6日,一航动力所召开“太行”发动机设计定型动员誓师大会,为发动机试飞、试车,技术攻关、试验、装配五大战区授战旗并誓师动员,明确全所一切工作都要服务于重点型号设计定型,各战区技术负责人签订了责任状。


在技术攻关中,参研人员突破了一批具有自主知识产权的核心技术和关键技术。发动机的设计大量采用了先进部件技术和整机匹配技术,其中多项填补了国内空白,有的已经达到国际先进水平,上百项新材料、新工艺的成功应用,使发动机材料技术和制造技术实现了重大突破。在“太行”发动机定型试飞的三年里,一航动力所在一航试飞院等单位的全力配合下,解决了试飞过程中发生的各种技术问题,确保了试飞安全。


试验是发动机研制工作的重要组成部分。“太行”发动机的零部件试验范围之广、项目之全、时数之多,创国内发动机研制史之最。定型前的两项长试——设计定型持久寿命试车和长久初始寿命试车是对发动机使用可靠性最苛刻的全面考核。一航动力所和各承制厂进行了严格的工艺质量复查,进行了大量的实物探伤,确保装机件的完好。发动机在上台调试之前,专家们对可能存在的问题逐条分析研究、提出预案及解决措施,确保了发动机的装配质量及试验安全。


“太行”发动机进入了决战状态。参试人员白天在现场密切关注参数变化情况,晚上对试车数据进行认真的处理分析。他们在试车间里聚精会神盯着屏幕观察试车数据曲线的变化,作笔录、现场分析、拷贝数据。在长试中,为了把滑油光谱分析的结果表明得更清晰、明了,在试车现场做了一个直观的发动机滑油光谱随试车时间变化的曲线图,为此完成了近4000多个坐标点的标点、连线、绘图工作,使得发动机每个阶段的光谱变化都一目了然。光谱数据符合要求、变化平稳,说明发动机工作稳定、状态良好。


2005年11月10日,“太行”发动机终于通过了设计定型前最后一道难关一一长久初始寿命试车,40多天的试验一次通过,获得了飞向蓝天的通行证!11月10日,发动机启动试车程序,从慢车、加力再到慢车状态,发动机试车状态良好,各项参数稳定。刘高倬总经理亲手拉下停车的油门杆,试车间内顿时爆发出热烈掌声,试车台外鞭炮齐鸣。全新的“太行”发动机横空出世!18年来的呕心沥血、18年来的精心呵护、18年来的荣辱与共,为了 “飞鹰之心”的诞生,航空人用生命之灯照亮它的前程。他们肩头扛起的是一份沉甸甸的责任,内心铭刻的是一份神圣的使命,胸膛里燃烧的是一份对祖国和人民的无限忠诚!

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