[原创]图文1:发动机专家获最高奖励的联想

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导读: 图文1:发动机专家获最高奖励的联想 2011年1月14日上午,北京人民大会堂举行“2011年全国科学技术大会”,其中获得“国家最高科学技术奖”表彰的有2人,并由中共中央总书记、中央军委主席、国家主席胡锦涛亲自颁发证书。 其中就有我国著名航空发动机金属材料专家、两院院士师昌绪,他凭借多年潜心研究,一举拿下制约我国航空发动机发展瓶颈的最高难题:《航空发动机“空心气冷铸造镍基高合金涡轮叶片”项目》,为我国进一步发展大推重比高效率涡扇发动机打下坚实基础、为各种最新型号战斗机的研制扫清

图文1:发动机专家获最高奖励的联想


2011年1月14日上午,北京人民大会堂举行“2011年全国科学技术大会”,其中获得“国家最高科学技术奖”表彰的有2人,并由中共中央总书记、中央军委主席、国家主席胡锦涛亲自颁发证书。

其中就有我国著名航空发动机金属材料专家、两院院士师昌绪,他凭借多年潜心研究,一举拿下制约我国航空发动机发展瓶颈的最高难题:《航空发动机“空心气冷铸造镍基高合金涡轮叶片”项目》,为我国进一步发展大推重比高效率涡扇发动机打下坚实基础、为各种最新型号战斗机的研制扫清了最后障碍。

其重大意义还在于,困扰我国多年的发动机不过关问题曾使得“自己空军不敢用、买俄罗斯要看眼色、欧美日本偷着乐”的尴尬局面将一去不复返了。那些预测我国20年也拿不出四代机的人,老拿发动机说事,让所有关心我国空军发展的同胞总如芒刺在背。如今党中央高调奖励航空发动机项目,高调承认歼20的试飞,说明我们取得了决定性的突破成果。有理由深信我们的昆仑系列、太行系列发动机必将迎着朝阳大步向前。

何谓航空发动机?了解发动机比了解飞机要难得多,它深藏在机体/吊舱内,看不见摸不着,真如“只闻楼梯声,不见人下来”。更何况发动机的构造和原理更深懊枯燥,作为一个空军迷,你可能有无数军机照片,可能没有一张发动机的;你可能会历数飞机家族的一切,对发动机可能完全无话可谈。难怪,太抽象了。

有感师昌绪老专家的获奖,借此机会,把本人微薄所学结合航空博物馆洞库《发动机展区》所展图板,按图索骥把“世界航空发动机发展回顾”向你慢慢道来。

全部照片,为2010年5月11日参观时所拍,这资料原本是为自己学习所存,求全不求精;加之是洞库展览,光线很暗,为节约电池没有使用闪光灯,效果一般,请原谅。好在整整2个小时,几乎无人光临此馆,倒也安静清闲。

《发动机展区》由三个部分组成:“世界航空动力回顾”、“航空发动机分类及术语浅释”和《国产发动机系列实物展》

我将主要介绍:“世界航空动力回顾”(展板区),因为这部分更富于科普性知识性和趣味性,完全可以了解其发展历史。内容涵盖了世界所有著名发动机:象世界第一架莱特兄弟飞机的、二战名机“喷火式”“野马式”的、世界最早喷气式飞机He-178的、第一架超音速实用战机F-100的 … … 直到俄美最新式F-22和SU30的;一应俱全。


图文1:发动机专家获最高奖励的联想

航空博物馆洞库展馆:“发动机展区”入口(巨大的进气道模型张开翅膀欢迎您)

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大厅展馆正对的是我国自主研制的第一架喷气式战斗教练机“歼教-1”;

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“发动机展区”全景1(场内空无一人是学习的好机会)

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“发动机展区”全景2


新中国历史上三款重要的战斗机发动机


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涡扇-6发动机1(双转子加力式)

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涡扇-6发动机2:沈阳航空发动机研究所研制。1968年6月首台完成试车运转,1980年试制成功。重量:2100公斤、总推力:122.2千牛、直径:1370毫米、长度:5645毫米;


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涡喷-13B 发动机(双转子加力式):贵州黎阳航空发动机公司研制。适用机型:歼-8H、歼-8F。重量:1213.8公斤、全加力推力:68.65千牛、直径:1370毫米、长度:5166毫米;


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涡喷-7系列发动机(双转子加力式):沈阳黎明航空发动机公司研制。适用机型:歼-7系列、歼-8等。最大推力:61.78千牛、直径:1370毫米、长度:5166毫米


一 早期探索到莱特兄弟飞机成功升空


1 蒸汽机时代的努力(1712—1890年)

什么叫发动机:“能将各种形式的能量转换成为机械能,并为其他机械提供动力的装置。”


图文1:发动机专家获最高奖励的联想

纽科曼蒸汽机用于矿井抽水。世界最原始的蒸汽机:1712年英国修理匠托马斯-纽科门首先发明,后1763年经英国格拉斯大学詹姆斯-瓦特修改,1769年获取发动机专利。它是公认最早将煤炭燃烧后将热能转化为机械能的。虽然不能实用,但即将导致产业革命时代的到来。


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1870年美国人富尔顿去欧洲学习,发明了世界第一艘蒸汽轮船。(早在1769年法国军事工程师拿理造出蒸汽动力车,汽车的前身;1814年英国工人史蒂文森发明了蒸汽矿山机车,轨道机车的前身)


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俄国海军军官亚历山大-莫扎依斯基

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俄国海军军官亚历山大-莫扎依斯基发明的蒸汽飞机。(1884年利用山坡下滑短时离地飘飞20米坠地告终)


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法国电气工程师克莱芒-阿代尔

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法国电气工程师克莱芒-阿代尔发明的蝙蝠式蒸汽飞机(1890年在平地滑跑中,短时跳越离地1-2米,未获成功。实验证明,笨重的蒸汽发动机为动力,是不可持续飞行的)


2 内燃机时代出现及应用


1854年发生两件大事促进了内燃机的发明和飞机升空的可能:一是美国化学家从煤里提炼出石油,燃油能源时代来临;二是法国化学家德维尔发明工业炼铝法,为铝质轻材料奠定基础;


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1854年法国化学家德维尔发明工业炼铝法

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1854年美国开始大规模开采石油


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勒努瓦的发动机(1860年比利时发明家,以煤气为燃料,制成二行程内燃机,具有气缸、点火塞、连杆和曲轴联动,成为第一台有实效的内燃机)

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1862年比利时发明家勒努瓦发明了原始的汽车,用2-3小时行驶了10公里。


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法国工程师罗夏首次提出四行程内燃机理论(1862年申请了专利:第一次提出“燃油和空气的混合气在汽缸内点火燃烧之前,要有一个压缩过程”,但没有制造样机)


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1861年德国工程师奥托

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1861年德国工程师奥托研制成功世界第一台四行程汽油内燃机

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1867年德国工程师奥托与兰根合作改进的发动机获得当年巴黎博览会金质奖章。


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1876年德国机械工程师戴姆勒,最早的轻型内燃机发明者

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世界最早的摩托车(1876年德国机械工程师戴姆勒和迈巴赫合作研制成功可用于交通工具的轻型内燃机,1885-1887年在自行车上安装汽油发动机,成为世界上最早的摩托车)

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1889年德国机械工程师戴姆勒设计成功4轮汽车。


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1885年德国工程师本茨早期著名汽车发明家,1926年他与戴姆勒的汽车公司合并,组成“戴姆勒-奔驰”公司。

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1885年德国工程师本茨研发成功世界第一辆3轮汽车

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1893年德国工程师本茨制造出第一辆奔驰4轮汽车;1899年生产了第一辆赛车;

至此,随着轻便汽油内燃机的在汽车上使用,飞机升空所需动力已经水到渠成,一触即发。


3 航空发动机诞生


图文1:发动机专家获最高奖励的联想

世界第一台实用航空发动机(由美国查尔斯-泰勒发明制作,是公认航空发动机创始人。1900-1902年莱特兄弟的滑翔机已经多次成功上天,多靠马车牵引而没有合适的发动机。1902年冬天泰勒为他们造出了世界第一台实用的航空发动机,用于“飞行者Ⅰ”上)


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世界上第一架靠自身动力起飞的重于空气航空器“飞行者Ⅰ”号飞机

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莱特兄弟的飞机在进行飞行表演

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世界第一架飞机发明者莱特兄弟

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“飞行者Ⅰ”号飞机发动机解刨图


接续:“二 螺旋桨式航空发动机时代”


本文内容为我个人原创作品,申请原创加分

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15楼kjlzywz

 以下是引用oldzhang 在第14楼的发言:
师昌绪是从事材料研究的学者,不是研究发动机的,他参与的部分项目为发动机的筋骨做出了贡献。他相当于新材料的总设计师地位,不是什么东西都要他管,有些只是他提个方向,或者指标,然后一群人共同参与。


有道理,同意,肯定是集体的功劳。

像钱学森一样,他是导弹火箭空气动力总体设计顶尖专家,但不是固体液体发动机专家,也不是金属物理制造专家,所以“两弹一星”需要“三钱一王”及整个团队通力合作。但,凡事都有个牛鼻子,拉脖子拽腿揪尾巴不如牵着牛鼻子管用,不是比腿重要还是鼻子重要的问题,钱学森就是牵牛鼻子的那个人。

航空发动机设计制造,也是个非常复杂的系统工程,从某些方面讲比设计飞机机体还难。拿一架飞机来说,搞一架飞机拆散了比着用木头一比一造出一架,再画图设计做模具放大样,在经过几年模型吹风试验,就可能模仿设计制造一架克隆机。发动机行吗?不行,在高温高压巨大离心力作用下,极微小的变形,都会使设计好的涡轮轴、涡轮盘、涡轮叶片、导流片、导流槽变形导致损坏,后果就是击穿机匣引发爆炸。发动机的牛鼻子就是合金材料,设计院经常发生的情况是:图纸早都设计完备了,配套发动机控制系统也过关了,但炼不出合适的金属材料。自从四代机采用高涵道比涡轮风扇加力发动机后,对材料的要求更高,要散热快、强度高、变形小还要重量轻,这都是对新型合金材料的基本要求。过去,同样仿造俄罗斯苏-27的涡扇发动机:问题一是同等推力下我们的要重几十上百公斤,造成推重比明显下降,是材料不行;二是打开加力就降低发动机寿命,不开加力能超音速巡航吗?还是材料问题。可见,在纷繁复杂的矛盾中,解决材料问题就是牵住牛鼻子,决不是谁重要谁不重要的问题,只是说有的问题我们早就解决了(如发动机其他部分的设计),而材料问题困扰太久,终于有了重大突破,发动机大发展大繁荣的时刻终于来了而已。

这就不奇怪了,为什么党中央把如此重要的“国家科学技术大奖”颁给师昌绪院士。请放心老先生可从来没说是他一个人的功劳。


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