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帖子主题:[原创]中国发动机从模仿生产到模仿设计(一)

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[原创]中国发动机从模仿生产到模仿设计(一)

航空发动机的研发经历四个主要环节:设计、制造、试验、定型。中国的航空喷气式发动机从仿制苏联产品开始,在仿制的苏联发动机中,包括离心式的涡喷-5发动机,轴流式的涡喷-6发动机、涡喷-7发动机和涡喷-8发动机,由于上述发动机都是按照技术转让协议由苏联帮助中国建立零部件生产厂、总装生产厂,直接应用苏联提供的设计图纸、生产工艺进行生产,因此就发动机设计这个环节没有中国什么事情,对发动机的设计原理、设计指标的了解、理解是在发动机的生产和修理过程中反向形成的。

制造过程当然首先是解决生产发动机需要的各种材料了,但是在这个环节上中国也没有太多自己可以主导的事情。材料的成分、材料的冶炼、材料的生产工艺完全来自于苏联的成套资料、成套设备,特别是在国产替代材料真正研发成功前,完全使用苏联生产的材料,甚至直接就是进口的各种零部件的成品。

试验方面因为是苏联已经定型的发动机,制造出来的发动机试验只要达到苏联规定的指标,就属于合格的产品。那个时期所谓的发动机定型实际上是生产定型,满足苏联规范的定型条件就定型。

伴随着这些发动机在中国的生产使用,尤其是空军对飞机性能提升、使用寿命提高、作战能力增强等等要求越来越多,解决发动机寿命短、提高发动机可靠性、增加发动机推力、降低耗油量、减轻发动机重量就成为达成飞机升级目的不二选择。

从解决涡喷-6发动机寿命和可靠性着手,中国开始了研发替代苏联产品的国产航空材料、改进设计现有发动机的历程。二十多年的努力,中国将涡喷-6发动机(包括使用这款发动机的歼-6战斗机、强-5强击机)的性能发挥到了极致,虽然寿命也只是达到300小时,作为发展中国家能够独立升级一款涡轮喷气式发动机,在世界航空业界已经是非常拉风的了。

但是事实上,当时中国仿制一种飞机就配套仿制一款发动机,歼-6的发动机没有条件用来配备歼-5,歼-7的发动机当然也不可能安装给歼-5、歼-6使用了。更郁闷的是,由于这三款发动机一款比一款先进,推力一台比一台强劲,不要说三款发动机的各种零部件没有通用的,甚至制造发动机的材料也一台比一台高级、高温合金钢的成分、冶炼工艺、材料加工难度一台比一台大,制造过程消耗的材料一台比一台多。由于不是自己设计的产品,仿制过程中唯一能够做的就是在生产中学习、思考,如何局部设计改进它们。比较起涡喷-6的改进,中国改进涡喷-7是一次水平相当高的锻炼。

上个世纪60年代,国家确定研发新型歼击机时主要针对当时歼-7“近视、手软、腿短”的缺点,为了实现‘更高、更快’的目标,计划为其配套设计一款推力12吨的新型涡轮风扇发动机,由于新歼配新发动机,可能因为发动机研发的困难非常大影响到项目的进度,因此考虑以歼-7为参考对象研发一款技术相对简单(当然比较起歼-7依然相当复杂),装配2台涡喷-7发动机的新型歼击机作为备选。由于以上指标较歼-7拥有的同类指标大幅度提高,直接使用歼-7战斗机使用的基本型涡喷-7发动机推力明显不够,必须对发动机进行改进,提高推力、增加寿命、降低耗油量。提高推力当然是主要任务,为此中国工程师们计划提高涡轮前温度增加发动机最大推力,增加加力燃烧室长度提高加力推力。这款加力推力6000公斤、最大推力4400公斤的发动机被命名为涡喷-7甲发动机。

由于当时中国涡喷-7发动机涡轮叶片使用的材料已经是国内可以制造的,工作温度最高的合金材料,要提高涡轮前温度100度困难不小。制造能够在约1000度温度下正常工作的涡轮叶片只有两条路可走:一是重新研发更先进的航空高温合金来制造叶片,但是研发合金的速度无论如何是赶不上飞机研发速度的。二是设计新型的空心冷却涡轮叶片,制造这样的新型叶片必须创新叶片制造工艺,才能制造出合格的涡轮叶片,显然第二条路具备成功的条件,同时可以嬴得宝贵的时间。

工程师们设计了空心涡轮叶片。这种叶片内部结构相当复杂,究竟采用什么工艺制造能够满足要求呢,大家谁都没有底。于是分别采用锻造工艺和铸造工艺进行试制,然后装配在发动机上实际检验。事实证明无论是铸造工艺生产的,还是锻造工艺制造的设计要求都能够满足,差别体现在成品率(也就是生产成本上)。由于铸造的空心叶片成品率高,生产稳定性好,最终确定这种空心叶片采用铸造工艺批量制造。

由于中国薄弱的工业基础,虽然涡喷-7甲是在涡喷-7基础上改进研发的,但是设计问题、材料问题、加工工艺问题层出不穷,从1965年开始研发,到1989年(05批)定型,涡喷-7甲发动机的研发像之前中国仿制的几型发动机一样的艰难,历经了24个年头。涡喷-7甲发动机最大直径0.9米,长度5.15米(比涡喷-7长0.55米),重量1145千克,推重比5.2,加力状态油耗2.0千克/小时.千克,最大推力状态油耗0.98千克/小时.千克。从05批开始首次翻修寿命达到200小时。

得益于涡喷-7甲发动机的成功,中国第一款自己研发的截击机歼-8型飞机终于可以成批生产装备部队了。

(待续)

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      2013/3/21 15:55:12

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      哦,你能够看到就不错了呀。

      点击率高就证明内容好吗?

      关于运-10的话题总有过万的点击率,除了口水战,有什么意义?

      人人都说中国发动机不行,骂工程师、骂国家、骂政府、骂体制,发动机不行的核心原因是什么?

      关于中国的发动机本人只是尝试着归纳总结,由于发动机技术涉及面非常广,关注发动机性能、指标的人不在少数,有心探讨发动机技术的不多,所以有同好参加讨论当然好,没有也无所谓。

      骂大街的永远造不出发动机哦。

       以下是引用1GSHGD 在第2楼的发言:

      你这帖子从21日16点发表到现在,只109人观看,无一人回复。可见你的模仿再模仿的观点,是多么被人看不起。网友们对你的观点,是多么的持执以鼻。待续我看还是免了吧。

      2013/3/23 10:45:42
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      说咱们首先模仿了苏联发动机的生产制造,应该没有疑意。

      本人认为中国模仿设计发动机,可能大家未必同意。那么,是不是从模仿制造发展到模仿设计了?

      喷发-1模仿离心式喷气发动机没错吧?

      涡扇-5发动机模仿美国后置风扇发动机没错吧?尽管升级轰-5轰炸机的项目下马,涡扇-5发动机没有实现定型生产。但是本人认为这款发动机是中国自己创新分量最大的发动机。

      这个时期中国发动机模仿设计的核心是解决推力,对于发动机泼辣性、可靠性、可维护性没有专门要求。

      针对前期研发涡扇-6发动机、涡扇-8发动机时没有系统考虑的设计缺陷,仿制R13F-300发动机、‘斯贝’发动机的过程中,中国工程师开始系统性的模仿设计,通过模仿苏联、英国发动机的设计,逐步提高了发动机设计的全局性、系统性考虑水平。

      仿制R29发动机时就广泛应用了自己的设计,形成了独立于苏联发动机的设计思想,涡喷-14发动机的设计明显摆脱了追求单项性能的老套路,综合水平已经达到相当高的水平。如果中国的制造工艺、材料水平能够达到同期美国或者苏联的水平,涡喷-14发动机肯定成为J79、R29那样的喷气式发动机。

      他山之石可以攻玉,模仿是超越的基础,只有拥有模仿能力,超越才有可能。

      比方说:印度人仿制米格-21战斗机比咱们提前几年,因为几十年没有掌握模仿制造、模仿设计的能力,印度人的飞机设计、发动机设计与中国的水平差距始终显而易见。

       以下是引用1GSHGD 在第5楼的发言:

       以下是引用石板河的舰队 在第4楼的发言:

      哦,你能够看到就不错了呀。

      点击率高就证明内容好吗?

      关于运-10的话题总有过万的点击率,除了口水战,有什么意义?

      人人都说中国发动机不行,骂工程师、骂国家、骂政府、骂体制,发动机不行的核心原因是什么?

      关于中国的发动机本人只是尝试着归纳总结,由于发动机技术涉及面非常广,关注发动机性能、指标的人不在少数,有心探讨发动机技术的不多,所以有同好参加讨论当然好,没有也无所谓。

      骂大街的永远造不出发动机哦。

       以下是引用1GSHGD 在第2楼的发言:

      你这帖子从21日16点发表到现在,只109人观看,无一人回复。可见你的模仿再模仿的观点,是多么被人看不起。网友们对你的观点,是多么的持执以鼻。待续我看还是免了吧。

      我回帖从来不骂人,不搞人身攻击。即使观点不同,咱可以探讨。

      其实,我对你的分析基本赞同。只是对你的:模仿再模仿观点有不同看法。前期,中国是在山寨俄制战机,学经验。后期是在学习取得一定成功的基础上,走自主研发的路。若还继续山寨,发动机怕早就成功了。

      再者,山寨发动机,不符合中国国情,必须自研。

      2013/3/25 8:48:39
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      你这帖子从21日16点发表到现在,只109人观看,无一人回复。可见你的模仿再模仿的观点,是多么被人看不起。网友们对你的观点,是多么的持执以鼻。待续我看还是免了吧。

      2013/3/22 15:07:33

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      说咱们首先模仿了苏联发动机的生产制造,应该没有疑意。

      本人认为中国模仿设计发动机,可能大家未必同意。那么,是不是从模仿制造发展到模仿设计了?

      喷发-1模仿离心式喷气发动机没错吧?

      涡扇-5发动机模仿美国后置风扇发动机没错吧?尽管升级轰-5轰炸机的项目下马,涡扇-5发动机没有实现定型生产。但是本人认为这款发动机是中国自己创新分量最大的发动机。

      这个时期中国发动机模仿设计的核心是解决推力,对于发动机泼辣性、可靠性、可维护性没有专门要求。

      针对前期研发涡扇-6发动机、涡扇-8发动机时没有系统考虑的设计缺陷,仿制R13F-300发动机、‘斯贝’发动机的过程中,中国工程师开始系统性的模仿设计,通过模仿苏联、英国发动机的设计,逐步提高了发动机设计的全局性、系统性考虑水平。

      仿制R29发动机时就广泛应用了自己的设计,形成了独立于苏联发动机的设计思想,涡喷-14发动机的设计明显摆脱了追求单项性能的老套路,综合水平已经达到相当高的水平。如果中国的制造工艺、材料水平能够达到同期美国或者苏联的水平,涡喷-14发动机肯定成为J79、R29那样的喷气式发动机。

      他山之石可以攻玉,模仿是超越的基础,只有拥有模仿能力,超越才有可能。

      比方说:印度人仿制米格-21战斗机比咱们提前几年,因为几十年没有掌握模仿制造、模仿设计的能力,印度人的飞机设计、发动机设计与中国的水平差距始终显而易见。

       以下是引用1GSHGD 在第5楼的发言:

       以下是引用石板河的舰队 在第4楼的发言:

      哦,你能够看到就不错了呀。

      点击率高就证明内容好吗?

      关于运-10的话题总有过万的点击率,除了口水战,有什么意义?

      人人都说中国发动机不行,骂工程师、骂国家、骂政府、骂体制,发动机不行的核心原因是什么?

      关于中国的发动机本人只是尝试着归纳总结,由于发动机技术涉及面非常广,关注发动机性能、指标的人不在少数,有心探讨发动机技术的不多,所以有同好参加讨论当然好,没有也无所谓。

      骂大街的永远造不出发动机哦。

       以下是引用1GSHGD 在第2楼的发言:

      你这帖子从21日16点发表到现在,只109人观看,无一人回复。可见你的模仿再模仿的观点,是多么被人看不起。网友们对你的观点,是多么的持执以鼻。待续我看还是免了吧。

      我回帖从来不骂人,不搞人身攻击。即使观点不同,咱可以探讨。

      其实,我对你的分析基本赞同。只是对你的:模仿再模仿观点有不同看法。前期,中国是在山寨俄制战机,学经验。后期是在学习取得一定成功的基础上,走自主研发的路。若还继续山寨,发动机怕早就成功了。

      再者,山寨发动机,不符合中国国情,必须自研。

      2013/3/25 8:48:39
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      再者,山寨发动机,不符合中国国情,必须自研。

      2013/3/23 18:29:26
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      2013/3/23 10:45:42
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      2013/3/22 15:07:33

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