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“心脏病”老大难 党媒问诊中国航空发动机

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尽管中国能研制歼-10、歼-20这些高精尖技术集一体的先进战机,但缺乏先进发动机一直为外界所诟病,就连中共喉舌都难以看下去。《人民日报》8月4日刊文题为《航空发动机,我们缺什么?》的文章,详解为何中国难以造出先进的航空发动机。

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中国虽然能够研发发动机,但性能一直难以跟上世界先进水平

此前中国国务院印发的《中国制造2025》将航空装备列为未来10年的重要突破目标。航空工业被比作现代工业的“皇冠”,航空发动机更被称为现代工业“皇冠上的明珠”,是飞机的心脏。但长期以来,一直有人不理解,为什么中国造得出神舟飞船、造得出歼-10战机,偏偏造不出先进的航空发动机?

中航工业发动机公司总经理庞为介绍说,航空发动机是经典力学在工程应用上逼近极限的一门技术,本身具有超常的难度。具体说来,航空发动机是为飞行器提供动力的热力机械,需要在高温、高压、高速旋转的条件下工作,对研制的要求很高。

与火箭发动机不同的是,航空发动机研制有“体积要小、重量要轻、寿命要长、可以重复使用”的要求,这意味着难度成倍增加。庞为说,设计航空发动机就是要让它在这些苛刻的约束条件下使性能得到最大发挥。了解这些特点,也就能够理解研制航空发动机为什么这么难。

此外,航空发动机发展水平也是一国综合国力、工业基础和科技水平的集中体现。如果一个国家在部分技术环节、部分工业门类上存在短板,就会制约航空发动机发展。庞为举例说,如果材料工业拿不出最好的高温材料,发动机的性能就上不去。航空发动机使用的精密电子元器件需要其他配套工业部门研制,如果这方面无法突破,就会影响到航空发动机性能的发挥。

不久前,中航工业集团董事长林左鸣表示,资金投入不足是制约航空发动机取得突破的主要因素之一。不过他的说法遭到质疑,有的人认为,干不出来就说是钱的事儿,难道钱少一些就真不行吗?

报道称,能够生产航空发动机的国家,在这一项目上投入的资金的确不少,且历时较长。根据统计,过去50年,美国投入航空发动机预研经费就超过1,000亿美元。政府往往直接向企业投资研制军用发动机,获得的技术再间接向民用发动机领域转移。
政府也向航空发动机基础研究和应用技术领域进行大量投资。

林左鸣说,航空发动机不单是设计出来的,也不单是制造出来,更是试验出来的。反复的试验,一定程度上就相当于“烧钱”。

航空发动机研制,必须借助大量的经验数据。由于航空装备的特殊性,这些数据只能靠自己试验获得。做试验要购买原材料、加工试验件,研制试验设备,研究试验技术,试验过程本身也要消耗大量物资和能源。

航空发动机设计制造出来后,还要做大量的试验进行验证,以充分暴露问题。很多试验是研制程序和规范要求必须做的,包括零件试验、部件试验、系统试验、核心机试验、整机试验等等,一级一级往上做,一项不能少。

有些试验是破坏性试验,需要破坏零件或整机。如涡轮盘破裂试验,做完就报废,而且一做就是几十个盘,因为要累积数据。

庞为表示,中国在航空发动机研制过程中也曾想走捷径,省去一些试验不做或做的次数少一些,但最后产品技术问题集中暴露,还得补充投资做试验,而且耽误了项目的总体推进。

除了试验外,制造技术、材料技术也需要相当数量的投入,开展基础研究、应用研究,并通过反复迭代试验进行验证。

换个角度看,航空发动机研制虽然“费”钱,但研制成果运用的时间也很长,不会花一大笔钱、几年就过时。国际上,一些型号的航空发动机成型后三四十年还在用。

近年来,中国航空发动机研制过程逐渐解密。据中航工业资料显示,中国真正从预研开始研究发动机,是在上世纪70年代,型号研制则是从上世纪80年代开始。

摘取现代工业“皇冠上的明珠”不容易。不过,在中航工业发动机公司采访,不论是科研人员还是制造人员,许多人都表示,眼下正是研制航空发动机最好的时候。

其一,经过多年持续的自主研制,今天航空发动机研制部门已掌握了一定的研制规律和设计制造技术,取得了一些成绩,有利于加快推动航空发动机技术取得突破。

其二,中国国家综合实力不断增长,对航空发动机发展的支持将越来越大。今年《政府工作报告》将航空发动机列为重大项目,《中国制造2025》也将航空发动机作为重点发展的领域。

其三,随着新技术的发展,以大数据、大联接、云计算、3D打印、新一代互联网等为特征的“智能智慧化”新业态将提升航空发动机的生产自动化、智能化水平。

其四,资金状况日渐改善。在最新公布的世界500强中,中航工业位居159位,正把更多的财力和人力用于航空发动机研制。中航工业旗下目前有29家境内外上市公司,正积极通过资本市场融资,用于发动机项目。

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