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中国航空发动机之发展 (2014/6/3 11:30:45) [发送到微博]
 

中国航空发动机之发展

“由修理到制造,我们的道路要这样开始。” ——吴大观

中国的发动机是从BK-1φ起步的。随着朝鲜战争的结束,中国人民空军的战斗机也在进行着新一轮的更新换代。涡喷5,涡喷6, 涡喷7等一系列发动机的仿制增强了中国航空工业的实力。但仿制毕竟受制于人,三年困难时期,原子弹和氢弹的爆炸震惊了世界,研制自己的发动机提上日程。下面以标志性的几个发动机为代表介绍中国航空发动机的发展。

1. 涡扇6型发动机

   这是我国第一次设计大推力发动机,于1964年10月开始进行初步设计,1966年完成了全部图纸设计。1966年初开始由沈阳航空发动机厂进行样机试制,1969年完成了2台试验机的制造工作。改进工作一直进行着。然而,在80代初期,由于空军装备体制发生变化,歼-9和强-6飞机计划相继下马,作为其配套动力的涡扇6也失去了使用对象。1983年7月,涡扇6发动机的研制工作全部中止,1984年初,研制计划被正式取消。

2. 涡喷13系列发动机

  它的研制使我国结束了不能研制生产高性能涡喷发动机的历史,虽然其性能及技术还不是特别先进,但却是我国从仿制改型向自行设计制造的重要转变。进入80年代后,我国的航空发动机研制能力已具备了一定的实力,而这个时期也是我国新型歼-8Ⅱ和歼-7Ⅲ飞机研制的关键时刻。由于飞机性能要求的提高,必须要有一种新的发动机作为这两种飞机的动力装置,因此涡喷13“受命而生”。涡喷13发动机在结构上对压气机进行了大幅度改进,使得喘振裕度明显提高,低压转子加了轴间轴承,振动小,压气机转子盘和叶片大量使用了钛合金,既减轻了重量又提高了叶片的工作强度。此外,还增加了较为先进的发动机控制装置,提高了发动机的控制性能?可靠性和稳定性。

3. “秦岭”发动机

  我国从俄罗斯引进“斯贝”MK20后,由西安航空发动机厂负责试制生产,国内称其为涡扇9发动机。随着歼-7飞机研制生产的顺利进行,当初引进的数十台“斯贝”MK202也被用到了第一批生产的飞机上。随后,为满足歼-7未来生产改型的需要,西安航空发动机(集团)有限公司在90年代初期又开始进行涡扇9的全面国产化工作。1995年11月,部分国产化的涡扇9发动机顺利完成150小时试车,但此时涡扇9的国产化率只达到了70%,仍有一部分设备不能生产。因此在1999年下半年,涡扇9发动机全面国产化工作启动,西航集团公司先后攻克了精铸(锻)无余空心量叶片、数字式电子控制系统等一系列技术难关,于2000年底一次成功点火启动;随即开始的150小时工艺试车于2001年初圆满结束,试车检验结果表明各项性能及技术指标均达到试车验收标准,国产化的涡扇9发动机被重新命名为“秦岭”发动机。2002年6月1日上午,凝聚着西航航空人无数心血和汗水的“秦岭”发动机首飞成功,而后又经过几十个架次的科目飞行,表明该发动机的性能和稳定性均达到预定要求。2003年7月,“秦岭”发动机国产化工程在西安通过技术鉴定,从而结束了我国国产涡扇发动机装备上的空白。

4. “昆仑”发动机

   它是我国第一种完全自行设计研制的国产涡喷发动机,具有完全的“自主知识产权”,其所使用的技术、材料、工艺等完全立足国内。“昆仑”发动机的研制有几分偶然因素在内,最终能有今天的这个结果非常不易。1984年,上级下达了研制“昆仑”发动机验证机的任务。1987年正式立项,开始进入原型机的研制阶段。而此时恰逢我国颁布了“全新的发动机通用规范”,上级要求“昆仑”发动机的研制要全面贯彻新的国军标,这使“昆仑”发动机研制进度大大拖慢。“昆仑”发动机的地面试车过程中曾先后出现过高压涡轮叶片折断?高压压气机和低压压气机叶片断裂、发动机管路渗漏油、空中润滑油消耗量过大、舱壁温度过高等问题,而在装机试飞中又出现了部分加力脉冲、加力点火成功率低、高空大速度喘振停车、高空小速度切断加力停车等各种重大技术问题。公司技术人员经过近一年多的攻关,将出现的所有技术问题都圆满解决了,研制工作也顺利进入了最后阶段,最后在2001年12月通过了国家测试,于2002年正式设计定型,历经18年的时间。后来,我国又先后推出“昆仑”Ⅰ、“昆仑”Ⅱ型发动机。 由于“昆仑”Ⅱ型发动机的安装方式和外形尺寸与我国大量在役的涡喷7、涡喷13系列发动机基本相同,具有很好的互换性,因此可以很方便地安装到现役各型歼-7、歼-8飞机上,从而使这两种飞机的性能有了一个跨越式的提高,极大地提高了我海空军航空兵的空中作战能力。文章来自于中国南方航空官网,主要提供服务是: 网上值机 网上订机票特价机票预订,网址:http://www.csair.com/cn/

 

5. “太行”发动机

   2006年2月24日,我国首台有自主知识产权大推力军用加力涡扇发动机“太行”发动机定型。“太行” 发动机存自行设计过程中采用的新技术,有三级风扇为带进气可变弯度导叶片的跨音速气动设计;两级低压涡轮为复合倾斜弯扭的三维气动设计:低压涡轮两级导向叶片均为空心、二三联整体无余量精铸结构,与高压涡轮对转。其效率达到当今国际的先进水平:“太行”发动机复合材料外涵机匣是复合材料技术在国内航空发动机k的第一次应用。复合材料外涵机匣重量减轻30%:加力燃烧室为“平行进气”式,工作范围宽,重量轻,流体损失小。尾喷口为全程无级可调收敛扩散喷口设计,填补了国内的空白。                            

                             四、展望

发动机研究和发展工作的特点是技术难度大、耗资多、周期长,发动机对飞机的性能以及飞机研制的成败和进度有着决定性的影响,而且发动机技术具有良好的军民两用特性,对国防和国民经济有重要意义。因此,世界上几个能独立研制先进航空发动机的国家无不将优先发展航空发动机作为国策,将发动机技术列为国家和国防关键技术,给予大量的投资,保证发动机相对独立地领先发展,并严格禁止关键技术出口。一些航空发动机后起工业国家也已制订了重大的技术发展计划,试图建立独立研制或参与国际合作研制先进航空发动机的能力。

    虽然中国60年来航空涡轮发动机已经发展得相当成熟,为各种航空器的发展作出了重要贡献,但仍与发达国家有很大差距,据分析,中国航空发动机与美国相比,在技术上,差距30年!挥戈蓝天、亮剑苍穹,保卫祖国领空的“制空权”必须培养出一支飞机和发动机自行设计队伍!

 

参考文献 

         吴大观. 中国航空发动机改进改型工作的回顾与展望.航空制造工程

         吴大观.  航空发动机研制工作论文集

         王如根.高坤华.  航空发动机新技术

         江一军.  发动机技术途径分析.  航空动力学报

         宋亚林.  我国航空发动机发展之路. 世纪行2008年第8期

 

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