中国的大飞机什么时候能成功

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/27 04:23:04
国家开始造自己的大飞机计划,大家来说说,透露点消息啊:D国家开始造自己的大飞机计划,大家来说说,透露点消息啊:D
研制一架大飞机一般在10年左右
2020年可能就位
成功的定义是什么?是生产一两架出来就算成功还是形成一个产业链才叫成功?
搞民用航空的都是废人,就只会买和组装垃圾ARJ也是垃圾发动机造不出来还说是国产的让全世界都觉的可笑
原帖由 红衣主教 于 2007-3-30 21:13 发表
2020年可能就位

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ARJ-2002年启动,2010年批量投入使用,周期8年,我们21世纪初搞ARJ-21也是很困难的,8年能出来已经很不容易。2010年代的大飞机,如果能在一两年内立项,可以在2020年服役,即使晚一两年,也不是很要紧。
不是什么很新的技术要求, 按照当前的技术能力来说绝对可以
《国际航空》2006年第4期

借鉴国外经验发展我国的航空发动机   方昌德

方昌德,中国航空工业发展研究中心研究员。45年来,他以航空发动机的技术发展动向、研究和发展工作规律以及管理为研究对象,多次参与了我国航空发动机发展战略研究和规划的制定。他曾主编《世界航空发动机手册》以及《航空发动机研究和发展管理文集》等诸多图书与文集,发表了大量相关的文章和研究报告,对航空发动机核心机和验证机的发展途径,对航空工业和飞机研制中的总体规模、产值及发展费用做过大量有价值的论述,在不同时期较早地提出过值得注意的重要技术研究领域,如进气道-发动机匹配、发动机结构完整性、热端部件的热分析、推力矢量技术和推进系统主动流动控制等。
  目前,常规航空燃气涡 轮发动机已经达到了相当高的技术水平,并呈现出加速发展的态势。今后发展的重点在于经济可承受性。各种新概念和新能源发动机也正在探索之中。本文分析了航空发动机研究和发展工作的特点,指出了航空发动机的发展现状和趋势,找出了我国的差距,并提出了相应的对策。
航空发动机研究和发展的特点
  航空发动机虽然是飞行器的一个分系统,但其涉及的学科非常广泛,包括工程热力学、气体动力学、燃烧学、传热传质学、固体力学和控制理论等。航空发动机由总体、进气道、风扇/压气机、主燃烧室、涡轮、加力燃烧室、尾喷管和控制系统等众多部件和系统组成,涉及的部件之多,设计之复杂也非一般设备可比。
  从历史上看,喷气时代始于涡轮喷气发动机的发明,声障、马赫数2、马赫数3的突破主要是由于加力式大推力发动机的出现;垂直起落飞机的成功则仰仗于可旋转喷管发动机研制成功;巨型宽体客机的问世少不了大涵道比、大推力的涡扇发动机;第四代战斗机的超声速巡航和超机动性主要依靠发动机高推重比和矢量喷管。
 未来,无论是环境友好、利用可再生能源和超声速/高超声速的民用航空运输,还是全球打击、全球达到和跨大气层的军用航空器,以及可重复使用的低成本空间运输系统,都离不开新概念的吸气式发动机。从狭义上说,发动机是飞机飞行的推动力,在广义上它应该是整个航空事业发展的推动力。
  另外,发动机的研制进度是整个飞机研制进度的决定性因素。一种新飞机试飞时必须有一款相当成熟的发动机配套。因此,航空发达国家都把发动机作为优先发展的技术列为国家或国防关键技术计划,并严格禁止向别国转让。
  在航空均衡发展的国家中,航空发动机的研究和发展经费占航空研究和发展总经费的25%左右。目前,世界上四大航空发动机公司每年的发动机研究和发展经费占销售额的15%左右,在10亿美元上下。现在研制一台大、中型先进发动机的经费高达15亿~30亿美元,如F119为20亿~25亿美元,GE90为30亿美元,JSF的F135动力装置的研制费甚至达到50亿美元。
  目前,世界上只有美、英、法和俄四国能独立研究和发展先进航空发动机。难怪在美国国家关键技术计划的说明文件中,用以下文字描述了航空发动机技术:
  这是"一个技术精深得使一个新手难以进入的领域,它需要国家充分保护并利用该领域的成果,长期数据和经验的积累,以及国家大量的投资"。
航空发动机的技术发展趋势
  自1988年开始实施的美国综合高性能涡轮发动机技术(IHPTET)计划到2005年已基本完成,经历18年,耗资约60亿美元,其成果已应用到许多军民用发动机的新型号研制和现有型号的改进改型上。民用发动机方面有GE90、GP7000、PW4084、PW6000、PW8000、CFM56-7、AE3007和FJ44等,军用发动机方面有F117、F118、F119、F135、F136、F404、F414、F100和F110。
  由于IHPTET计划在取得空中优势和商业竞争优势中的重要作用和已经取得的巨大成功,美国从2006年开始实施IHPTET计划的后继计划--VAATE计划,其指导思想是在提高性能的同时,更加强调降低成本。VAATE的总目标是,在2017年达到的技术水平使经济可承受性提高到F119发动机的10倍。技术验证将分两个阶段进行。第一阶段到2010年,使经济可承受性提高到6倍;第二阶段到2017年使经济可承受性提高到10倍。
  推进系统的经济可承受性的定义为能力与寿命周期成本之比,其中能力为推重比与中间状态耗油率之比。
   VAATE计划的服务对象不仅包括有人驾驶航空器的发动机,而且还涉及无人机的发动机以及船用和地面燃气轮机。对于不同的发动机有不同的目标,如表1所示。
  与IHPTET计划一样,VAATE计划仍由国防部主持,NASA、能源部和六家发动机制造商参与。其投资水平也与IHPTET计划相当,每年3亿多美元,由政府和发动机制造商均摊。
   VAATE计划将通过三个重点研究领域的相互配合来实现经济可承受性提高到10倍的目标,即通用核心机、耐久性和智能发动机。
  由于实施了技术发展计划,才有表2所示的新技术不断涌现。
  除传统燃气涡轮发动机外,正在研究中的有前途的非传统新型发动机主要有以微机电技术为基础的超微型无人机用涡轮发动机、脉冲爆震发动机、超燃冲压发动机、多(全)电发动机以及各种新能源动力。
  为解决石油资源枯竭和环境污染问题,满足某些特种航空器(如高空长航时无人机)的需要,人们多年来一直在为航空动力探索利用新能源,主要有太阳能、液氢、燃料电池、微波能和核能动力。
  随着IHPTET计划和后续的VAATE计划的实现以及其他相关研究计划的完成,预计在21世纪30年代以前可能出现以下新型航空发动机。
   2010年:将出现涵道比10~15的超高涵道比涡扇发动机,总增压比50~60,耗油率比20世纪90年代中期的发动机低10%~15%;以微机电技术为基础的超微型涡轮发动机;高超声速巡航导弹用的脉冲爆震发动机和超燃冲压发动机;无人机用的太阳能动力和燃料电池动力。
   2015年:F-35的短距起飞垂直着陆型,其主推进装置将是应用IHPTET计划成果的F119的改进型;涵道比15~20的超高涵道比涡扇发动机,总增压比60~75,耗油率比20世纪90年代中期发动机下降18%~20%;多(全)电发动机。
   2020年:推重比15~20的战斗机发动机,实现马赫数大于3的不加力持续巡航;经济和环境可接受的第二代超声速民航机。
   2025~2030年:推重比超过20的战斗机发动机,与F119相比,耗油率降低25%,全寿命期成本降低64%,能力/成本指数为11.5倍;高超声速航空、跨大气层飞行器和可重复使用的天地间往返运输系统的推进系统。  
  我国的差距和对策
  我国在大型航空发动机的两个重要方面--战斗机发动机和大型运输机发动机与国外先进水平有相当大的差距。
  我国相当于国外第三代战斗机发动机水平的大推力涡扇发动机--"太行"已于近期通过设计定型,相对于美国F100发动机在1973年10月定型的名义差距为32年。而美国的第四代战斗机已于2005年12月具备初始作战能力,它的发动机从1980年开始核心机试验到装备飞机使用共用了25年。
  在大型民用涡扇发动机方面,我国还没有涉足。大型民用发动机必须满足非常高的可靠性和经济性标准,通常比军用发动机的要求更高,受适航性和市场竞争的限制,入门的门槛更高。
  随着经济的快速发展,中国已经成为当今世界航空市场最活跃的地区之一。中国民用飞机市场的发展对发动机也产生了巨大需求,按照罗-罗公司的预测,未来20年,中国民用飞机发动机的市场价值高达340亿美元。因此,我国已有在"十一五"期间适时启动大型民用飞机研制的意向。这对大型民用涡扇发动机提出了要求。
  军机必须立足国内,逐步缩小与世界先进水平的差距。民机市场也不能全部拱手让给别人。面对这样的形势,我们必须有所作为。为此,本文提出如何发展我国航空发动机的一些思路。
  充分认识航空发动机的重要性
  制订符合国情的长远规划,把航空发动机作为振兴航空工业的突破口。我国在飞机研制中最大的技术障碍就是缺乏一台先进的发动机,所以,应该把航空发动机作为振兴航空工业的突破口,尽快研制出我国更先进的大型涡扇发动机,并制订一项适合我国国情的国家级航空发动机长远规划,下决心突破航空发动机技术,缩小与世界先进水平的差距。
  充分认识发动机研究发展的复杂性和规律性
  贯彻动力先行、预研先行、相对独立先行发展的方针,打好技术基础,走核心机/验证机派生发展的道路,坚持走完一个自行研制的全过程。
  航空发动机的研究和发展工作的难度大,周期长,从预研到发动机投入使用需30年左右的时间。只有动力先行,才能与飞机协调发展。只有预研先行,开展核心机/验证机研究试验,才能实现动力先行,加速预研成果工程化。在核心机/验证机上的技术验证应列为预研的重要内容。有了一个性能良好的核心机,就可以以较低的风险、较少的费用和较短的周期研制出覆盖一定推力(功率)范围的发动机。
  在自行研制航空发动机的过程中,不可避免地会出现各种问题。通过不断实践来解决这些问题,从而积累经验和数据,增长才干。只有走完一个自行研制的全过程,才能遇到和解决发动机研制的全部问题,为研制新一代发动机树立信心。
  提高科研投资强度,合理分配各阶段的经费
  美、英、法的航空发动机年均科研投资已达30亿、10亿和9亿美元,美国IHPTET计划和VAATE计划的预研年均投资为3.4亿美元。
  过去,我国在航空发动机科研方面的投资与美国差一两个数量级,因而,我国研究试验工作范围和数量大大受到限制,难以建立完整的数据库,许多问题不能及时暴露,拖延了研究和研制的进度。近年来投资有较大幅度的增加,但仍不能满足科研工作的需要,特别是预研工作的需要。
  例如,在美国在IHPTET计划中,所有技术都要经过在核心机和技术验证机上验证,因此核心机和技术验证机研究本身属于预研范畴,应给于必要的经费保证。这样,打好了技术基础,发动机的研制进度才能跟得上飞机研制的进度。
  目前,我国的综合国力、国内生产总值、进出口贸易额和外汇储备已经分别进入世界第六、第四、第三和第一位,已经具备了较大幅度增加在航空发动机科研方面投资的能力。此外,国家为提高自主创新能力,在"十一五"期间将把科研经费占国民生产总值的比重从1.7%提高到2.5%。有了经费,还要注意在发动机研究和发展各阶段的合理分配。
  在航空发达国家内,在航空发动机研究(含应用基础研究和应用研究)、演示验证(含技术验证和型号验证)和工程研制(含改进改型)的经费宏观上有一定的比例关系,如美国为15%∶25%∶60%。总的来说,我国的前端投入偏少,应该注意提高前端的投入。
  建立有效的航空发动机研究和发展运行机制,促进预研成果工程化
  航空发动机的研究和发展过程包括应用基础研究、应用研究、技术验证、型号验证、型号研制和改进改型等若干阶段,除应用基础研究的成果可以以著作和论文等形式公开发表供他人使用外,其余各阶段的成果包括大量的数据库、计算程序、经验、技巧、准则,难以在部门之间转移,特别是涉及到个人的经验和技巧。型号研制人员如果不熟悉各部件的技术研究过程,一旦出现问题是很难找到原因和提出解决办法的。因此,国外航空发动机公司的研究和发展工作深入到应用研究的大部分,甚至还做少量的基础应用研究。政府的研究机构只做少量的应用基础研究和应用研究工作,同时代表政府管理预研经费,通过合同委托航空发动机公司进行预研工作。
  我国航空发动机方面存在预研成果工程化难的问题,其原因之一就在于预研单位与型号研制单位按科研阶段的分工界面划得太清,将来把预研成果转移到型号研制中去的时候会遇到极大困难。应该建立这样一种机制,即保证型号研制单位从事至少从部件研究开始的预研工作。如若不然,与其在不同单位之间进行成果转移,还不如不同单位按部件分工合作。这在国外是有成功的先例的。
  形成军机、民机和燃机相辅相成的发动机行业结构
  燃气涡轮发动机包括军、民用航空涡轮发动机以及工业、舰船和地面车辆用燃气轮机,其基本技术、材料和工艺装备是相同或相似的。所以,发达国家的航空发动机行业都兼营军机、民机和航空改型燃气轮机。在20世纪50和60年代,西方国家的军机和民机的销售额的比例为80%∶20%,到80年代大致各占一半。自进入90年代以来,军机比例逐步下降。据预测在今后10年中军机销售额只占20%,而民机将占80%。地面燃机与航空发动机的销售额比例为2∶3,而地面燃机中航空改型的轻型燃机所占比例不断上升,即使是重型燃机也正在逐步采用航空发动机的技术。在我国发动机行业中,目前民机和燃机的比例还很小,因此,应该大力发展民机和燃机,形成一个相辅相成的合理行业结构。否则,单靠军机业务也是很难维持这个行业的。
  参与国际合作,发展大型民用发动机
  如上所述,民用发动机市场的门槛很高,我国的基础又很差,但又不能长期无所作为。因此,进入民用发动机市场的唯一途径是,利用我国的市场、资金和相关的技术条件,与一家在国际市场上有声誉的外国发动机公司合作研制有市场潜力的发动机。这种合作应该是有诚意的、互利的、长期的,法国斯奈克玛公司在CFM56发动机的国际合作方面的做法和经验是一个很好的借鉴。同时,应积极开展民用发动机特有技术的研究,填补这方面的空白。只有具备了一定的技术基础,才能以真正平等伙伴的身份参与国际合作。
  建立灵活和快捷的试制力量和必要的试验设备
  灵活和快捷的试制力量是加速航空发动机研究和发展过程的重要措施。我国在这方面存在不少问题,常常为修改一个部件的设计整个工程要等待很长的部件加工时间。除制造技术水平的因素外,与工程设计部门与制造部门之间的利益相关机制尚未建立有关。为此,必须进行结构调整,使工程研制部门和制造部门风险共担,利益共享,以建立一支灵活和快捷的试验力量。大型发动机试验设备的建设周期很长,要几年到十几年,美国的大型发动机高空模拟试验设备(ASTF)从论证到投入使用花了20多年,投资6.25亿美元。因此,应该筹措资金,及早建立必要的大型和关键的试验设备。
  培养和吸引高素质人才
  技术和市场的竞争归根到底是人才的竞争。有了钱,有了设备,没有高素质的人才还是发展不了高新技术。目前,业内的人才流失仍相当严重。因此,必须采取多种措施,培养和吸引高素质的航空发动机科研和生产技能人才。