运十大客机发动机涡扇八的研制过程

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运十大客机发动机涡扇八的研制过程 I2008年08月10日 星期日 10:45运十大客机发动机涡扇八的研制过程


后因运10飞机停止研制,发动机研制也告一段落。十年之功,毁于一旦。


<<上海航空工业志 >> 第四章 涡扇8发动机

涡扇8发动机(代号915)是运10飞机的动力装置,属前风扇、短外函、轴流式双转子涡轮风扇发动机。起飞推力80.07千牛,起飞耗油率54.56公斤/千牛·小时,其性能、寿命等指标在60年代末尚属较先进的航空发动机。该发动机于1972年开始投料试制,至1980年底国家投资1.84亿元,共生产3 轮计12台发动机。在研制中,新建主机厂,改建叶片生产厂,形成有3000余人的航空发动机研制队伍,基本走完发动机研制工作的全过程。1983年6月,上海市航空工业办公室召开涡扇8发动机研制成果总结交流会,认为已基本具备设计定型的条件和小批量生产的能力。在研制过程中,市内外有60多个单位承担发动机本体和配套协作项目,并大量采用新技术、新工艺、新材料。成品附件、轴承、金属材料、非金属材料和毛坯均立足于国内,取得了丰硕的科研成果。 后因运10飞机停止研制,发动机研制也告一段落。十年之功,毁于一旦。


第一节 任务
第二节 设计
第三节 制造
第四节 协作
第五节 试车
第六节 成果及扩大应用

第一节 任务

一、任务下达

国家计委、军委国防工业领导小组于1970 年8月27日向上海市正式下达试制生产运输机的任务后,9月14日,上海市革委会原则同意为大型客机配套的发动机制造定在上海第一汽车附件厂。同年12月 19日,市工交组正式下达任务,由汽附一厂承制10台涡扇8发动机(包括试车),航空机械厂承制10台涡扇8发动机全部叶片。

1971年三机部决定,为运10飞机和轰炸机配套的涡扇8发动机的试制,分别在上海和成都两地同时进行。

1973 年6月27日,国务院、中央军委批转上海市革委会《关于研制大型客机的请示报告》和国家计委《关于上海研究试制大型客机问题的报告》,明确首批试制12台发动机,争取在1977年完成总装提交飞行试验。首批12台样机的试制,可以采取以上海为主,三机部和航空研究院支援部分发动机设计、工艺技术力量,提供必要的工艺技术协作,集中力量,尽快过关,然后由上海市进行批量生产。至此,涡扇8发动机由两地同时研制改为在上海一地进行。

1973 年9月29日,根据三机部关于涡扇8发动机图纸等移交给上海708工程的通知,汽附一厂革委会副主任张龙根与成都航空发动机制造厂(以下简称成都发动机厂)革委会负责人姜燮生,在成都签订《关于涡扇8发动机物资交接工作的协议》。为便于移交和业务对口,移交物资分成器材、专用工装、专用非标准设备、图纸、样机及进口备件等6大类,两厂派出代表组成6个专项交接小组。至1974年9月4日,交接工作全部结束。

二、组建队伍

为适应研制涡扇8 发动机的需要,市工交组对发动机研制采取“总装集中,部件定点,零件扩散,工艺协作”和“一厂一角,各厂协作,一厂一件,百厂成线”的原则。从1973年下半年起,组织市机电一局、冶金局、化工局、仪表局等所属厂、所共65个单位,参加发动机的研制。同时,市外三机部系统也有10个单位承担发动机成品附件研制的协作配套任务。

发动机主机厂是上海航空发动机制造厂(其前身为汽附一厂扩建部分),主要承担高压机匣、燃烧室外机匣、高压静子、火焰筒、高低压压气机转子、涡轮转子、扩散机匣、轴承座、放气机构、零组件的制造和发动机总装、试车。工作量占全机的60~70%。航空机械厂是生产发动机叶片的专业厂,承担27种叶片的制造。发动机整体部件的生产定点厂有上海先锋电机厂、上海电工机械厂、上海油嘴油泵厂、上海汽车齿轮厂等。

至1980年底,发动机主机的研制人员达3232人。其中工人2062人,技术人员609人,初步形成了一支民用航空发动机的设计、制造队伍。经过多年的研制生产实践,基本掌握了涡扇8发动机的研制技术。

三、基本建设

为适应研制涡扇8 发动机的需要,在发挥原有潜力的同时,以扩建为主,新建为辅,有重点、有选择地进行改造,经批准扩大初步设计的共6个单位。其中新建航空发动机主机厂,其余均为充分利用原有基础改造扩建。基建费用为4661.99万元,竣工面积64519平方米,安装金属切削设备565台,发动机工厂的建设初具规模。


新建扩建单位建设情况表

序号
建设单位
建筑面积(平方米)
金切设备(台)
总投资(万元)
征地情况(亩)

1 航发厂 44079 287 2846.2 151.59
2 航空机械厂 9613 138 749.9
3 上海先锋电机厂 3040 32 169.7 4.7
4 上海电工机械厂 4437 39 365
5 上海汽车齿轮厂 1900 38 437.15 5
6 上海油嘴油泵厂 1450 31 94.04


1.建设主机厂

航发厂是为运10飞机配套研制涡轮风扇喷气发动机而建立起来的航空工厂。该厂原为汽附一厂的扩建部分,后划出单独建厂。

上海汽附一厂于1970年12月承接试制涡扇8发动机的任务后,经过调研,提出征用广中苗圃土地的申请。1971年11月20日,市城建局同意将小型射击场及广中苗圃土地共64.17亩划给汽附一厂,工厂的基本建设从此开始。

该厂建设初期没有总体规划。当时按照上海市提出的“先生产、后生活”的原则,第一个建设项目为工具制造车间,于1972 年2月20日破土动工,建筑面积2688平方米,投资30.32万元。随着研制任务进展的需要,市城建局根据工厂的申请,又于1973、1974年批准征地22亩和65.42亩。1974年8月24日,工厂完成基本建设的扩大初步设计,其规模为占地151.59亩,建筑面积4.03万平方米,新增金属切削设备258台,总投资3500万元。1974年下半年,应汽附一厂的请求,市委组织部商请三机部从部属哈尔滨、沈阳、成都、西安等航空发动机厂调入专业技术人员74人。为集中力量加快发动机的研制步伐,1978年7月6日,上海市708工程办公室决定,将汽附一厂广中路600号新厂部分划出单独建厂,定名上海长征机械厂。1979年12月,市工交组决定工程缓建。至此,工厂大规模的建设停止。

在整个基本建设中,共建成机械加工、冲压与焊接、机修、热处理与表面处理、总装与试车等5 个车间。较为重大的项目为:发动机总装车间,建筑面积6258平方米,装有2次/小时全室换气通风装置,具有采暖、密封、防尘、采光好的特点,按设计要求能年总装涡扇8发动机50台。发动机地面室内试车台,为15吨级发动机悬挂式台架,设有快速接管箱、可升降平台、发动机起吊架和锁紧插销等,均由液压传动,通过电钮操作控制。该台架能进行发动机长期试车和定型试车,为国内首座悬挂式涡轮风扇喷气发动机室内试车台。大型机械加工车间厂房,面积8043平方米,3个纵跨分别设有3~5吨起吊行车,共布置国产和进口切削机床167台,基本形成生产发动机转子、静子和中小零、组件,年产12台套的能力。

工程配电总容量10370千瓦,配置容量2O立方米/分的压气机4台,蒸气4吨/小时的锅炉3台,各类机械设备1057台(套)。其中金属切削类287台,冲压类29台,焊接类43台,试验机类61台等。

至1980年止,工程投资2846.2万元,占计划投资的81.3%,完成建筑面积44079平方米。按扩大初步设计25个项目统计,已竣工20个项目。1980年后,继续完成未竣工的项目,建设进度满足涡扇8发动机研制的需要。

2.改建航空机械厂

航空机械厂原是上海航空电动机构制造厂。1970 年12月19日起,承担涡扇8发动机全部叶片的加工任务。当时工厂由学校改建不久,生产条件较差,根据“边研制、边建设”的方针开始扩建。1972年5 月,在扩大初步设计未进行前,电解加工车间、总配电间、空压房和锅炉房、动力站等已开工建设,计建筑面积1365平方米,于1974年3~10月陆续建成。

1974年,工厂完成扩大初步设计任务书,并经市工交组批准。工程主要指标为:总投资750万元,厂房建筑面积9600平方米,金属切削设备135台。后又于1978年批准追加计划投资4万元,金属切削设备3台,1979年批准增建职工宿舍2000平方米。

这次扩建增建了电解加工、涡轮叶片加工、精密铸造、锻造和表面处理等5 个主厂房。另有动力站等配套设施共9项。精密铸造和锻造是生产叶片毛坯的车间,主要设备有25公斤真空熔炼炉、200公斤熔炼炉、50公斤硅整流非真空熔炼炉和100吨米高速锤等。电解加工和涡轮叶片加工厂房组成涡轮导向叶片机械加工车间,主要设备有电解机床、直径1600毫米立车和直径500×5000 毫米车床等大型设备。理化试验室已投产的项目有:X线探伤、超声波探伤、高温持久试验、高温拉伸试验、低温试验、金属化学分析、非金属化学分析、金相分析、气体分析、光谱分析和盐雾试验等。

由于扩建初期未严格按照基建程序办事和受计划投资额的限制,造成各动力站容量不足和部分土建及设备项目的缺漏现象。工厂采取补充设计和争取其它资金来源等措施进行弥补,扩建了空压站,补建了煤气表房、污水处理房和电解液池棚屋等,购置安装200公斤熔炼炉和自制100吨米高能高速锤等大型设备,并充实了理化试验设备。

经过1972~1980 年的建设,共完成基建投资749.97万元,新建厂房建筑面积9613平方米,职工宿舍1868平方米,新增金属切削设备138台,其他设备219台(套)。经扩建后基本形成年产涡扇8发动机27种叶片10台套的生产能力。其他14种叶片因系扩散厂生产,未形成生产能力。


第二节 设计

一、设计复测

根据三机部的要求,成都发动机厂从1970 年起就承担涡扇8(WS-8)发动机的试制任务。于1971年3月基本完成整机设计和资料编制工作,1972年完成金属材料和非金属材料的测定任务。同年 12月三机部和市国防工办研究决定,将涡扇8发动机的设计复测工作由成都转到上海汽附一厂进行。12月18日,市国防工办、机电一局在汽附一厂召开上海市研制涡扇8发动机有关单位领导干部会议,对复测工作进行动员和部署。12月30日复测领导小组成立,汽附一厂张龙根任组长,成都发动机厂陈明鼎任副组长,参加复测工作的技术人员共115人。下设总体、压气机、燃烧排气、涡轮等8个专业组。1973年1~5月,本着“重点复测、全面审查”的精神,对发动机性能、装配、强度、寿命有直接影响的部分作为复测重点。同年10月,全机共作材料分析500余项,表面分析171项,修订技术要求148项,制订组件试验要求177项。通过复测,对原设计过程中遗漏项目及在消化图纸和实际试验过程中所遇到的差错部分,均补齐和订正,以达到消除隐患、确保试制质量的目的。

1974年3月,涡扇8发动机复测、出图工作结束,共复测2058个图号,设计完成2061个图号,描图完成2073个图号,为涡扇8发动机第二轮试制工作奠定良好基础。

二、选材

1970年,成都发动机厂曾按照同类发动机材料性能和立足于国内的要求,进行过第一次选材。

1973 年1月,汽附一厂在第一次选材的基础上,在上海第五钢铁厂(以下简称上钢五厂)、上海钢铁研究所(以下简称上海钢研所)、上海第三钢铁厂(以下简称上钢三厂)、上海材料研究所、上海有色金属研究所等单位的参与下,花了近4个月的时间进行第二次选材,并作为涡扇8发动机第二轮试制的用材。根据既要满足设计要求,又要立足于国内资源和较好的工艺成型性能的选材原则,共提出全机金属材料7O余种,非金属材料30余种。其中属于国内首次研制的金属材料9种,非金属材料2种。1973年8月20~30日,三机部、冶金部在上海召开第二次选材会议,就涡扇8发动机涡轮轴、涡轮盘及叶片、火焰筒(包括涡流器)、高压压气机盘等承受高温和受力较大的零件进行对比分析,推荐了13种材料,其中6种是国产材料。选用的新材料共9种,用于143种零件。

1975 年3月对图纸质量进行复查时,针对大部分新材料已研制出来的情况,三机部提出“对新材料选用要慎重”的指示,防止新材料使用面太宽,影响因素大多,发动机的质量不易控制,为此又进行第三次选材。这次选材主要对第二轮图纸所选用的9种新材料的材质状况,结合设计要求、材料的工艺性和供料情况,进行反复分析讨论及技术论证。经过选定,试用新材料的零组件由原来143种缩减到45种,试用数缩减68.6%。

三、计算

根据国外航空发动机结构强度的设计准则及有关资料,航发厂设计科为了消化掌握设计技术,为以后研制航空发动机作好技术储备,自1975 年开始,从涡扇8发动机主要转动零组件的应力分析起步,以常规方法计算压气机和涡轮全部转子盘、转子叶片及拉杆的静强度,并委托上海交通大学用全息激光摄影术测定验证。1977年夏,又采用三角形元素的有限元计算方法,对发动机的盘、轴类零件自编程序,在华东计算技术研究所等单位的计算机上作了应力分析计算,先后共完成24项计算。同时,还运用计算成果参加了航空研究院组织的航空发动机强度设计试验手册有关部分的编写任务。

1979 年起,随着计算理论和计算方法的发展,该厂继续深化和扩大对涡扇8发动机计算分析的领域,曾应用八节点等参数元素的有限元分析法,自编程序进行转子叶片、盘和轴的应力分析;与中科院工程热物理研究所合作,对涡扇8发动机的压气机和涡轮,应用中科院教授吴仲华的简单径向平衡理论和国外诺瓦克(Novak)的流线曲率法,作了正反问题的三元流气动力的计算分析,以及为探索航空发动机多用途的前景,对涡扇8发动机进行多用途改装方案的热力循环计算和初步设计探讨等。

四、设计试验

1974 年9月,三机部和上海市共同召开涡扇8发动机设计试验工作会议,会上初步确定进行28项试验(为零、部件试验,不包括整机试验),并拟分2个阶段进行。在发动机未上台架时进行13项(主要是零件的强度),在发动机装机试飞前进行15项(包括强度和性能)。但由于试验进度赶不上发动机研制及试车进度,后又因试验经费限制,经多方研究讨论,确定设计定型前必做的试验项目为18项。在18项试验中,强度振动试验占13项,其中大部分又是以热端部件为主,性能试验几乎都集中在燃烧部件。试验结果表明,所选用的材料、结构、热处理和表面处理工艺都是合适的。


设计试验项目完成情况表

类别
序号
试验项目
主办单位
完成情况

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叶片

1 压气机、涡轮叶片静频测量 上海交通大学 1977年完成试验

2 高压涡轮工作叶片热冲击 沈阳航空发动机研究所 1975年3月完成试验

3 高压涡轮导向叶片热冲击 沈阳航空发动机研究所
1977年完成试验

4 三级涡轮工作叶片热冲击 西安航空发动机厂 1978年5月完成试验

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轴拉杆

5 高压涡轮轴疲劳试验 航发厂 1979年8月完成试验

6 低压涡轮轴疲劳试验

7 拉杆应力测定 航发厂 1977年5月完成试验

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轮盘

8 一级风扇盘超转试验 沈阳航空发动机研究所 1979年完成试验

9 一级涡轮盘超转试验 燃气轮机研究所 1979年完成试验

10 四级涡轮盘超转试验

11 压气机九、十级盘循环疲劳 沈阳航空发动机研究所 1977年5月完成试验
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轴承

12 轴承性能与寿命试验 沈阳航空发动机研究所 1981年10月完成试验
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机匣

13 涡轮排气机匣应力测定 航发厂 1978年春完成试验
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燃烧部件性能

14 火焰简单管低压模拟燃烧试验 航发厂 1975年8月基本完成试验

15 火焰筒单管高压燃烧性能试验 燃气轮机研究所 1979年4月因试验件烧坏只完成一半试验

16 火焰筒高空点火性能试验 燃气轮机研究所 1979年8月完成试验

17 燃油喷嘴特性试验 航发厂 1978年5月完成试验
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系统

18 滑油系统及滑油箱振动测定 航发厂 1980年7月完成试验秦惠文公  0 | 我的消息(0/1) | 百度首页 | 百度空间 | 退出 翠心居啊拉拉,放自己喜欢的东西。 主页博客相册|个人档案 |好友   查看文章   
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后因运10飞机停止研制,发动机研制也告一段落。十年之功,毁于一旦。


<<上海航空工业志 >> 第四章 涡扇8发动机

涡扇8发动机(代号915)是运10飞机的动力装置,属前风扇、短外函、轴流式双转子涡轮风扇发动机。起飞推力80.07千牛,起飞耗油率54.56公斤/千牛·小时,其性能、寿命等指标在60年代末尚属较先进的航空发动机。该发动机于1972年开始投料试制,至1980年底国家投资1.84亿元,共生产3 轮计12台发动机。在研制中,新建主机厂,改建叶片生产厂,形成有3000余人的航空发动机研制队伍,基本走完发动机研制工作的全过程。1983年6月,上海市航空工业办公室召开涡扇8发动机研制成果总结交流会,认为已基本具备设计定型的条件和小批量生产的能力。在研制过程中,市内外有60多个单位承担发动机本体和配套协作项目,并大量采用新技术、新工艺、新材料。成品附件、轴承、金属材料、非金属材料和毛坯均立足于国内,取得了丰硕的科研成果。 后因运10飞机停止研制,发动机研制也告一段落。十年之功,毁于一旦。


第一节 任务
第二节 设计
第三节 制造
第四节 协作
第五节 试车
第六节 成果及扩大应用

第一节 任务

一、任务下达

国家计委、军委国防工业领导小组于1970 年8月27日向上海市正式下达试制生产运输机的任务后,9月14日,上海市革委会原则同意为大型客机配套的发动机制造定在上海第一汽车附件厂。同年12月 19日,市工交组正式下达任务,由汽附一厂承制10台涡扇8发动机(包括试车),航空机械厂承制10台涡扇8发动机全部叶片。

1971年三机部决定,为运10飞机和轰炸机配套的涡扇8发动机的试制,分别在上海和成都两地同时进行。

1973 年6月27日,国务院、中央军委批转上海市革委会《关于研制大型客机的请示报告》和国家计委《关于上海研究试制大型客机问题的报告》,明确首批试制12台发动机,争取在1977年完成总装提交飞行试验。首批12台样机的试制,可以采取以上海为主,三机部和航空研究院支援部分发动机设计、工艺技术力量,提供必要的工艺技术协作,集中力量,尽快过关,然后由上海市进行批量生产。至此,涡扇8发动机由两地同时研制改为在上海一地进行。

1973 年9月29日,根据三机部关于涡扇8发动机图纸等移交给上海708工程的通知,汽附一厂革委会副主任张龙根与成都航空发动机制造厂(以下简称成都发动机厂)革委会负责人姜燮生,在成都签订《关于涡扇8发动机物资交接工作的协议》。为便于移交和业务对口,移交物资分成器材、专用工装、专用非标准设备、图纸、样机及进口备件等6大类,两厂派出代表组成6个专项交接小组。至1974年9月4日,交接工作全部结束。

二、组建队伍

为适应研制涡扇8 发动机的需要,市工交组对发动机研制采取“总装集中,部件定点,零件扩散,工艺协作”和“一厂一角,各厂协作,一厂一件,百厂成线”的原则。从1973年下半年起,组织市机电一局、冶金局、化工局、仪表局等所属厂、所共65个单位,参加发动机的研制。同时,市外三机部系统也有10个单位承担发动机成品附件研制的协作配套任务。

发动机主机厂是上海航空发动机制造厂(其前身为汽附一厂扩建部分),主要承担高压机匣、燃烧室外机匣、高压静子、火焰筒、高低压压气机转子、涡轮转子、扩散机匣、轴承座、放气机构、零组件的制造和发动机总装、试车。工作量占全机的60~70%。航空机械厂是生产发动机叶片的专业厂,承担27种叶片的制造。发动机整体部件的生产定点厂有上海先锋电机厂、上海电工机械厂、上海油嘴油泵厂、上海汽车齿轮厂等。

至1980年底,发动机主机的研制人员达3232人。其中工人2062人,技术人员609人,初步形成了一支民用航空发动机的设计、制造队伍。经过多年的研制生产实践,基本掌握了涡扇8发动机的研制技术。

三、基本建设

为适应研制涡扇8 发动机的需要,在发挥原有潜力的同时,以扩建为主,新建为辅,有重点、有选择地进行改造,经批准扩大初步设计的共6个单位。其中新建航空发动机主机厂,其余均为充分利用原有基础改造扩建。基建费用为4661.99万元,竣工面积64519平方米,安装金属切削设备565台,发动机工厂的建设初具规模。


新建扩建单位建设情况表

序号
建设单位
建筑面积(平方米)
金切设备(台)
总投资(万元)
征地情况(亩)

1 航发厂 44079 287 2846.2 151.59
2 航空机械厂 9613 138 749.9
3 上海先锋电机厂 3040 32 169.7 4.7
4 上海电工机械厂 4437 39 365
5 上海汽车齿轮厂 1900 38 437.15 5
6 上海油嘴油泵厂 1450 31 94.04


1.建设主机厂

航发厂是为运10飞机配套研制涡轮风扇喷气发动机而建立起来的航空工厂。该厂原为汽附一厂的扩建部分,后划出单独建厂。

上海汽附一厂于1970年12月承接试制涡扇8发动机的任务后,经过调研,提出征用广中苗圃土地的申请。1971年11月20日,市城建局同意将小型射击场及广中苗圃土地共64.17亩划给汽附一厂,工厂的基本建设从此开始。

该厂建设初期没有总体规划。当时按照上海市提出的“先生产、后生活”的原则,第一个建设项目为工具制造车间,于1972 年2月20日破土动工,建筑面积2688平方米,投资30.32万元。随着研制任务进展的需要,市城建局根据工厂的申请,又于1973、1974年批准征地22亩和65.42亩。1974年8月24日,工厂完成基本建设的扩大初步设计,其规模为占地151.59亩,建筑面积4.03万平方米,新增金属切削设备258台,总投资3500万元。1974年下半年,应汽附一厂的请求,市委组织部商请三机部从部属哈尔滨、沈阳、成都、西安等航空发动机厂调入专业技术人员74人。为集中力量加快发动机的研制步伐,1978年7月6日,上海市708工程办公室决定,将汽附一厂广中路600号新厂部分划出单独建厂,定名上海长征机械厂。1979年12月,市工交组决定工程缓建。至此,工厂大规模的建设停止。

在整个基本建设中,共建成机械加工、冲压与焊接、机修、热处理与表面处理、总装与试车等5 个车间。较为重大的项目为:发动机总装车间,建筑面积6258平方米,装有2次/小时全室换气通风装置,具有采暖、密封、防尘、采光好的特点,按设计要求能年总装涡扇8发动机50台。发动机地面室内试车台,为15吨级发动机悬挂式台架,设有快速接管箱、可升降平台、发动机起吊架和锁紧插销等,均由液压传动,通过电钮操作控制。该台架能进行发动机长期试车和定型试车,为国内首座悬挂式涡轮风扇喷气发动机室内试车台。大型机械加工车间厂房,面积8043平方米,3个纵跨分别设有3~5吨起吊行车,共布置国产和进口切削机床167台,基本形成生产发动机转子、静子和中小零、组件,年产12台套的能力。

工程配电总容量10370千瓦,配置容量2O立方米/分的压气机4台,蒸气4吨/小时的锅炉3台,各类机械设备1057台(套)。其中金属切削类287台,冲压类29台,焊接类43台,试验机类61台等。

至1980年止,工程投资2846.2万元,占计划投资的81.3%,完成建筑面积44079平方米。按扩大初步设计25个项目统计,已竣工20个项目。1980年后,继续完成未竣工的项目,建设进度满足涡扇8发动机研制的需要。

2.改建航空机械厂

航空机械厂原是上海航空电动机构制造厂。1970 年12月19日起,承担涡扇8发动机全部叶片的加工任务。当时工厂由学校改建不久,生产条件较差,根据“边研制、边建设”的方针开始扩建。1972年5 月,在扩大初步设计未进行前,电解加工车间、总配电间、空压房和锅炉房、动力站等已开工建设,计建筑面积1365平方米,于1974年3~10月陆续建成。

1974年,工厂完成扩大初步设计任务书,并经市工交组批准。工程主要指标为:总投资750万元,厂房建筑面积9600平方米,金属切削设备135台。后又于1978年批准追加计划投资4万元,金属切削设备3台,1979年批准增建职工宿舍2000平方米。

这次扩建增建了电解加工、涡轮叶片加工、精密铸造、锻造和表面处理等5 个主厂房。另有动力站等配套设施共9项。精密铸造和锻造是生产叶片毛坯的车间,主要设备有25公斤真空熔炼炉、200公斤熔炼炉、50公斤硅整流非真空熔炼炉和100吨米高速锤等。电解加工和涡轮叶片加工厂房组成涡轮导向叶片机械加工车间,主要设备有电解机床、直径1600毫米立车和直径500×5000 毫米车床等大型设备。理化试验室已投产的项目有:X线探伤、超声波探伤、高温持久试验、高温拉伸试验、低温试验、金属化学分析、非金属化学分析、金相分析、气体分析、光谱分析和盐雾试验等。

由于扩建初期未严格按照基建程序办事和受计划投资额的限制,造成各动力站容量不足和部分土建及设备项目的缺漏现象。工厂采取补充设计和争取其它资金来源等措施进行弥补,扩建了空压站,补建了煤气表房、污水处理房和电解液池棚屋等,购置安装200公斤熔炼炉和自制100吨米高能高速锤等大型设备,并充实了理化试验设备。

经过1972~1980 年的建设,共完成基建投资749.97万元,新建厂房建筑面积9613平方米,职工宿舍1868平方米,新增金属切削设备138台,其他设备219台(套)。经扩建后基本形成年产涡扇8发动机27种叶片10台套的生产能力。其他14种叶片因系扩散厂生产,未形成生产能力。


第二节 设计

一、设计复测

根据三机部的要求,成都发动机厂从1970 年起就承担涡扇8(WS-8)发动机的试制任务。于1971年3月基本完成整机设计和资料编制工作,1972年完成金属材料和非金属材料的测定任务。同年 12月三机部和市国防工办研究决定,将涡扇8发动机的设计复测工作由成都转到上海汽附一厂进行。12月18日,市国防工办、机电一局在汽附一厂召开上海市研制涡扇8发动机有关单位领导干部会议,对复测工作进行动员和部署。12月30日复测领导小组成立,汽附一厂张龙根任组长,成都发动机厂陈明鼎任副组长,参加复测工作的技术人员共115人。下设总体、压气机、燃烧排气、涡轮等8个专业组。1973年1~5月,本着“重点复测、全面审查”的精神,对发动机性能、装配、强度、寿命有直接影响的部分作为复测重点。同年10月,全机共作材料分析500余项,表面分析171项,修订技术要求148项,制订组件试验要求177项。通过复测,对原设计过程中遗漏项目及在消化图纸和实际试验过程中所遇到的差错部分,均补齐和订正,以达到消除隐患、确保试制质量的目的。

1974年3月,涡扇8发动机复测、出图工作结束,共复测2058个图号,设计完成2061个图号,描图完成2073个图号,为涡扇8发动机第二轮试制工作奠定良好基础。

二、选材

1970年,成都发动机厂曾按照同类发动机材料性能和立足于国内的要求,进行过第一次选材。

1973 年1月,汽附一厂在第一次选材的基础上,在上海第五钢铁厂(以下简称上钢五厂)、上海钢铁研究所(以下简称上海钢研所)、上海第三钢铁厂(以下简称上钢三厂)、上海材料研究所、上海有色金属研究所等单位的参与下,花了近4个月的时间进行第二次选材,并作为涡扇8发动机第二轮试制的用材。根据既要满足设计要求,又要立足于国内资源和较好的工艺成型性能的选材原则,共提出全机金属材料7O余种,非金属材料30余种。其中属于国内首次研制的金属材料9种,非金属材料2种。1973年8月20~30日,三机部、冶金部在上海召开第二次选材会议,就涡扇8发动机涡轮轴、涡轮盘及叶片、火焰筒(包括涡流器)、高压压气机盘等承受高温和受力较大的零件进行对比分析,推荐了13种材料,其中6种是国产材料。选用的新材料共9种,用于143种零件。

1975 年3月对图纸质量进行复查时,针对大部分新材料已研制出来的情况,三机部提出“对新材料选用要慎重”的指示,防止新材料使用面太宽,影响因素大多,发动机的质量不易控制,为此又进行第三次选材。这次选材主要对第二轮图纸所选用的9种新材料的材质状况,结合设计要求、材料的工艺性和供料情况,进行反复分析讨论及技术论证。经过选定,试用新材料的零组件由原来143种缩减到45种,试用数缩减68.6%。

三、计算

根据国外航空发动机结构强度的设计准则及有关资料,航发厂设计科为了消化掌握设计技术,为以后研制航空发动机作好技术储备,自1975 年开始,从涡扇8发动机主要转动零组件的应力分析起步,以常规方法计算压气机和涡轮全部转子盘、转子叶片及拉杆的静强度,并委托上海交通大学用全息激光摄影术测定验证。1977年夏,又采用三角形元素的有限元计算方法,对发动机的盘、轴类零件自编程序,在华东计算技术研究所等单位的计算机上作了应力分析计算,先后共完成24项计算。同时,还运用计算成果参加了航空研究院组织的航空发动机强度设计试验手册有关部分的编写任务。

1979 年起,随着计算理论和计算方法的发展,该厂继续深化和扩大对涡扇8发动机计算分析的领域,曾应用八节点等参数元素的有限元分析法,自编程序进行转子叶片、盘和轴的应力分析;与中科院工程热物理研究所合作,对涡扇8发动机的压气机和涡轮,应用中科院教授吴仲华的简单径向平衡理论和国外诺瓦克(Novak)的流线曲率法,作了正反问题的三元流气动力的计算分析,以及为探索航空发动机多用途的前景,对涡扇8发动机进行多用途改装方案的热力循环计算和初步设计探讨等。

四、设计试验

1974 年9月,三机部和上海市共同召开涡扇8发动机设计试验工作会议,会上初步确定进行28项试验(为零、部件试验,不包括整机试验),并拟分2个阶段进行。在发动机未上台架时进行13项(主要是零件的强度),在发动机装机试飞前进行15项(包括强度和性能)。但由于试验进度赶不上发动机研制及试车进度,后又因试验经费限制,经多方研究讨论,确定设计定型前必做的试验项目为18项。在18项试验中,强度振动试验占13项,其中大部分又是以热端部件为主,性能试验几乎都集中在燃烧部件。试验结果表明,所选用的材料、结构、热处理和表面处理工艺都是合适的。


设计试验项目完成情况表

类别
序号
试验项目
主办单位
完成情况

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叶片

1 压气机、涡轮叶片静频测量 上海交通大学 1977年完成试验

2 高压涡轮工作叶片热冲击 沈阳航空发动机研究所 1975年3月完成试验

3 高压涡轮导向叶片热冲击 沈阳航空发动机研究所
1977年完成试验

4 三级涡轮工作叶片热冲击 西安航空发动机厂 1978年5月完成试验

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轴拉杆

5 高压涡轮轴疲劳试验 航发厂 1979年8月完成试验

6 低压涡轮轴疲劳试验

7 拉杆应力测定 航发厂 1977年5月完成试验

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轮盘

8 一级风扇盘超转试验 沈阳航空发动机研究所 1979年完成试验

9 一级涡轮盘超转试验 燃气轮机研究所 1979年完成试验

10 四级涡轮盘超转试验

11 压气机九、十级盘循环疲劳 沈阳航空发动机研究所 1977年5月完成试验
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轴承

12 轴承性能与寿命试验 沈阳航空发动机研究所 1981年10月完成试验
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机匣

13 涡轮排气机匣应力测定 航发厂 1978年春完成试验
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燃烧部件性能

14 火焰简单管低压模拟燃烧试验 航发厂 1975年8月基本完成试验

15 火焰筒单管高压燃烧性能试验 燃气轮机研究所 1979年4月因试验件烧坏只完成一半试验

16 火焰筒高空点火性能试验 燃气轮机研究所 1979年8月完成试验

17 燃油喷嘴特性试验 航发厂 1978年5月完成试验
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系统

18 滑油系统及滑油箱振动测定 航发厂 1980年7月完成试验
技术积累,就怕不搞,哪怕不成功
WS-8的试飞情况如何?试飞了多少个架次,共计多少个小时?这是很重要的2个数字。
这是从女神姐姐的空间里弄来的东西       还有一百篇   我都弄来和大家一起欣赏
第三节 制造


一、理化试验

涡扇8发动机的原材料进厂复验和热加工工艺研究测试,是发动机零件制造过程中极其重要的一环。本体部分的理化试验由航发厂承担,叶片部分的理化试验由航空机械厂承担。

航发厂从1972 年起成立冶金科,其所属中心试验室担负发动机用材的化学分析、机械性能试验、无损探伤、热处理工艺、金相以及非金属材料试验。理化试验有一幢近3000平方米的大楼,配置从日本进口的自动定氢、定氮仪,5万倍电子显微镜,D4型大型金相显微镜,联邦德国进口的MM6金相显微镜,拉压低循环疲劳试验机以及非金属性能测试等主要设备。部分设备系自动控制,精度高,是70年代国内先进的理化试验设备,其规模也是一般工厂企业少见的。

在新材料研制方面主要进行金属材料理化性能测试和热工艺研究。1973年,进行GH22点焊、滚焊、氩弧焊的工艺测试研究。1975年写出该合金薄板焊接试验报告,为该材料的鉴定打下了基础。1974年,对GH901新材料进行原材料性能和锻件入厂复验,写出有关鉴定资料。1984年,该材料通过航空部科技成果鉴定。

TC4 钛合金大锻件在涡扇8发动机上大量应用,原采用苏联标准,但与中国大锻件情况不符。为制定适合国内使用的钛合金TC4金相标准,中心试验室做了大量金相工作,制定《TC4钛合金金相组织分级标准图谱》,该项目1981年获三机部科技成果三等奖。TC4铁合金应用项目于1984年获航空部科技进步二等奖。

中心试验室还先后为45CrMoV、GH738和K17G等材料作了大量检验分析。为提高发动机零件的使用寿命,对碳化钨加钴、碳化物加镍铬以及氧化铝、镍包铝等离子涂层作了试验。

对于涡扇8 发动机在长期试车过程中出现的一些故障,中心试验室在材质方面提供大量故障原因的分析资料。1978年对GH901锻件断口严重分层故障缺陷作金相分析;同年对K3钴基合金一、二级导向叶片长期试车后表面脱落和裂纹故障缺陷作金相分析;1979年对TC4二级风扇叶片表面麻点故障缺陷分别作出金相分析; 1979~1980年对GH22火焰筒表面麻坑、氧化焊缝异常现象故障缺陷作金相分析等。从而为涡扇8发动机长期试车和试飞的顺利进行,提供了科学依据。

二、主要工艺

1.静子环叶型孔冲刺

发动机静子环叶型孔的加工需采用冲刺工艺。此加工方法既冲切出外环圈上的叶型孔,又完成叶片的装配。

航发厂在1973~1975年间,探索采用手动冲刺工艺冲压静子环叶型孔。1976年,经过改进提高,采用半自动冲刺工艺,在自制的半自动冲刺机上完成。

1979 年9月,三机部第二技术交流站在该厂召开由部属各发动机厂参加的冲刺技术交流会,冲刺技术的优越性深得与会代表的肯定与赞赏。1980年,该厂工程师俞育南撰写的《发动机静子环叶型孔冲刺工艺》被刊登在第三期《航空工艺技术》上。此后数年内,沈阳航空发动机制造厂(以下简称沈阳发动机厂)等先后委托航发厂冲刺加工静子环叶型孔,对冲刺结果甚为满意。

2.钛合金焊接

涡扇8发动机的进气机匣由工业纯钛制成,结构特异,为薄壁空心夹层焊接组件,由232个零件焊接而成,焊接总长达77米。

1972 年,上海电工机械厂在研制进气机匣时,与三机部成都发动机厂、西安发动机厂、航空材料所和上海钢研所、上海冶金研究所(以下简称上海冶金所)、航发厂等单位共同协作,探索钛及钛合金焊接工艺。经过上百次消除焊缝气孔、焊接电流衰减等工艺试验,得出合理的焊接规范,终于攻克钛及钛合金焊接的技术难题。经发动机长期试车,未发现故障。

3.中频感应加热钎焊

涡扇8 发动机的钎焊焊接量高达3640平方厘米。1972~1976年,航发厂在研制高低压压气机时,上海油嘴油泵厂在研制燃油总管时,都成功地以中频感应加热钎焊工艺,替代价格昂贵的真空钎焊工艺及效率低下的炉中钎焊工艺,取得成本低、周期短、工艺简单和焊接温度均匀、集肤效应低等效果。

4.镍镉合金扩散电镀

涡扇8发动机中镀镍镉合金的零、组件计2536件,占电镀零、组件总数的30%,且均为一、二类重要件。其中有静子、轮盘叶片、机匣等。最大直径达1米以上,镀复难度极大。

国外在50年代已开始采用镍镉合金扩散电镀工艺,这是一种中温防护镀层,在500℃以下工作环境下具有良好的防护能力,但国内从未应用过。1974年3月,航发厂与航空机械厂在沈阳航空发动机研究所的协助下,进行镍镉合金扩散电镀工艺的技术攻关。

经过攻关组2 年多的艰苦工作,进行近千个小样、小槽工艺试验,试验成功并获得低浓度硫酸盐镀镍溶液配方。此后又摸索扩散镀镉工艺,并进行应力、震动疲劳、结合力、抗热、盐雾及拉伸等一系列试验,镀层均符合设计要求,镍镉合金扩散电镀工艺获得成功。该项目于1978年获全国科学大会奖。

5.液体喷丸强化

涡扇8发动机研制时,航发厂及航空机械厂均采用液体喷丸强化新工艺。这是在零件表面高速喷射玻璃丸或钢丸,使之产生压应力,从而提高零件疲劳强度及抗应力腐蚀能力的一种先进方法。

1972 年,两厂有关科技人员着手对此工艺进行研究。在发动机一轮生产时,两厂用喷丸强化方法提高涡轮轴、静子环、涡轮盘、榫槽、拉杆及叶片的表面强度。1975 年,两厂又会同航空材料所共同探索液体喷玻璃丸工艺,进行大量工艺试验。其间两厂曾各自试制了适合本厂产品所需要的喷丸机。翌年11月,国防工办在上海召开喷丸强化技术交流推广会,全国196个单位的代表与会。会议确定该发动机的液体喷丸强化工艺为推广项目。1977年获上海市电机工业公司系统先进科技成果项目奖。1978年又获上海市708工程科学技术攻关成果奖及全国科学大会奖
哎呀哎呀  还要审核啊  没办法  今天可能发不了多少了    还有100篇玩意   可能要等到明天了
WS-8何时定型?
WS-5:后因轰5飞机停止换发,发动机研制也告一段落。十五年之功,毁于一旦。
啊  审核完了啊  那我把其他的100篇文章也贴上来
等下啊  我先去看NBA  等下来帖
恩  好的  我知道了
ws-8的样机90年代美国人通过新加坡买去毁了美国人做事真tmd的绝呵呵我在广中路600号工作了几年就是上海航空发动机厂
运十贴在CD也演变成吵架贴了
其实运十和WS8……有些人对他们的态度就好像是对现在毕业的大学生一样:
有没有工作经验?没有工作经验的话,免谈!
:D没工作,哪来的工作经验。
一架巴基斯坦B-707在新疆某地降落过程(或许是起飞,具体忘记了)中坠毁,不过不是粉身碎骨,所以发动机和机体就都有了参照对象.
上海航空工业志 找一下就知道了

LZ这100篇给个链接就够了
原帖由 酒后胡言 于 2009-3-8 13:45 发表
一架巴基斯坦B-707在新疆某地降落过程(或许是起飞,具体忘记了)中坠毁,不过不是粉身碎骨,所以发动机和机体就都有了参照对象.

只是参考,又不是仿制
原帖由 qizo272 于 2009-3-10 23:12 发表

只是参考,又不是仿制

一次有意义的攀登

——谈运10飞机研制的经验和教训

(一九八九年上海航空工业公司首次发表)


  建国以来,我国航空工业有很大的发展。由于国内外形势的需要,长期以来发展重点放在军用飞机上。民用飞机虽然也有些进展,但起步较晚,直到七十年代,国内航线基本上没有使用过国产飞机,民用飞机的研制还没有走出自己的路子。

  随着国民经济的发展,发展民用飞机得到党和国家领导人的关心和支持。一九七○年八月,经周恩来同志批准,国家计委、军委国防工业领导小组以(70)军工字270号文向上海下达了试制生产运输机的任务。一九七三年六月二十七日,国务院、中央军委又以国发(1973)77号文件对大型客机的研制作了具体批复。

  这架大型客机以美国波音707-320C型飞机为参考,主要按美国1970年版联邦航空条例FAR25部进行设计,定名为运10飞机。

............
(本文原载《航空航天通讯(增刊)第3期》1989年1月18日)
WS8并没有彻底停止研制,它被改造成了燃气涡轮用于火力发电站,也算是Y-10留下来的一个巨大的成果!:victory: