上一篇关于中推的论文

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/27 22:41:28


这篇关于中推发展情况的论文,好像没人发过么。
第22
卷第
1
期燃气涡轮试验与研究Vol.22,No.
1
2009

2
月Gas
Turbine
Experiment
and
Research
Feb.,2009

坚持预研先行、促进航空动力又好又快发展
——
回顾航空动力预研三十周年

焦天佑

陆宝富

(中国燃气涡轮研究院,四川成都610500)

摘要:本文回顾了中国燃气涡轮研究院从事航空动力预研三十年的发展历程,从技术基础预研到三大部件预研,从
核心机/APTD
到整机研制,认真分析了中国燃气涡轮研究院在航空动力预研过程中所取得的成就和存在的不足,并提
出了改进建议,对促进航空动力研制又好又快的发展具有非常重要的意义。
关键词:航空动力;预研
中图分类号:V37
文献标识码:
C
文章编号:1672-2620
(2009)
01-0001-07

Persisting
in
the
Principle
of
Pre-research
Going
Ahead
of
the
Rest
to
Facilitate a
Better
and
Quick
Development
of
Aero
Power-plant: A
Review
of
Pre-research
of
Aero
Power-plant
for
Three
Decades


JIAO
Tian-you,
LU
Bao-fu

(China
Gas
Turbine
Establishment,
Chengdu
610500,
China)
Abstract:
A
three-decade
development
course
during
which
China
Gas
Turbine
Establishment
is
engaged
in
the
pre-research
of
aero
power-plant
has
been
reviewed
in
the
paper.
The
pre-research
from
technical
fundamental
to
three
components
and
the
development
from
core
engine
to
APTD
engine
have
been
described.
The
achievements
obtained
by
China
Gas
Turbine
Establishment
and
the
weaknesses
existed
in
the
course
of
development
have
also
been
analyzed
in
detail.
Some
improvement
proposals
being
of
momentous
significance
to
facilitate a
better
and
quick
development
of
aero
power-plant
have
been
put
forward
in
the
paper.
Key
words:aero
power-plant;pre-research

1
引言成就的30
周年

同时又是中国一航和二航重组整合
成立中国航空工业集团公司之年,航空动力预研面临
1978年
3
月全国科技大会召开,迎来了科学的春
着极好的发展机遇,任务更加艰巨,使命更加光荣,挑
天。同年
7
月,第三机械工业部在天津召开航空工业
战更加严峻。认真回顾总结、研究分析我国航空动力

科学技术工作会议,提出科研先行的方针和飞机发展
预研发展的历程和取得的成就以及存在的不足,提出

“更新一代、研制一代、预研一代”的目标。同时,高性
改进和完善“振兴航空、动力先行、预研更要先行”的

能发动机预研作为第一个关键预研项目正式列入航
措施和建议,促进航空动力又好又快发展,不仅十分

空科技发展规划,并于1980
年正式开题,这是我国航
必要,而且也是非常重要的。本文就此作粗浅的探讨。

空动力行业有史以来的第一个大型预研工程项目,继
此之后又开展了高推重比航空动力预研和航空推进
技术验证计划(APTD
计划),有力地促进了我国航空
2
我国航空动力预研情况的简要回顾
动力的研制和发展。2008
年是我国改革开放取得巨2.1
航空发动机预研的背景
大成就的30
周年

也是高性能发动机预研取得重大我国航空发动机的发展从修理开始,20
世纪50

收稿日期:2008-12-08;
修回日期:2008-12-24
作者简介:焦天佑(1942-),男,云南曲靖人,航空发动机行业国家级专家,研究员,曾获国家科技进步特等奖和多项国家级、部级科技成果奖。



燃气涡轮试验与研究第22


年代后期

航空发动机行业在仿制国外发动机的基
础上就着手自主研制发动机的探索,进行了喷发1、
814、红旗Ⅱ、61F、WS6
等多个型号的研制,都经历
了艰难曲折的过程

但新研制的发动机最终都未成
功,配装飞机的发动机只有靠买或仿制。早在20

纪60
年代,周恩来总理曾指出:我国的飞机得了“心
脏病”。为了改变这种状况,航空动力行业的领导和
专家认真思考、冷静分析造成这种局面的原因,并借
鉴国外发展航空动力的规律和成功经验

从而认识
到在没有坚实的技术基础和足够的技术储备的情况
下,新型发动机是难以研制出来的。为增强自行研制
能力,加速实现从仿制到自行设计的转变,1975

4
月第三机械工业部召开航空发动机十年科研发展规
划会议,与会专家强列呼吁:实施先预研、后型号研
制的发展途径

建议开展高推重比发动机的预先研
究,并列入航空工业的发展规划。

因此,决定由624
所牵头,联合606
所、608

等10
多家单位进行了广泛的调研和论证,确定开展
推重比
8
一级中等推力涡扇发动机关键技术预先研
究。1978

7
月在天津召开航空科技工作会议,高
性能发动机预研作为我国第一个关键预研项目正式
列入航空科技发展规划。1979
年第三机械工业部以
红头文件正式下达“高性能推进系统工程预研”任务
(88
个课题),包括十大专业,基本涵盖了发动机设计
所需的专业。

2.2
高性能推进系统工程预研
“高性能推进系统工程预研”(简称高推预研)于
1980
年正式开题,项目分两阶段:1982
年前,以定向
基础研究为主,开展单项课题研究,进行理论方法、
计算方法、试验方法的探索和研究;1983~1989


以先进部件技术研究为主

重点围绕三大高压核心
部件及其相应的强度和数字控制系统的先进技术进
行综合试验研究。

压气机、主燃烧室、涡轮、控制等专业有多项技
术都相继取得了突破

有的甚至填补了国内的技术
空白

如吴仲华教授的叶轮机三元流动理论发展出
压气机和涡轮的S1、S2
设计计算方法及程序

建立
了准三元高压压气机设计系统,并付之于试验验证。

然而,当时行业的指导思想仍然是“重型号、轻
预研”

并未转变到先预研、后型号研制发展的思路
上来,使原规划的预研经费不能到位,迫使对研究目
标作了重大调整。研究范围从十大专业收缩到以三
大高压部件设计技术验证及强度设计技术研究为




后又把高压压气机从全台七级验证缩减为仅前
四级的验证

同时取消了带气动雾化喷嘴的短环形
燃烧室以及全尺寸高压涡轮性能部件的研制

其它
专业的研究目标和规划作了更多的调整和缩减,诸
多研究项目被迫终止。

2.3
三大高压部件研制
1989
年,航空航天工业部领导高瞻远瞩,对航
空动力在航空工业中的地位及其研制规律有了更高
的认识,并提出:

振兴航空,动力先行,预研更要先
行”的方针,决定在高推预研三大高压部件研制的同
时开展核心机的研究工作。根据部领导的指示,同年
7
月在624
所召开了“三大高压性能部件预研工作
会议”

把高推预研推进到先进部件研制阶段,确定
全力以赴进行高压压气机攻关

并同时开展与高压
压气机相匹配的短环燃烧室和跨声速高温涡轮等高
性能部件的研制。

由于部领导的高度重视

组织突击力量对三大
高压部件进行技术攻关,及时协调解决加工、试验中
出现的各种问题,从而使研制工作得到顺利推进,并
取得了丰硕的成果,三大部件性能都达到设计指标

而且该高压压气机超过了设计指标

填补了国内设
计技术的空白,获得国家级科技进步二等奖,为核心
机和型号研制奠定了基础。

2.4
中推核心机研制
1991
年在三大高压部件研制的同时,启动了与
中推验证机相匹配的核心机设计

拟进一步检查验
证三大高压部件在中推核心机整机工况下的性能

验证三大高压部件间的匹配技术和核心机的性能

初步考核结构方案的可靠性

掌握中推涡扇发动机
的设计、制造和调试技术,为中推验证机和型号研制
提供经试验验证的核心机

也为其它项目提供技术
支持。

1991

1
月批准中推核心机立项研制。当年完
成全套工程图设计

并于1992
年11
月完成第一台
核心机组装(见图1)
。1992
年12
月12
日在地面试车




台上达到最大转速

显示出三大部件良好的匹配性
能。1993

6
月完成地面试车台上核心机的性能测
定试验,基本性能达到设计指标。

1993
年初投入了第二台核心机研制,并于1994
年在高空台上进行进口加温、加压模拟风扇出口状
态下的性能试验

核心机转速顺利达到设计状态转
速,其性能:空气流量、压气机压比、涡轮前温度、推
力、耗油率都达到设计指标,结构强度和可靠性得到
初步考核。它标志着中推核心机的研制取得了圆满
成功。

中推核心机研制成功后

当时的中央军委有关
领导来624
所视察工作时给予了充分肯定和高度评
价,称赞中推核心机是“十年磨一剑、一朝出成果”

并鼓励一定要把中推发动机干出来。

2.5
中推验证机的研制
根据航空航天工业部领导的指示

在中推核心
机研制的同时,并行开展了中推验证机的设计。

中推验证机的研制目标是

考核该验证机的总
体及各部件与系统的性能和结构特性;突破高、低压
系统之间的匹配技术,掌握中推涡扇发动机的设计、
制造和调试技术

并遵循适用性—可靠性—性能

推重比—成本顺序的原则权衡处理设计中的矛盾

使其能顺利发展为武器装备。1996
年底,基本完成了
主机全套工程图的设计

后又开展了以减轻重量为
目标的减重设计,于1997
年底完成减重设计,符合
设计要求,并给承制单位下发了生产工艺准备图纸。

国防科工委于1997
年下文批准中推验证机立
项研制。后因经费等问题而被迫终止。

2.6
高推重比涡扇发动机预研[1,2]
“六五”~“七五”期间,624
所在上级主管机关的
支持下开展了高推重比涡扇发动机部分技术的前期
性探索研究和关键技术的论证。

“八五”期间,高推重比发动机预研作为“高性能
燃气涡轮动力技术预先研究

的主要内容被列为重
点国防科技预研项目。研究内容为:高推重比涡扇发
动机总体方案研究和顶层设计,设计、材料、工艺关
键技术分解和研究。在顶层设计的基础上,分解出发
动机设计、材料、工艺、强度、控制等方面的关键技术
项目160
余项。

“九五”期间,高推重比涡扇发动机预研被列为
重大国防科技预研项目“高性能燃气涡轮动力技术

的主要内容,含发动机总体关键技术、高性能压气机
技术、燃烧技术、跨声速高温涡轮技术、矢量喷管技

术、内流空气动力学、发动机传动润滑系统技术、发
动机数字电子控制技术、发动机结构强度技术等
8
个课题20
多个专题。此外,针对高推重比发动机研
制需用的材料、工艺关键技术也由材料和工艺部门
单独开题40
多项。在突破关键技术的基础上,还开
展了风扇、高压压气机、高温升燃烧室、大负荷高温
涡轮、矢量喷管、全权限数字控制系统(FADEC)等部
件和系统的试验件设计与试验验证。

“十五”期间,在关键设计、材料、工艺技术预研
和部件性能试验验证的基础上,进行了设计、材料、
工艺的集成技术验证和发动机高压部件匹配研究

研制了高推重比涡扇发动机核心机

使高推重比发
动机预研工作进入了新的阶段。

高推重比发动机预研工作,始终贯彻了全行业参
与、组织国家队的原则。在预研前期,采取了研究所与
高等院校联合预研的方式,由624
所牵头,组织行业
内外14
个单位参与研究,按工程项目进行管理,成立
了总设计师、总质量师等技术系统和行政指挥系统来
推进该项目的研制工作,并代表上级管理机构和高推
重比发动机预研项目管理办公室组织验收。

这篇关于中推发展情况的论文,好像没人发过么。
第22
卷第
1
期燃气涡轮试验与研究Vol.22,No.
1
2009

2
月Gas
Turbine
Experiment
and
Research
Feb.,2009

坚持预研先行、促进航空动力又好又快发展
——
回顾航空动力预研三十周年

焦天佑

陆宝富

(中国燃气涡轮研究院,四川成都610500)

摘要:本文回顾了中国燃气涡轮研究院从事航空动力预研三十年的发展历程,从技术基础预研到三大部件预研,从
核心机/APTD
到整机研制,认真分析了中国燃气涡轮研究院在航空动力预研过程中所取得的成就和存在的不足,并提
出了改进建议,对促进航空动力研制又好又快的发展具有非常重要的意义。
关键词:航空动力;预研
中图分类号:V37
文献标识码:
C
文章编号:1672-2620
(2009)
01-0001-07

Persisting
in
the
Principle
of
Pre-research
Going
Ahead
of
the
Rest
to
Facilitate a
Better
and
Quick
Development
of
Aero
Power-plant: A
Review
of
Pre-research
of
Aero
Power-plant
for
Three
Decades


JIAO
Tian-you,
LU
Bao-fu

(China
Gas
Turbine
Establishment,
Chengdu
610500,
China)
Abstract:
A
three-decade
development
course
during
which
China
Gas
Turbine
Establishment
is
engaged
in
the
pre-research
of
aero
power-plant
has
been
reviewed
in
the
paper.
The
pre-research
from
technical
fundamental
to
three
components
and
the
development
from
core
engine
to
APTD
engine
have
been
described.
The
achievements
obtained
by
China
Gas
Turbine
Establishment
and
the
weaknesses
existed
in
the
course
of
development
have
also
been
analyzed
in
detail.
Some
improvement
proposals
being
of
momentous
significance
to
facilitate a
better
and
quick
development
of
aero
power-plant
have
been
put
forward
in
the
paper.
Key
words:aero
power-plant;pre-research

1
引言成就的30
周年

同时又是中国一航和二航重组整合
成立中国航空工业集团公司之年,航空动力预研面临
1978年
3
月全国科技大会召开,迎来了科学的春
着极好的发展机遇,任务更加艰巨,使命更加光荣,挑
天。同年
7
月,第三机械工业部在天津召开航空工业
战更加严峻。认真回顾总结、研究分析我国航空动力

科学技术工作会议,提出科研先行的方针和飞机发展
预研发展的历程和取得的成就以及存在的不足,提出

“更新一代、研制一代、预研一代”的目标。同时,高性
改进和完善“振兴航空、动力先行、预研更要先行”的

能发动机预研作为第一个关键预研项目正式列入航
措施和建议,促进航空动力又好又快发展,不仅十分

空科技发展规划,并于1980
年正式开题,这是我国航
必要,而且也是非常重要的。本文就此作粗浅的探讨。

空动力行业有史以来的第一个大型预研工程项目,继
此之后又开展了高推重比航空动力预研和航空推进
技术验证计划(APTD
计划),有力地促进了我国航空
2
我国航空动力预研情况的简要回顾
动力的研制和发展。2008
年是我国改革开放取得巨2.1
航空发动机预研的背景
大成就的30
周年

也是高性能发动机预研取得重大我国航空发动机的发展从修理开始,20
世纪50

收稿日期:2008-12-08;
修回日期:2008-12-24
作者简介:焦天佑(1942-),男,云南曲靖人,航空发动机行业国家级专家,研究员,曾获国家科技进步特等奖和多项国家级、部级科技成果奖。



燃气涡轮试验与研究第22


年代后期

航空发动机行业在仿制国外发动机的基
础上就着手自主研制发动机的探索,进行了喷发1、
814、红旗Ⅱ、61F、WS6
等多个型号的研制,都经历
了艰难曲折的过程

但新研制的发动机最终都未成
功,配装飞机的发动机只有靠买或仿制。早在20

纪60
年代,周恩来总理曾指出:我国的飞机得了“心
脏病”。为了改变这种状况,航空动力行业的领导和
专家认真思考、冷静分析造成这种局面的原因,并借
鉴国外发展航空动力的规律和成功经验

从而认识
到在没有坚实的技术基础和足够的技术储备的情况
下,新型发动机是难以研制出来的。为增强自行研制
能力,加速实现从仿制到自行设计的转变,1975

4
月第三机械工业部召开航空发动机十年科研发展规
划会议,与会专家强列呼吁:实施先预研、后型号研
制的发展途径

建议开展高推重比发动机的预先研
究,并列入航空工业的发展规划。

因此,决定由624
所牵头,联合606
所、608

等10
多家单位进行了广泛的调研和论证,确定开展
推重比
8
一级中等推力涡扇发动机关键技术预先研
究。1978

7
月在天津召开航空科技工作会议,高
性能发动机预研作为我国第一个关键预研项目正式
列入航空科技发展规划。1979
年第三机械工业部以
红头文件正式下达“高性能推进系统工程预研”任务
(88
个课题),包括十大专业,基本涵盖了发动机设计
所需的专业。

2.2
高性能推进系统工程预研
“高性能推进系统工程预研”(简称高推预研)于
1980
年正式开题,项目分两阶段:1982
年前,以定向
基础研究为主,开展单项课题研究,进行理论方法、
计算方法、试验方法的探索和研究;1983~1989


以先进部件技术研究为主

重点围绕三大高压核心
部件及其相应的强度和数字控制系统的先进技术进
行综合试验研究。

压气机、主燃烧室、涡轮、控制等专业有多项技
术都相继取得了突破

有的甚至填补了国内的技术
空白

如吴仲华教授的叶轮机三元流动理论发展出
压气机和涡轮的S1、S2
设计计算方法及程序

建立
了准三元高压压气机设计系统,并付之于试验验证。

然而,当时行业的指导思想仍然是“重型号、轻
预研”

并未转变到先预研、后型号研制发展的思路
上来,使原规划的预研经费不能到位,迫使对研究目
标作了重大调整。研究范围从十大专业收缩到以三
大高压部件设计技术验证及强度设计技术研究为




后又把高压压气机从全台七级验证缩减为仅前
四级的验证

同时取消了带气动雾化喷嘴的短环形
燃烧室以及全尺寸高压涡轮性能部件的研制

其它
专业的研究目标和规划作了更多的调整和缩减,诸
多研究项目被迫终止。

2.3
三大高压部件研制
1989
年,航空航天工业部领导高瞻远瞩,对航
空动力在航空工业中的地位及其研制规律有了更高
的认识,并提出:

振兴航空,动力先行,预研更要先
行”的方针,决定在高推预研三大高压部件研制的同
时开展核心机的研究工作。根据部领导的指示,同年
7
月在624
所召开了“三大高压性能部件预研工作
会议”

把高推预研推进到先进部件研制阶段,确定
全力以赴进行高压压气机攻关

并同时开展与高压
压气机相匹配的短环燃烧室和跨声速高温涡轮等高
性能部件的研制。

由于部领导的高度重视

组织突击力量对三大
高压部件进行技术攻关,及时协调解决加工、试验中
出现的各种问题,从而使研制工作得到顺利推进,并
取得了丰硕的成果,三大部件性能都达到设计指标

而且该高压压气机超过了设计指标

填补了国内设
计技术的空白,获得国家级科技进步二等奖,为核心
机和型号研制奠定了基础。

2.4
中推核心机研制
1991
年在三大高压部件研制的同时,启动了与
中推验证机相匹配的核心机设计

拟进一步检查验
证三大高压部件在中推核心机整机工况下的性能

验证三大高压部件间的匹配技术和核心机的性能

初步考核结构方案的可靠性

掌握中推涡扇发动机
的设计、制造和调试技术,为中推验证机和型号研制
提供经试验验证的核心机

也为其它项目提供技术
支持。

1991

1
月批准中推核心机立项研制。当年完
成全套工程图设计

并于1992
年11
月完成第一台
核心机组装(见图1)
。1992
年12
月12
日在地面试车




台上达到最大转速

显示出三大部件良好的匹配性
能。1993

6
月完成地面试车台上核心机的性能测
定试验,基本性能达到设计指标。

1993
年初投入了第二台核心机研制,并于1994
年在高空台上进行进口加温、加压模拟风扇出口状
态下的性能试验

核心机转速顺利达到设计状态转
速,其性能:空气流量、压气机压比、涡轮前温度、推
力、耗油率都达到设计指标,结构强度和可靠性得到
初步考核。它标志着中推核心机的研制取得了圆满
成功。

中推核心机研制成功后

当时的中央军委有关
领导来624
所视察工作时给予了充分肯定和高度评
价,称赞中推核心机是“十年磨一剑、一朝出成果”

并鼓励一定要把中推发动机干出来。

2.5
中推验证机的研制
根据航空航天工业部领导的指示

在中推核心
机研制的同时,并行开展了中推验证机的设计。

中推验证机的研制目标是

考核该验证机的总
体及各部件与系统的性能和结构特性;突破高、低压
系统之间的匹配技术,掌握中推涡扇发动机的设计、
制造和调试技术

并遵循适用性—可靠性—性能

推重比—成本顺序的原则权衡处理设计中的矛盾

使其能顺利发展为武器装备。1996
年底,基本完成了
主机全套工程图的设计

后又开展了以减轻重量为
目标的减重设计,于1997
年底完成减重设计,符合
设计要求,并给承制单位下发了生产工艺准备图纸。

国防科工委于1997
年下文批准中推验证机立
项研制。后因经费等问题而被迫终止。

2.6
高推重比涡扇发动机预研[1,2]
“六五”~“七五”期间,624
所在上级主管机关的
支持下开展了高推重比涡扇发动机部分技术的前期
性探索研究和关键技术的论证。

“八五”期间,高推重比发动机预研作为“高性能
燃气涡轮动力技术预先研究

的主要内容被列为重
点国防科技预研项目。研究内容为:高推重比涡扇发
动机总体方案研究和顶层设计,设计、材料、工艺关
键技术分解和研究。在顶层设计的基础上,分解出发
动机设计、材料、工艺、强度、控制等方面的关键技术
项目160
余项。

“九五”期间,高推重比涡扇发动机预研被列为
重大国防科技预研项目“高性能燃气涡轮动力技术

的主要内容,含发动机总体关键技术、高性能压气机
技术、燃烧技术、跨声速高温涡轮技术、矢量喷管技

术、内流空气动力学、发动机传动润滑系统技术、发
动机数字电子控制技术、发动机结构强度技术等
8
个课题20
多个专题。此外,针对高推重比发动机研
制需用的材料、工艺关键技术也由材料和工艺部门
单独开题40
多项。在突破关键技术的基础上,还开
展了风扇、高压压气机、高温升燃烧室、大负荷高温
涡轮、矢量喷管、全权限数字控制系统(FADEC)等部
件和系统的试验件设计与试验验证。

“十五”期间,在关键设计、材料、工艺技术预研
和部件性能试验验证的基础上,进行了设计、材料、
工艺的集成技术验证和发动机高压部件匹配研究

研制了高推重比涡扇发动机核心机

使高推重比发
动机预研工作进入了新的阶段。

高推重比发动机预研工作,始终贯彻了全行业参
与、组织国家队的原则。在预研前期,采取了研究所与
高等院校联合预研的方式,由624
所牵头,组织行业
内外14
个单位参与研究,按工程项目进行管理,成立
了总设计师、总质量师等技术系统和行政指挥系统来
推进该项目的研制工作,并代表上级管理机构和高推
重比发动机预研项目管理办公室组织验收。
高推重比发动机预研取得的进展和成果


(1)
高推重比发动机的主要设计关键技术:发
动机总体设计技术、高性能压气机设计技术、高温升
燃烧室设计技术、高温涡轮设计技术、矢量喷管设计
技术得到突破,需用的关键材料、结构、制造工艺得
到初步验证。
(2)
在发动机总体设计和主要部件技术突破的
基础上,进行了高推重比发动机核心机设计、试制及
相关的试验验证工作。
2.7
航空推进技术验证计划(APTD
计划
)
随着航空技术的不断发展

对航空动力装置的
性能指标、安全可靠性、环保等方面的要求也在不断
提高,航空动力研制技术难度越来越大,为减少型号
研制的风险,确保研制成功率,国际上推行的成功经
验是:用于型号研制中的技术及方案必须是成熟的

新技术、新方案必须经过试验验证。为弥补以往我国
在航空发动机研制中所使用的技术、方案等验证不
够的缺陷,经过深入的论证和规划,确立实施我国的
“航空推进技术验证(APTD)计划”。其目的是利用以
往预研和型号研制中的存量资源——

—各种零部件试
验件、核心机、验证机,通过补充试验,验证设计分析
软件、充实数据库、完善设计规范,初步建立我国自
己完整的、工程实用的高性能发动机设计体系,为现

燃气涡轮试验与研

第22


役型号的改进改型和在研型号、未来型号的研制及
可持续发展提供技术支持[3]


计划是在“十五”、“十一五”期间,通过两个阶段
的试验验证:即第一阶段以低压系统验证为重点,第
二阶段以高压部件为重点,遵循打基础、建体系这条
主线,紧紧围绕有限目标,集中力量突破几项关键技
术,通过综合集成,较快地实现工程应用,并产生几
项重大的工程应用成果,最终建立包括设计软件、设
计规范、设计准则、设计标准及数据库在内的较完整
的、较高精度的航空发动机设计体系,应用于在研或
有背景需求的发动机研制

进一步增强我国自行研
制发动机的能力。

取得的成果有

完成了120
多项零部件试验研
究和参数的精细测量分析;校核了50
多个主要设计
软件;验证了部件、整机、强度、测试等专业的多项设
计技术,完成两轮风扇、低压涡轮在发动机整机环境
的设计-试验验证;完成设计规范编写60
份;建立
部件试验数据子库十个

突破了设计体系建立的方
法和技术关键;初步完成发动机总体性能、压气机、
涡轮、传热等专业的设计系统集成。

2.8
民用航空发动机关键技术预先研究
我国已经向世界宣布“中国要研制大飞机”,2007
年12
月30
日温家宝总理在视察阎良飞机城时又再
次强调,

让中国的大飞机飞上蓝天是国家的意志”

这充分表明了中国人的决心。大飞机能否早日飞上蓝
天,大飞机的发动机研制是极其关键因素之一。

根据目前我国航空发动机行业的实际情况,研
制大飞机用的大涵道比涡扇发动机的技术难度是很
大的。一是没有经验;二是所具有的一些特殊技术更
缺少储备。另外,众所周知,发动机的研制周期比飞
机更长。所以,在大飞机的研制规划中,应体现出“动
力先行”的方针;在发动机的研制规划中,应体现出
“预研先行”的方针。“先突破关键技术,走部件、核心
机、验证机至型号研制的发展道路”

这是我国50

年发动机研制和研究经受曲折和反复的经验总结

同样适用于技术储备和经验不足、进度又不宽松的
大涵道比涡扇发动机的研制。

民用大涵道比涡扇发动机预研目前已开展的主
要工作


(1)
我国民用大涵道比涡扇发动机发展思路论


(2)
民用大涵道比涡扇发动机研制关键技术论
证与分解

(3)
配装我国大型客机的大涵道比涡扇发动机
(简称大客动力)总体方案论证

(4)
大客动力高压压气机、低排放燃烧室、高压
涡轮部件初步方案设计及关键技术分解

(5)
大涵道比涡扇发动机增压压气机设计与试
验验证。
2.9
坚持自主创新,走系列核心机及其派生发展的
道路[4]
核心机是燃气涡轮发动机中最重要的部分,其
主要组成部件为:压气机、燃烧室、高压涡轮,在发动
机中处于最恶劣的工作环境(高压力、高温度、高转
速),是涉及发动机强度和使用可靠性方面最为关键
的部件

新机研制过程中发生的许多问题和延长研
制时间都与核心机部分密切相关。因此,提前对核心
机进行研究,能够大幅度减少发动机研制风险,缩短
研制周期。

从技术层面上讲

核心机是由已验证过的先进
部件组成,利用核心机作为技术平台,可以在真实发
动机环境条件下验证新设计、新材料和新工艺的技
术可行性,并在一定程度上评估相关发动机的性能、
耐久性和成本

从而降低将这些关键技术移植到工
程运用中的风险。在核心机基础上

配上不同的风
扇、低压涡轮、加力燃烧室等低压部件及相关系统

就可以以较低的风险研制出覆盖一定推力(功率)范
围的一系列发动机。

为了满足武器装备和民用飞机的多样化要求

相应地对发动机也提出了多样化的要求。由于我国
现有发动机的品种少,远不能满足飞机发展的需求

从我国的实际情况出发

走系列核心机及派生发展
的途径,研发多种不同流量的核心机,它们派生发展
后可覆盖推力200~20
000
daN
的发动机,初步满足
用户对大、中、小各类发动机的需求。根据用户的特
殊需求

还可以利用部件缩放技术将现有成熟的核
心机放大或缩小后再匹配低压系统发展出所需的发
动机。

3
西方国家航空动力研究发展计划简况

预研是西方国家研发先进航空发动机的技术基
础和保证,由于发动机实际研制时间要长于飞机,为
保证与飞机同期立项

西方各国都提前多年开展不
针对特定型号的发动机新技术、新材料、新工艺的研
究和探索。当新技术积累到一定程度后,就着手进行
关键部件、核心机和发动机的技术验证。随着技术的




1
期焦天佑等:坚持预研先行、促进航空动力又好又快发展——

—回顾航空动力预研三十周年
成熟和型号的需求,适时转入型号发展。

3.1
美国的发动机研究计划
美国是世界上开展航空发动机研究计划最多的
国家。军方从20
世纪50
年代就开始实施航空推进
技术探索发展(应用研究)计划。近三十年来美国最
有影响的研究计划有10




高效节能发动机
(E3)计划,高性能涡轮发动机综合技术(IHPTET)计
划,多用途、经济可承受的先进涡轮发动机(VAATE)
计划(作为IHPTET
的后续计划执行)等。VAATE

划的研究范围比IHPTET
计划更广

不仅关注航空
涡轮发动机,而且还关注船用和发电用燃气轮机。对
于大型涡扇/涡喷发动机,VAATE
计划的目标是发
动机的经济可承受性在2000
年技术水平上


2010
年提高到
6
倍,到2017
年提高到10
倍,推重
比到2017
年提高到
3
倍。

3.2
英国的发动机研究计划
英国开展的各种发动机的主要研究计划如下

近期先进核心军用发动机计划(NTAT);XG40
技术计
划;先进核心军用发动机第二阶段计划(ACME
Ⅱ)

先进小涡轮发动机核心机计划(ASTEC)


3.3
欧洲的先进军用发动机技术计划(AMET
计划
)
英法合作实施的AMET
计划,目标是研制一种
推重比15
的发动机

然后再发展到推重比18
的发
动机。计划开始于20
世纪90
年代,验证发动机可能
在2011
年左右首次运转。

4
我国航空动力预研体系及计划

4.1
我国航空动力预研体系和计划
我国航空动力预研体系和计划是由国家各部委
及行业根据国家科技发展战略、经济社会持续协调
发展、国家安全和国防建设的需要,结合各部委及行
业所承担的任务而制定各自的发展战略

即总装备
部:探索一代、预研一代、研制一代、生产一代(四个
一代战略);国防科工委:强化基础、提高能力、军民
结合、跨越发展(基础能力战略);国家科技部:以人
为本、自主创新、重点跨越、支撑和引领经济社会持
续协调发展战略;集团公司:积极应对、重点突破、强
化基础、跨越发展战略。同时制定了相应的实施计
划,从而形成我国的航空动力预研体系和计划。

4.2
预研计划
4.2.1
军口预研
装备预先研究分为三类:应用基础研究、应用研
究、先期技术开发。

(1)
应用基础研究
以军事应用为目的进行的探索新思想、新概念、
新原理的科学研究活动

为解决武器装备研制过程
中出现的技术问题提供理论依据。

(2)
应用研究
利用应用基础研究或其它科学研究的成果,探
索新思想、新概念、新原理应用于武器装备的可行
性,确定其主要参数的技术研究活动,为研制新型武
器装备提供技术储备。

(3)
先期技术开发
运用前两类研究成果

通过部件或分系统原型
研究以及技术综合集成或演示试验

验证其应用于
武器装备上的实用性开发研究活动

为研制新型武
器装备和改进现役武器装备性能提供技术准备。

4.2.2
国防科工局预研
(1)
国防基础科研计划
主要有三大领域:先进工业技术、基础研究、军
民两用技术。
誗先进工业技术研究
综合设计与系统集成技术;现代工程制造技术


试验与测试技术研究。
誗基础研究
指在基础学科和工程技术领域中,探索新思想、

新概念、新原理、新方法在国防科技工业的潜在应用

价值和科学依据的研究。
誗军民两用技术研究
指具有重要军事应用价值和民用产业化前景的

军民共用高技术的研究。

(2)
军工技术科研计划
重点发展八大专业技术:标准化、计量、科技情
报、成果管理与推广、质量与可靠性、环境试验与观
测、理化与无损检测、电磁效应。

(3)
民机科研计划
民机科研计划包括

民机关键技术研究、APTD
计划、新支线飞机等型号研制和改进。

4.2.3
集团公司
航空科学基金、技术创新基金。

4.2.4
国家科技部
863
计划(民口)发展重点:信息技术、生物和现
代农业技术、新材料技术、先进制造与自动化技术、
能源技术、资源环境技术、航天航空技术、先进防御
技术等高技术领域的若干个主题和重大专项作为发
展重点。



燃气涡轮试验与研究第22


4.2.5
自然科学基金
坚持稳定支持基础研究

发挥对科技发展的奠
基和引领作用。

5
我国航空动力预研存在的主要问题

5.1
如何协调好预先研究、型号研制发展的关系
从“十五”开始,特别是进入“十一五”以来,航空
发动机行业面临的形势和任务发生了前所未有的变
化,军、民、燃机多机种、多型号的研制任务异常繁
重。大飞机研制国家已经立项,引领了发动机、机载、
材料、工艺等行业和专业大量新的预研工作,使原有
已开展的APTD
等预研任务更加广泛、充实。发动机
行业研制任务的突起

撬动了研保条件建设任务大
规模展开,从而形成了航空发动机行业的研制生产、
预研攻关与技术改造并举的局面。同时开展型号研
制、预先研究、技改项目确实有利于本单位和行业的
长远发展,但也面临时间紧迫、任务繁重、技术难度
特别大等特点。如何把上述三方面工作统筹好、协调
好、发展好是新形势下普遍面临的新课题。

5.2
人才队伍与完成任务的矛盾突出
航空动力是一个多学科,

高、精、尖”技术密集
型产业,也是产出周期很长的系统工程。不是靠人海
战、靠短时间的激情奋战和忘我的无私奉献就能出
成果的。靠的是多学科、多行业,长期培养、经验丰富
的高水平科技人才。目前,20
世纪50、60
年代毕业
的工程技术人员都相继离开工作岗位

同时因为任
务、待遇等问题,80~90
年代毕业的航空工程技术人
员也有不少人离开航空系统

现阶段真正在一线工
作的基本上都是90
年代后毕业的大学生,有一部分
已经成为技术骨干

但这部分人员在每个单位并不
算多

他们的任务非常繁重

他们既要从事预研工
作,又要从事型号研制工作,可能同时还要从事技改
项目相关工作。所以,高水平科技人才不足已经成为
各单位完成任务的突出矛盾。

5.3
缺乏科学的新技术评价体系
任何一项新技术都必然有一个探索、发展、成熟
的过程,新技术在用于产品之前必须是成熟的。我国
目前的评判方法基本上是采用评审的办法

也就是
找行业内有关专家进行确定

这些专家评判的标准
基本上是凭借他们的经验,经验固然很重要,但如何
确定一项新技术是否足够成熟,成熟到什么程度,风
险是否很低,以及该技术应用于系统时的成熟性、功
能性、环境适应性及融入该系统的可能性并没有一

个严格评判标准和等级。往往出现一些专项新技术、
新方案研制“成功”后,大家都认为可以,也评了成


可是一旦投入系统中或工程应用中就出现这样
那样的问题。这说明我国对新技术的评判方法有待
于进一步改进。

6
加强航空动力预研的建议

6.1
始终坚持动力先行、预研先行的方针
预先研究是航空动力又快又好发展的根本,是
创新之源,是推动航空动力发展之源,否则航空发动
机研制工作就成为无本之木,无源之水。通常航空动
力研制周期比飞机平台约长5~
6
年,关键技术的预
先研究和验证又提前10~15
年。考虑到我国航空动
力技术基础非常薄弱,所以,应按照科学发展观的要
求,始终贯彻动力先行、预研先行的发展方针,才能
赶上飞机平台研制的进度

才能保障未来新研制的
各种类型的飞机有自己的动力配装。

6.2
遵循规律,重视基础研究
航空工业直接体现一个国家的科技和工业水
平、军事实力及国家的综合国力。航空动力更是高投
入、高风险、研制周期长的综合技术集成产品。所以

一定要遵循基础技术—关键技术—核心机—验证
机—型号研制的发展规律,要未雨绸缪,制定长期可
持续发展的系列航空动力预先研究计划

采取切实
有效的措施,突破关键技术并经过大量的试验验证

使这些技术成为成熟度极高的技术,才能少走弯路、
减少反复、缩短周期、降低研制风险、提高成功率。第
四代发动机的代表——

—F119
就是最好的例证,它拥
有43
项新技术

而这些技术都经过大量的试验验
证,都是成熟度极高的技术[5]
。所以,该发动机配装
飞机后从未出现重大事故。

6.3
加强材料、工艺的先期性研究及其工程化研究
发动机是飞机发展的“瓶颈”

而材料、工艺又是
直接制约发动机研发的屏障。推重比10
以上的先进
军用发动机和现代民用大涵道比发动机

有60%

70%的技术要依赖于先进材料和先进工艺。西方发
达国家建立有完整的、高水平的材料工艺研制体系

对型号研制所需的材料、工艺提前若干年就做了先
期研究,并强化工程应用验证。在这方面我国应进一
步强化先期研究和工程应用验证

以突破制约发动
机研发的屏障。

6.4
重视仿真能力建设,以期缩短研制周期
西方发达国家利用计算流体力学(CFD)和计算




1
期焦天佑等:坚持预研先行、促进航空动力又好又快发展——

—回顾航空动力预研三十周年
机仿真成果进行了一场设计革命,初步从“传统设
计”向“预测设计”转变,大大减少了试验台时,并有
效地缩短了研制周期和成本。但仿真是建立在大量
预先研究、大量可靠性试验数据的基础上实现的。
所以,我国在强化先期性研究的同时,必须注重仿真
能力建设。如,设计软件集成,建立强大的基础研究
数据库、试验数据库等。

6.5
采用技术成熟度评估技术
任何一项技术都必然有一个发展成熟的过程

技术被应用于系统要以其成熟性、功能性、环境适应
性和融入该系统的可能性为依据,技术成熟度用来
说明建议采用的项目关键技术能满足项目预期目标
的程度。

如何确定一项技术是足够成熟的,并且风险很
低呢

目前,评价技术风险和技术成熟度的最常用
方法是NASA
采用的技术准备等级打分系统。20

纪70
年代

美国NASA
相继提出了技术成熟度
(TR)、技术成熟度等级(TRL)的概念。其后,技术成熟
度评价(TRA)的理论和方法在80
年代得到了长足的
发展。进入21
世纪,美国国防部将TR
引入采办条
例,并开始推行TRA
方法。事实证明,TRA
方法是
提高航空科研管理科学性的有力工具,可以加强航
空预研的需求牵引,在航空预研和型号研制之间架
起一座桥梁,对于自主创新过程中新技术的评估、应
用和验证具有重要的作用。采用TRA
方法可以使技
术专家和管理者在科研管理活动中很好地结合起
来,科研管理的精确度和有效性得以有效提高,技术
发展和系统采办的风险大大降低。

6.6
加强人才的培养和引进,不断适应航空动力发
展的需求
动力要过关,人才是关键。目前航空动力行业
高层次科技人才严重短缺,技术骨干力量不足,难以

适应航空动力发展的需求。对此,一是要用好现有人
才,做到人尽其才;二是要加速培养和重用中青年技
术骨干;三是要多渠道引进人才,尤其要从政策和措
施上采取可行的办法,引进学有所成的海归派;四是
要切实处理好“长与家”的利益关系,从政策上激励
有才华的技术人员在一线从事科研工作。

7
结束语

三十年弹指一挥间

航空动力预研历程极其艰
辛曲折

它探索出了一条加快我国航空动力发展的
正确道路

那就是遵循基础技术—关键部件技术

核心机—验证机—型号研制的发展道路。预研取得
丰硕成果,对外开放力度加大,科技合作日益广泛且
效果显著,人才队伍培养卓有成效,这些成就令人鼓
舞,大大增强了航空动力预研的物质、技术和人力资
源基础。厚积薄发,三十年航空动力预研的积淀必将
支撑航空动力发展跨上新台阶。

参考文献


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焦天佑
.
10
年科技成就回顾与展望[C]//
.
中国燃气涡轮
研究院论文选集
.
四川成都

中国燃气涡轮研究院

2005.
[2]
斯永华
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十年航空动力预研回顾与展望[C]//
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中国燃气
涡轮研究院论文选集
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四川成都

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院,2005.
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王永明,卫刚,兰发祥,等
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设与进展[J]
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[4]
江和甫,黄顺洲,周人治.“系列核心机及派生发展”的航
空发动机发展思路[J]
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郭琦,李兆庆,卢传义
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燃气涡轮试验与研究,2005,18(2):58—62.


先进涡轮发动机公司成功完成先进可承受涡轮发动机设计审查

据普惠公司网站报道,2009

1
月13
日,先进涡轮发动机公司(ATEC,霍尼韦尔与普惠的合资公司)的
先进可承受涡轮发动机(AATE)技术验证机项目成功地完成了由美国陆军航空应用技术管理局和其他政府
客户进行的初步设计审查(PDR)。

该先进发动机计划作为现用于UH-60
黑鹰直升机和AH-64
阿帕奇直升机的T700
发动机的潜在改
型。AATE
验证机项目用来验证使陆军下一代
3
000
shp
涡轴发动机轴马力/重量比提高65%且耗油率降低
25%这一积极进取的性能目标所必需的技术。随着PDR
的完成,AETC
团队将集中精力完成详细设计并开
始验证试验。验证试验将于2009
年开始并持续到2011
年进行整机试验。

(刘峻峰
)
排版很强大
看得比较累。
老大你能不能重新排下版啊????


褔利

1引言
  
成就的30周年,同时又是中国一航和二航重组整合成立中国航空工业集团公司之年,航空动力预研面临着极好的发展机遇,任务更加艰巨,使命更加光荣,挑战更加严峻。认真回顾总结、研究分析我国航空动力1978年3月全国科技大会召开,迎来了科学的春天。同年7月,第三机械工业部在天津召开航空工业科学技术工作会议,提出科研先行的方针和飞机发展预研发展的历程和取得的成就以及存在的不足,提出“更新一代、研制一代、预研一代”的目标。同时,高性能发动机预研作为第一个关键预研项目正式列入航空科技发展规划,并于1980年正式开题,这是我国航空动力行业有史以来的第一个大型预研工程项目,继此之后又开展了高推重比航空动力预研和航空推进技术验证计划(APTD计划),有力地促进了我国航空改进和完善“振兴航空、动力先行、预研更要先行”的措施和建议,促进航空动力又好又快发展,不仅十分必要,而且也是非常重要的。本文就此作粗浅的探讨。


2我国航空动力预研情况的简要回顾动力的研制和发展。

2.1航空发动机预研的背景

收稿日期:2008-12-08;
修回日期:2008-12-24
作者简介:焦天佑(1942-),男,云南曲靖人,航空发动机行业国家级专家,研究员,曾获国家科技进步特等奖和多项国家级、部级科技成果奖。


燃气涡轮试验与研究第22卷

  2008年是我国改革开放取得巨大成就的30周年,也是高性能发动机预研取得重大我国航空发动机的发展从修理开始,20世纪50年代后期,航空发动机行业在仿制国外发动机的基础上就着手自主研制发动机的探索,进行了喷发1、814、红旗Ⅱ、61F、WS6等多个型号的研制,都经历了艰难曲折的过程,但新研制的发动机最终都未成功,配装飞机的发动机只有靠买或仿制。早在20世纪60年代,周恩来总理曾指出:我国的飞机得了“心脏病”。为了改变这种状况,航空动力行业的领导和专家认真思考、冷静分析造成这种局面的原因,并借鉴国外发展航空动力的规律和成功经验,从而认识到在没有坚实的技术基础和足够的技术储备的情况下,新型发动机是难以研制出来的。为增强自行研制能力,加速实现从仿制到自行设计的转变,1975年4月第三机械工业部召开航空发动机十年科研发展规划会议,与会专家强列呼吁:实施先预研、后型号研制的发展途径,建议开展高推重比发动机的预先研究,并列入航空工业的发展规划。因此,决定由624所牵头,联合606所、608所等10多家单位进行了广泛的调研和论证,确定开展推重比8一级中等推力涡扇发动机关键技术预先研究。1978年7月在天津召开航空科技工作会议,高性能发动机预研作为我国第一个关键预研项目正式列入航空科技发展规划。1979年第三机械工业部以红头文件正式下达“高性能推进系统工程预研”任务(88个课题),包括十大专业,基本涵盖了发动机设计所需的专业。

2.2高性能推进系统工程预研

  “高性能推进系统工程预研”(简称高推预研)于1980年正式开题,项目分两阶段:1982年前,以定向基础研究为主,开展单项课题研究,进行理论方法、计算方法、试验方法的探索和究;1983~1989年,以先进部件技术研究为主,重点围绕三大高压核心部件及其相应的强度和数字控制系统的先进技术进行综合试验研究。压气机、主燃烧室、涡轮、控制等专业有多项技术都相继取得了突破,有的甚至填补了国内的技术空白,如吴仲华教授的叶轮机三元流动理论发展出压气机和涡轮的S1、S2设计计算方法及程序,建立了准三元高压压气机设计系统,并付之于试验验证。然而,当时行业的指导思想仍然是“重型号、轻预研”,并未转变到先预研、后型号研制发展的思路上来,使原规划的预研经费不能到位,迫使对研究目标作了重大调整。研究范围从十大专业收缩到以三大高压部件设计技术验证及强度设计技术研究为主,后又把高压压气机从全台七级验证缩减为仅前四级的验证,同时取消了带气动雾化喷嘴的短环形燃烧室以及全尺寸高压涡轮性能部件的研制,其它专业的研究目标和规划作了更多的调整和缩减,诸多研究项目被迫终止。

2.3三大高压部件研制

  1989年,航空航天工业部领导高瞻远瞩,对航空动力在航空工业中的地位及其研制规律有了更高的认识,并提出:“振兴航空,动力先行,预研更要先行”的方针,决定在高推预研三大高压部件研制的同时开展核心机的研究工作。根据部领导的指示,同年7月在624所召开了“三大高压性能部件预研工作
会议”,把高推预研推进到先进部件研制阶段,确定全力以赴进行高压压气机攻关,并同时开展与高压
压气机相匹配的短环燃烧室和跨声速高温涡轮等高性能部件的研制。由于部领导的高度重视,组织突击力量对三大高压部件进行技术攻关,及时协调解决加工、试验中出现的各种问题,从而使研制工作得到顺利推进,并取得了丰硕的成果,三大部件性能都达到设计指标,而且该高压压气机超过了设计指标,
填补了国内设计技术的空白,获得国家级科技进步二等奖,为核心机和型号研制奠定了基础。

2.4中推核心机研制

  1991年在三大高压部件研制的同时,启动了与中推验证机相匹配的核心机设计,拟进一步检查验证三大高压部件在中推核心机整机工况下的性能,验证三大高压部件间的匹配技术和核心机的性能,初步考核结构方案的可靠性,掌握中推涡扇发动机的设计、制造和调试技术,为中推验证机和型号研制提供经试验验证的核心机,也为其它项目提供技术支持。1991年1月批准中推核心机立项研制。当年完成全套工程图设计,并于1992年11月完成第一台核心机组装(见图1)。1992年12月12日在地面试车台上达到最大转速,显示出三大部件良好的匹配性能。1993年6月完成地面试车台上核心机的性能测定试验,基本性能达到设计指标。1993年初投入了第二台核心机研制,并于1994年在高空台上进行进口加温、加压模拟风扇出口状态下的性能试验,核心机转速顺利达到设计状态转速,其性能:空气流量、压气机压比、涡轮前温度、推力、耗油率都达到设计指标,结构强度和可靠性得到初步考核。它标志着中推核心机的研制取得了圆满成功。中推核心机研制成功后,当时的中央军委有关领导来624所视察工作时给予了充分肯定和高度评价,称赞中推核心机是“十年磨一剑、一朝出成果”,并鼓励一定要把中推发动机干出来。

2.5中推验证机的研制

  根据航空航天工业部领导的指示,在中推核心机研制的同时,并行开展了中推验证机的设计。中推验证机的研制目标是:考核该验证机的总体及各部件与系统的性能和结构特性;突破高、低压系统之间的匹配技术,掌握中推涡扇发动机的设计、制造和调试技术,并遵循适用性—可靠性—性能—推重比—成本顺序的原则权衡处理设计中的矛盾,使其能顺利发展为武器装备。1996年底,基本完成了主机全套工程图的设计,后又开展了以减轻重量为目标的减重设计,于1997年底完成减重设计,符合设计要求,并给承制单位下发了生产工艺准备图纸。国防科工委于1997年下文批准中推验证机立项研制。后因经费等问题而被迫终止。

2.6高推重比涡扇发动机预研[1,2]

“六五”~“七五”期间,624所在上级主管机关的支持下开展了高推重比涡扇发动机部分技术的前期
性探索研究和关键技术的论证。

“八五”期间,高推重比发动机预研作为“高性能燃气涡轮动力技术预先研究”的主要内容被列为重点国防科技预研项目。研究内容为:高推重比涡扇发动机总体方案研究和顶层设计,设计、材料、工艺关键技术分解和研究。在顶层设计的基础上,分解出发动机设计、材料、工艺、强度、控制等方面的关键技术项目160余项。

“九五”期间,高推重比涡扇发动机预研被列为重大国防科技预研项目“高性能燃气涡轮动力技术”的主要内容,含发动机总体关键技术、高性能压气机技术、燃烧技术、跨声速高温涡轮技术、矢量喷管技术、内流空气动力学、发动机传动润滑系统技术、发动机数字电子控制技术、发动机结构强度技术等8个课题20多个专题。此外,针对高推重比发动机研制需用的材料、工艺关键技术也由材料和工艺部门单独开题40多项。在突破关键技术的基础上,还开展了风扇、高压压气机、高温升燃烧室、大负荷高温涡轮、矢量喷管、全权限数字控制系统(FADEC)等部件和系统的试验件设计与试验验证。

“十五”期间,在关键设计、材料、工艺技术预研和部件性能试验验证的基础上,进行了设计、材料、
工艺的集成技术验证和发动机高压部件匹配研究,研制了高推重比涡扇发动机核心机,使高推重比发动机预研工作进入了新的阶段。

  高推重比发动机预研工作,始终贯彻了全行业参与、组织国家队的原则。在预研前期,采取了研究所与高等院校联合预研的方式,由624所牵头,组织行业内外14个单位参与研究,按工程项目进行管理,成立了总设计师、总质量师等技术系统和行政指挥系统来推进该项目的研制工作,并代表上级管理机构和高推重比发动机预研项目管理办公室组织验收。

褔利

1引言
  
成就的30周年,同时又是中国一航和二航重组整合成立中国航空工业集团公司之年,航空动力预研面临着极好的发展机遇,任务更加艰巨,使命更加光荣,挑战更加严峻。认真回顾总结、研究分析我国航空动力1978年3月全国科技大会召开,迎来了科学的春天。同年7月,第三机械工业部在天津召开航空工业科学技术工作会议,提出科研先行的方针和飞机发展预研发展的历程和取得的成就以及存在的不足,提出“更新一代、研制一代、预研一代”的目标。同时,高性能发动机预研作为第一个关键预研项目正式列入航空科技发展规划,并于1980年正式开题,这是我国航空动力行业有史以来的第一个大型预研工程项目,继此之后又开展了高推重比航空动力预研和航空推进技术验证计划(APTD计划),有力地促进了我国航空改进和完善“振兴航空、动力先行、预研更要先行”的措施和建议,促进航空动力又好又快发展,不仅十分必要,而且也是非常重要的。本文就此作粗浅的探讨。


2我国航空动力预研情况的简要回顾动力的研制和发展。

2.1航空发动机预研的背景

收稿日期:2008-12-08;
修回日期:2008-12-24
作者简介:焦天佑(1942-),男,云南曲靖人,航空发动机行业国家级专家,研究员,曾获国家科技进步特等奖和多项国家级、部级科技成果奖。


燃气涡轮试验与研究第22卷

  2008年是我国改革开放取得巨大成就的30周年,也是高性能发动机预研取得重大我国航空发动机的发展从修理开始,20世纪50年代后期,航空发动机行业在仿制国外发动机的基础上就着手自主研制发动机的探索,进行了喷发1、814、红旗Ⅱ、61F、WS6等多个型号的研制,都经历了艰难曲折的过程,但新研制的发动机最终都未成功,配装飞机的发动机只有靠买或仿制。早在20世纪60年代,周恩来总理曾指出:我国的飞机得了“心脏病”。为了改变这种状况,航空动力行业的领导和专家认真思考、冷静分析造成这种局面的原因,并借鉴国外发展航空动力的规律和成功经验,从而认识到在没有坚实的技术基础和足够的技术储备的情况下,新型发动机是难以研制出来的。为增强自行研制能力,加速实现从仿制到自行设计的转变,1975年4月第三机械工业部召开航空发动机十年科研发展规划会议,与会专家强列呼吁:实施先预研、后型号研制的发展途径,建议开展高推重比发动机的预先研究,并列入航空工业的发展规划。因此,决定由624所牵头,联合606所、608所等10多家单位进行了广泛的调研和论证,确定开展推重比8一级中等推力涡扇发动机关键技术预先研究。1978年7月在天津召开航空科技工作会议,高性能发动机预研作为我国第一个关键预研项目正式列入航空科技发展规划。1979年第三机械工业部以红头文件正式下达“高性能推进系统工程预研”任务(88个课题),包括十大专业,基本涵盖了发动机设计所需的专业。

2.2高性能推进系统工程预研

  “高性能推进系统工程预研”(简称高推预研)于1980年正式开题,项目分两阶段:1982年前,以定向基础研究为主,开展单项课题研究,进行理论方法、计算方法、试验方法的探索和究;1983~1989年,以先进部件技术研究为主,重点围绕三大高压核心部件及其相应的强度和数字控制系统的先进技术进行综合试验研究。压气机、主燃烧室、涡轮、控制等专业有多项技术都相继取得了突破,有的甚至填补了国内的技术空白,如吴仲华教授的叶轮机三元流动理论发展出压气机和涡轮的S1、S2设计计算方法及程序,建立了准三元高压压气机设计系统,并付之于试验验证。然而,当时行业的指导思想仍然是“重型号、轻预研”,并未转变到先预研、后型号研制发展的思路上来,使原规划的预研经费不能到位,迫使对研究目标作了重大调整。研究范围从十大专业收缩到以三大高压部件设计技术验证及强度设计技术研究为主,后又把高压压气机从全台七级验证缩减为仅前四级的验证,同时取消了带气动雾化喷嘴的短环形燃烧室以及全尺寸高压涡轮性能部件的研制,其它专业的研究目标和规划作了更多的调整和缩减,诸多研究项目被迫终止。

2.3三大高压部件研制

  1989年,航空航天工业部领导高瞻远瞩,对航空动力在航空工业中的地位及其研制规律有了更高的认识,并提出:“振兴航空,动力先行,预研更要先行”的方针,决定在高推预研三大高压部件研制的同时开展核心机的研究工作。根据部领导的指示,同年7月在624所召开了“三大高压性能部件预研工作
会议”,把高推预研推进到先进部件研制阶段,确定全力以赴进行高压压气机攻关,并同时开展与高压
压气机相匹配的短环燃烧室和跨声速高温涡轮等高性能部件的研制。由于部领导的高度重视,组织突击力量对三大高压部件进行技术攻关,及时协调解决加工、试验中出现的各种问题,从而使研制工作得到顺利推进,并取得了丰硕的成果,三大部件性能都达到设计指标,而且该高压压气机超过了设计指标,
填补了国内设计技术的空白,获得国家级科技进步二等奖,为核心机和型号研制奠定了基础。

2.4中推核心机研制

  1991年在三大高压部件研制的同时,启动了与中推验证机相匹配的核心机设计,拟进一步检查验证三大高压部件在中推核心机整机工况下的性能,验证三大高压部件间的匹配技术和核心机的性能,初步考核结构方案的可靠性,掌握中推涡扇发动机的设计、制造和调试技术,为中推验证机和型号研制提供经试验验证的核心机,也为其它项目提供技术支持。1991年1月批准中推核心机立项研制。当年完成全套工程图设计,并于1992年11月完成第一台核心机组装(见图1)。1992年12月12日在地面试车台上达到最大转速,显示出三大部件良好的匹配性能。1993年6月完成地面试车台上核心机的性能测定试验,基本性能达到设计指标。1993年初投入了第二台核心机研制,并于1994年在高空台上进行进口加温、加压模拟风扇出口状态下的性能试验,核心机转速顺利达到设计状态转速,其性能:空气流量、压气机压比、涡轮前温度、推力、耗油率都达到设计指标,结构强度和可靠性得到初步考核。它标志着中推核心机的研制取得了圆满成功。中推核心机研制成功后,当时的中央军委有关领导来624所视察工作时给予了充分肯定和高度评价,称赞中推核心机是“十年磨一剑、一朝出成果”,并鼓励一定要把中推发动机干出来。

2.5中推验证机的研制

  根据航空航天工业部领导的指示,在中推核心机研制的同时,并行开展了中推验证机的设计。中推验证机的研制目标是:考核该验证机的总体及各部件与系统的性能和结构特性;突破高、低压系统之间的匹配技术,掌握中推涡扇发动机的设计、制造和调试技术,并遵循适用性—可靠性—性能—推重比—成本顺序的原则权衡处理设计中的矛盾,使其能顺利发展为武器装备。1996年底,基本完成了主机全套工程图的设计,后又开展了以减轻重量为目标的减重设计,于1997年底完成减重设计,符合设计要求,并给承制单位下发了生产工艺准备图纸。国防科工委于1997年下文批准中推验证机立项研制。后因经费等问题而被迫终止。

2.6高推重比涡扇发动机预研[1,2]

“六五”~“七五”期间,624所在上级主管机关的支持下开展了高推重比涡扇发动机部分技术的前期
性探索研究和关键技术的论证。

“八五”期间,高推重比发动机预研作为“高性能燃气涡轮动力技术预先研究”的主要内容被列为重点国防科技预研项目。研究内容为:高推重比涡扇发动机总体方案研究和顶层设计,设计、材料、工艺关键技术分解和研究。在顶层设计的基础上,分解出发动机设计、材料、工艺、强度、控制等方面的关键技术项目160余项。

“九五”期间,高推重比涡扇发动机预研被列为重大国防科技预研项目“高性能燃气涡轮动力技术”的主要内容,含发动机总体关键技术、高性能压气机技术、燃烧技术、跨声速高温涡轮技术、矢量喷管技术、内流空气动力学、发动机传动润滑系统技术、发动机数字电子控制技术、发动机结构强度技术等8个课题20多个专题。此外,针对高推重比发动机研制需用的材料、工艺关键技术也由材料和工艺部门单独开题40多项。在突破关键技术的基础上,还开展了风扇、高压压气机、高温升燃烧室、大负荷高温涡轮、矢量喷管、全权限数字控制系统(FADEC)等部件和系统的试验件设计与试验验证。

“十五”期间,在关键设计、材料、工艺技术预研和部件性能试验验证的基础上,进行了设计、材料、
工艺的集成技术验证和发动机高压部件匹配研究,研制了高推重比涡扇发动机核心机,使高推重比发动机预研工作进入了新的阶段。

  高推重比发动机预研工作,始终贯彻了全行业参与、组织国家队的原则。在预研前期,采取了研究所与高等院校联合预研的方式,由624所牵头,组织行业内外14个单位参与研究,按工程项目进行管理,成立了总设计师、总质量师等技术系统和行政指挥系统来推进该项目的研制工作,并代表上级管理机构和高推重比发动机预研项目管理办公室组织验收。
將就一下

高推重比发动机预研取得的进展和成果:

(1)高推重比发动机的主要设计关键技术:发动机总体设计技术、高性能压气机设计技术、高温升燃烧室设计技术、高温涡轮设计技术、矢量喷管设计技术得到突破,需用的关键材料、结构、制造工艺得到初步验证。

(2)在发动机总体设计和主要部件技术突破的基础上,进行了高推重比发动机核心机设计、试制及相关的试验验证工作。

2.7
航空推进技术验证计划(APTD计划)

随着航空技术的不断发展,对航空动力装置的性能指标、安全可靠性、环保等方面的要求也在不断提高,航空动力研制技术难度越来越大,为减少型号研制的风险,确保研制成功率,国际上推行的成功经验是:用于型号研制中的技术及方案必须是成熟的,新技术、新方案必须经过试验验证。为弥补以往我国
在航空发动机研制中所使用的技术、方案等验证不够的缺陷,经过深入的论证和规划,确立实施我国的
“航空推进技术验证(APTD)计划”。其目的是利用以往预研和型号研制中的存量资源———各种零部件试验件、核心机、验证机,通过补充试验,验证设计分析软件、充实数据库、完善设计规范,初步建立我国自己完整的、工程实用的高性能发动机设计体系,为现役型号的改进改型和在研型号、未来型号的研制及可持续发展提供技术支持[3]。



燃气涡轮试验与研究第22卷

  计划是在“十五”、“十一五”期间,通过两个阶段的试验验证:即第一阶段以低压系统验证为重点,第二阶段以高压部件为重点,遵循打基础、建体系这条主线,紧紧围绕有限目标,集中力量突破几项关键技术,通过综合集成,较快地实现工程应用,并产生几项重大的工程应用成果,最终建立包括设计软件、设计规范、设计准则、设计标准及数据库在内的较完整的、较高精度的航空发动机设计体系,应用于在研或有背景需求的发动机研制,进一步增强我国自行研制发动机的能力。取得的成果有:完成了120多项零部件试验研究和参数的精细测量分析;校核了50多个主要设计软件;验证了部件、整机、强度、测试等专业的多项设计技术,完成两轮风扇、低压涡轮在发动机整机环境的设计-试验验证;完成设计规范编写60份;建立部件试验数据子库十个;突破了设计体系建立的方法和技术关键;初步完成发动机总体性能、压气机、涡轮、传热等专业的设计系统集成。

2.8

  民用航空发动机关键技术预先研究我国已经向世界宣布“中国要研制大飞机”,2007年12月30日温家宝总理在视察阎良飞机城时又再次强调,“让中国的大飞机飞上蓝天是国家的意志”,这充分表明了中国人的决心。大飞机能否早日飞上蓝天,大飞机的发动机研制是极其关键因素之一。

  根据目前我国航空发动机行业的实际情况,研制大飞机用的大涵道比涡扇发动机的技术难度是很大的。一是没有经验;二是所具有的一些特殊技术更缺少储备。另外,众所周知,发动机的研制周期比飞机更长。所以,在大飞机的研制规划中,应体现出“动力先行”的方针;在发动机的研制规划中,应体现出“预研先行”的方针。“先突破关键技术,走部件、核心机、验证机至型号研制的发展道路”,这是我国50余年发动机研制和研究经受曲折和反复的经验总结,同样适用于技术储备和经验不足、进度又不宽松的大涵道比涡扇发动机的研制。

  民用大涵道比涡扇发动机预研目前已开展的主要工作:

(1)我国民用大涵道比涡扇发动机发展思路论证;
(2)民用大涵道比涡扇发动机研制关键技术论证与分解;
(3)配装我国大型客机的大涵道比涡扇发动机(简称大客动力)总体方案论证;
(4)大客动力高压压气机、低排放燃烧室、高压涡轮部件初步方案设计及关键技术分解;
(5)大涵道比涡扇发动机增压压气机设计与试验验证。

2.9
坚持自主创新,走系列核心机及其派生发展的道路[4]

  核心机是燃气涡轮发动机中最重要的部分,其主要组成部件为:压气机、燃烧室、高压涡轮,在发动
机中处于最恶劣的工作环境(高压力、高温度、高转速),是涉及发动机强度和使用可靠性方面最为关键
的部件,新机研制过程中发生的许多问题和延长研制时间都与核心机部分密切相关。因此,提前对核心机进行研究,能够大幅度减少发动机研制风险,缩短研制周期。从技术层面上讲,核心机是由已验证过的先进部件组成,利用核心机作为技术平台,可以在真实发动机环境条件下验证新设计、新材料和新工艺的技术可行性,并在一定程度上评估相关发动机的性能、耐久性和成本,从而降低将这些关键技术移植到工程运用中的风险。在核心机基础上,配上不同的风扇、低压涡轮、加力燃烧室等低压部件及相关系统,就可以以较低的风险研制出覆盖一定推力(功率)范围的一系列发动机。
  为了满足武器装备和民用飞机的多样化要求,相应地对发动机也提出了多样化的要求。由于我国现有发动机的品种少,远不能满足飞机发展的需求,从我国的实际情况出发,走系列核心机及派生发展的途径,研发多种不同流量的核心机,它们派生发展后可覆盖推力200~20000daN的发动机,初步满足用户对大、中、小各类发动机的需求。根据用户的特殊需求,还可以利用部件缩放技术将现有成熟的核心机放大或缩小后再匹配低压系统发展出所需的发动机。

3 西方国家航空动力研究发展计划简况

  预研是西方国家研发先进航空发动机的技术基础和保证,由于发动机实际研制时间要长于飞机,为
保证与飞机同期立项,西方各国都提前多年开展不针对特定型号的发动机新技术、新材料、新工艺的研究和探索。当新技术积累到一定程度后,就着手进行关键部件、核心机和发动机的技术验证。随着技术的成熟和型号的需求,适时转入型号发展。



第1期 焦天佑等:坚持预研先行、促进航空动力又好又快发展———回顾航空动力预研三十周年


3.1
美国的发动机研究计划

  美国是世界上开展航空发动机研究计划最多的国家。军方从20世纪50年代就开始实施航空推进技术探索发展(应用研究)计划。近三十年来美国最有影响的研究计划有10项,如:高效节能发动机(E3)计划,高性能涡轮发动机综合技术(IHPTET)计划,多用途、经济可承受的先进涡轮发动机(VAATE)计划(作为IHPTET的后续计划执行)等。VAATE计划的研究范围比IHPTET计划更广,不仅关注航空涡轮发动机,而且还关注船用和发电用燃气轮机。对于大型涡扇/涡喷发动机,VAATE计划的目标是发动机的经济可承受性在2000年技术水平上,到2010年提高到6倍,到2017年提高到10倍,推重比到2017年提高到3倍。

3.2
英国的发动机研究计划

  英国开展的各种发动机的主要研究计划如下:近期先进核心军用发动机计划(NTAT);XG40技术计划;先进核心军用发动机第二阶段计划(ACMEⅡ);先进小涡轮发动机核心机计划(ASTEC)。

3.3
欧洲的先进军用发动机技术计划(AMET计划)

  英法合作实施的AMET计划,目标是研制一种推重比15的发动机,然后再发展到推重比18的发动机。计划开始于20世纪90年代,验证发动机可能在2011年左右首次运转。


4 我国航空动力预研体系及计划

4.1
我国航空动力预研体系和计划

  我国航空动力预研体系和计划是由国家各部委及行业根据国家科技发展战略、经济社会持续协调发展、国家安全和国防建设的需要,结合各部委及行业所承担的任务而制定各自的发展战略,即总装备部:探索一代、预研一代、研制一代、生产一代(四个一代战略);国防科工委:强化基础、提高能力、军民
结合、跨越发展(基础能力战略);国家科技部:以人为本、自主创新、重点跨越、支撑和引领经济社会持续协调发展战略;集团公司:积极应对、重点突破、强化基础、跨越发展战略。同时制定了相应的实施计划,从而形成我国的航空动力预研体系和计划。

4.2
预研计划

4.2.1
军口预研

装备预先研究分为三类:应用基础研究、应用研究、先期技术开发。

(1)应用基础研究
  以军事应用为目的进行的探索新思想、新概念、新原理的科学研究活动,为解决武器装备研制过程中出现的技术问题提供理论依据。

(2)应用研究
  利用应用基础研究或其它科学研究的成果,探索新思想、新概念、新原理应用于武器装备的可行性,确定其主要参数的技术研究活动,为研制新型武器装备提供技术储备。

(3)先期技术开发
  运用前两类研究成果,通过部件或分系统原型研究以及技术综合集成或演示试验,验证其应用于武器装备上的实用性开发研究活动,为研制新型武器装备和改进现役武器装备性能提供技术准备。

4.2.2
国防科工局预研

(1)国防基础科研计划
  主要有三大领域:先进工业技术、基础研究、军民两用技术。誗先进工业技术研究综合设计与系统集成技术;现代工程制造技术;试验与测试技术研究。誗基础研究指在基础学科和工程技术领域中,探索新思想、新概念、新原理、新方法在国防科技工业的潜在应用价值和科学依据的研究。誗军民两用技术研究指具有重要军事应用价值和民用产业化前景的军民共用高技术的研究。

(2)军工技术科研计划
  重点发展八大专业技术:标准化、计量、科技情报、成果管理与推广、质量与可靠性、环境试验与观
测、理化与无损检测、电磁效应。

(3)民机科研计划
  民机科研计划包括:民机关键技术研究、APTD计划、新支线飞机等型号研制和改进。

4.2.3
集团公司
航空科学基金、技术创新基金。

4.2.4
国家科技部863计划(民口)发展重点:信息技术、生物和现代农业技术、新材料技术、先进制造与自动化技术、能源技术、资源环境技术、航天航空技术、先进防御技术等高技术领域的若干个主题和重大专项作为发展重点。



燃气涡轮试验与研究第22卷

4.2.5
自然科学基金
  坚持稳定支持基础研究,发挥对科技发展的奠基和引领作用。

5
我国航空动力预研存在的主要问题

5.1
  如何协调好预先研究、型号研制发展的关系从“十五”开始,特别是进入“十一五”以来,航空发动机行业面临的形势和任务发生了前所未有的变化,军、民、燃机多机种、多型号的研制任务异常繁重。大飞机研制国家已经立项,引领了发动机、机载、材料、工艺等行业和专业大量新的预研工作,使原有
已开展的APTD等预研任务更加广泛、充实。发动机行业研制任务的突起,撬动了研保条件建设任务大规模展开,从而形成了航空发动机行业的研制生产、预研攻关与技术改造并举的局面。同时开展型号研制、预先研究、技改项目确实有利于本单位和行业的长远发展,但也面临时间紧迫、任务繁重、技术难度特别大等特点。如何把上述三方面工作统筹好、协调好、发展好是新形势下普遍面临的新课题。

5.2
人才队伍与完成任务的矛盾突出

  航空动力是一个多学科,“高、精、尖”技术密集型产业,也是产出周期很长的系统工程。不是靠人海战、靠短时间的激情奋战和忘我的无私奉献就能出成果的。靠的是多学科、多行业,长期培养、经验丰富的高水平科技人才。目前,20世纪50、60年代毕业的工程技术人员都相继离开工作岗位,同时因为任务、待遇等问题,80~90年代毕业的航空工程技术人员也有不少人离开航空系统,现阶段真正在一线工作的基本上都是90年代后毕业的大学生,有一部分已经成为技术骨干,但这部分人员在每个单位并不
算多,他们的任务非常繁重,他们既要从事预研工作,又要从事型号研制工作,可能同时还要从事技改
项目相关工作。所以,高水平科技人才不足已经成为各单位完成任务的突出矛盾。

5.3
缺乏科学的新技术评价体系

  任何一项新技术都必然有一个探索、发展、成熟的过程,新技术在用于产品之前必须是成熟的。我国
目前的评判方法基本上是采用评审的办法,也就是找行业内有关专家进行确定,这些专家评判的标准基本上是凭借他们的经验,经验固然很重要,但如何确定一项新技术是否足够成熟,成熟到什么程度,风
险是否很低,以及该技术应用于系统时的成熟性、功能性、环境适应性及融入该系统的可能性并没有一
个严格评判标准和等级。往往出现一些专项新技术、新方案研制“成功”后,大家都认为可以,也评了成果,可是一旦投入系统中或工程应用中就出现这样那样的问题。这说明我国对新技术的评判方法有待
于进一步改进。

6
加强航空动力预研的建议

6.1
始终坚持动力先行、预研先行的方针

  预先研究是航空动力又快又好发展的根本,是创新之源,是推动航空动力发展之源,否则航空发动机研制工作就成为无本之木,无源之水。通常航空动力研制周期比飞机平台约长5~6年,关键技术的预先研究和验证又提前10~15年。考虑到我国航空动力技术基础非常薄弱,所以,应按照科学发展观的要求,始终贯彻动力先行、预研先行的发展方针,才能赶上飞机平台研制的进度,才能保障未来新研制的各种类型的飞机有自己的动力配装。

6.2
遵循规律,重视基础研究

  航空工业直接体现一个国家的科技和工业水平、军事实力及国家的综合国力。航空动力更是高投入、高风险、研制周期长的综合技术集成产品。所以,一定要遵循基础技术—关键技术—核心机—验证机—型号研制的发展规律,要未雨绸缪,制定长期可持续发展的系列航空动力预先研究计划,采取切实有效的措施,突破关键技术并经过大量的试验验证,使这些技术成为成熟度极高的技术,才能少走弯路、
减少反复、缩短周期、降低研制风险、提高成功率。第四代发动机的代表———F119就是最好的例证,它拥有43项新技术,而这些技术都经过大量的试验验证,都是成熟度极高的技术[5]。所以,该发动机配装飞机后从未出现重大事故。

6.3
加强材料、工艺的先期性研究及其工程化研究

  发动机是飞机发展的“瓶颈”,而材料、工艺又是直接制约发动机研发的屏障。推重比10以上的先进军用发动机和现代民用大涵道比发动机,有60%~70%的技术要依赖于先进材料和先进工艺。西方发达国家建立有完整的、高水平的材料工艺研制体系,对型号研制所需的材料、工艺提前若干年就做了先期研究,并强化工程应用验证。在这方面我国应进一步强化先期研究和工程应用验证,以突破制约发动机研发的屏障。

6.4
重视仿真能力建设,以期缩短研制周期



第1期 焦天佑等:坚持预研先行、促进航空动力又好又快发展———回顾航空动力预研三十周年


  西方发达国家利用计算流体力学(CFD)和计算机仿真成果进行了一场设计革命,初步从“传统设计”向“预测设计”转变,大大减少了试验台时,并有效地缩短了研制周期和成本。但仿真是建立在大量预先研究、大量可靠性试验数据的基础上实现的。所以,我国在强化先期性研究的同时,必须注重仿真能力建设。如,设计软件集成,建立强大的基础研究数据库、试验数据库等。

6.5
采用技术成熟度评估技术

  任何一项技术都必然有一个发展成熟的过程,技术被应用于系统要以其成熟性、功能性、环境适应性和融入该系统的可能性为依据,技术成熟度用来说明建议采用的项目关键技术能满足项目预期目标的程度。如何确定一项技术是足够成熟的,并且风险很低呢?目前,评价技术风险和技术成熟度的最常用方法是NASA采用的技术准备等级打分系统。20世纪70年代,美国NASA相继提出了技术成熟度(TR)、技术成熟度等级(TRL)的概念。其后,技术成熟度评价(TRA)的理论和方法在80年代得到了长足的发展。进入21
世纪,美国国防部将TR引入采办条例,并开始推行TRA方法。事实证明,TRA方法是提高航空科研管理科学性的有力工具,可以加强航空预研的需求牵引,在航空预研和型号研制之间架起一座桥梁,对于自主创新过程中新技术的评估、应用和验证具有重要的作用。采用TRA方法可以使技术专家和管理者在科研管理活动中很好地结合起来,科研管理的精确度和有效性得以有效提高,技术发展和系统采办的风险大大降低。

6.6
加强人才的培养和引进,不断适应航空动力发展的需求

  动力要过关,人才是关键。目前航空动力行业高层次科技人才严重短缺,技术骨干力量不足,难以适应航空动力发展的需求。对此,一是要用好现有人才,做到人尽其才;二是要加速培养和重用中青年技
术骨干;三是要多渠道引进人才,尤其要从政策和措施上采取可行的办法,引进学有所成的海归派;四是要切实处理好“长与家”的利益关系,从政策上激励有才华的技术人员在一线从事科研工作。


7 结束语

  三十年弹指一挥间,航空动力预研历程极其艰辛曲折,它探索出了一条加快我国航空动力发展的正确道路,那就是遵循基础技术—关键部件技术—核心机—验证机—型号研制的发展道路。预研取得丰硕成果,对外开放力度加大,科技合作日益广泛且效果显著,人才队伍培养卓有成效,这些成就令人鼓舞,大大增强了航空动力预研的物质、技术和人力资源基础。厚积薄发,三十年航空动力预研的积淀必将支撑航空动力发展跨上新台阶。


参考文献:

[1]焦天佑.10年科技成就回顾与展望[C]//.
中国燃气涡轮研究院论文选集.四川成都:中国燃气涡轮研究院,2005.
[2]斯永华.十年航空动力预研回顾与展望[C]//.中国燃气涡轮研究院论文选集.四川成都:中国燃气涡轮研究院,2005.
[3]王永明,卫刚,兰发祥,等.航空发动机设计体系的建设与进展[J].燃气涡轮试验与研究,2007,20(3):1—7.
[4]江和甫,黄顺洲,周人治.“系列核心机及派生发展”的航空发动机发展思路[J].燃气涡轮试验与研究,2004,17(1):1—5.
[5]郭琦,李兆庆,卢传义.第四代战斗机的动力装置[J].燃气涡轮试验与研究,2005,18(2):58—62.


先进涡轮发动机公司成功完成先进可承受涡轮发动机设计审查

  据普惠公司网站报道,2009年1月13日,先进涡轮发动机公司(ATEC,霍尼韦尔与普惠的合资公司)的
先进可承受涡轮发动机(AATE)技术验证机项目成功地完成了由美国陆军航空应用技术管理局和其他政府
客户进行的初步设计审查(PDR)。该先进发动机计划作为现用于UH-60黑鹰直升机和AH-64阿帕奇直升机的T700发动机的潜在改型。AATE验证机项目用来验证使陆军下一代3000shp涡轴发动机轴马力/重量比提高65%且耗油率降低25%这一积极进取的性能目标所必需的技术。随着PDR的完成,AETC团队将集中精力完成详细设计并开始验证试验。验证试验将于2009年开始并持续到2011年进行整机试验。

(刘峻峰)
不知道四代中推进展如何啊。
这文章看的累啊
这文章很好看啊
搞了半天,没出整的
有种看个半天还没进入正题的感觉。
回复 1# 天堂风暴
排版不好,看的很累人。
能否将此论文发过给我,俺的邮箱yanyannan@163.com
顶天堂
好文共赏,谢谢了