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中国首台战机用大推力涡扇发动机研制揭秘(图)

http://jczs.sina.com.cn 2006年03月16日 11:07 千龙新闻网
中国首台战机用大推力涡扇发动机研制揭秘(图)

资料图:江主席视察我军新型战机

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  公元2005年12月28日, 我国第一台自行研制的大推力涡轮风扇发动机在沈阳一航动力所诞生。中国一航将该型发动机定名为"太行"。

  太行,乃巍峨之山,山势雄伟,名关林立,号称"天下之脊"。"太行"发动机研制面临的技术基础薄弱、研制风险大、设备条件不足等诸多困难,犹如一座座险峰陡隘,需要一航人攀登和攻克。

  太行,乃文明之山,"女娲补天"造福人类,泽被万物,推进文明。愚公移山,矢志不渝,感天动地。"太行"发动机的研制,凝聚了一航人百折不挠的无畏精神,传承了一航人航空报国、激情超越、自主创新、勇攀高峰的文化精髓。

  太行,乃英雄之山。抗战前线,烽火雄起,太行山见证了

抗日战争的英雄战史。英雄的一航人卧薪尝胆18年,终于走出了中国人自行研制发动机之路,广大参研人员为了型号成功,奉献了心血、汗水甚至生命,却始终不曾动摇振兴中国航空动力的坚强意志。

  太行,乃胜利之山,中国革命的胜地西柏坡就位于太行山东麓。"太行"发动机的研制成功,为航空发动机事业的发展树立了新的里程碑。同时也预示着全体参研人员将以"太行"发动机为新起点,不负国家、民族的重托,继续高擎"航空报国"的旗帜,激情进取,志在超越,续写航空发动机事业新的辉煌。

  2005年11月, 当"太行"发动机的最后一项重要试验——长久初始寿命试车胜利完成,喜讯传到首都北京,党和国家领导人胡锦涛、吴邦国、温家宝、贾庆林、曾庆红、黄菊、李长春以及中央军委首长郭伯雄、曹刚川、陈炳德做出重要批示,向参研单位职工表示热烈祝贺。这么多的中央首长对一个型号如此关怀和重视,这在航空工业50多年的历史中是少有的。"太行"发动机的研制成功,完成了党和国家交给中国一航的重任,实现了航空发动机行业几代人的夙愿。情结在痛苦之后擦干眼泪,挺起胸膛,心中凝聚无穷的力量,我们要用自己的行动证明。

  20世纪50、60年代,年轻的共和国正蹒跚起步,百业待兴,在战争的硝烟中建立起来的航空工业基础薄弱。航空发动机作为典型的技术密集和高附加值的高科技产品,长期以来一直是我国航空工业的难点。中国一航动力所从1961年建所之初就致力于研制先进的航空发动机,当时涡扇发动机是世界上最先进的。同志们在条件艰苦,困难重重的情况下,只能按照时任总参谋长罗瑞卿"摸着石头过河"的办法,开始着手研制。经过20年的努力,相当于国外二代发动机水平的涡扇6,历经"三下四上五转移",初步达到成熟阶段。由于配装的飞机型号下马,涡扇6发动机失去了使用对象,不得不终止研制。

  1981年在大连旅顺口召开的型号总结会上,一航动力所总师李志广满怀深情地对涡扇6发动机研制历程做了总结,20年的不懈追求,牺牲了一代人最宝贵青春年华的发动机,却无用武之地,参研人员的心血付之东流,台上的李老总心痛得热泪长流,整个会场悄无声息,台下参会的同志也都为这个型号潸然泪下……

  在人类有动力飞行之前,以瓦特发明蒸汽机为标志的工业革命已经有二百多年的发展历史,国外航空工业发展有先进的基础工业作为支撑。在拥有雄厚技术基础情况下,每年还要投巨资进行多种部件和整机的预先研究,国外研制一台新型发动机费用约在10亿~20亿美元。而建国初期中国航空工业与基础工业一同起步,航空发动机行业既没有预先的科学研究,也没有先进的制造技术,在"史无前例"的十年"文革"中,又要受到政治运动的影响,研制工作环境很不稳定,再加上航空发动机研制较飞机研制周期要长,因此型号下马是必然的。

  80年代中期起,世界航空强国开始为第四代战斗机研制新一代的发动机。我国发动机行业技术能力、工业基础与国外相比存在较大差距,但航空发动机设计者们不甘落后,肩负起中华民族复兴的大任。涡扇6发动机虽然下马,但在涡扇6的基础上,同志们对涡扇发动机有了初步尝试,积累了经验,研制能力进一步提高,锻炼成长了一支队伍。广大科研人员有强烈愿望---研制出先进的航空动力报效祖国,为中国空军的装备研制出自己的型号,为拥有一颗强健的"中国心"而拼搏!

  天机

  "太行"发动机不是为研制而研制, 国防急需我们的发动机成为空军的装备。至高决策——一发配两型是天大的事。

  改革开放的大潮使航空发动机事业重新焕发了生机。1986年1月,邓小平同志批示肯定了发动机行业老专家发展涡扇发动机的建议。一航动力所与兄弟单位一起,开始新一代大推力涡扇发动机——"太行"发动机的研制。1987年至1993年,在原国防科工委和空军的大力支持下,经过6年多的艰苦奋斗,一航动力所克服了基础薄弱、条件不足等种种困难,完成了"太行"验证机阶段的研制工作,并以配装我国一新型飞机的技术状态转入原型机研制。

  然而,在当时的技术情况下要用"太行"发动机配装新型飞机试飞有很大风险,且这一飞机为单发方案,发动机装飞机试飞前,除必须进行大量地面试车考核外,还需要经过飞行台试验才行。90年代初期,通过进一步引进合作,新型飞机又有了国外成熟发动机配装试飞。当时,国内仅有的飞行台寿命已经到期,而且飞行包线也太小。

  (千龙编辑注:1965年,当时我国自行研制的某型涡轮喷气发动机已进入地面试验阶段,另一型号的涡轮风扇发动机也在拟定发展中。为了在完成发动机“飞行前规定的试验”后,在空中试车台上对新研制发动机进行调整试飞,原国家航空部决定将图-16飞机04号机改装成空中试车台。轰6空中试车台于1976年12月正式投入科研试飞。 先后对13种型号发动机进行过飞行试验,为我国航空发动机的研制和改进、为新型飞机的安全飞行和定型、为航天和

能源事业的发展作出了重大贡献。轰6空中试车台整整服役了20年,于1996年10月退役。详见《中国X系列战机:轰6航空发动机空中试车台》)

  刚接任"太行"发动机总设计师的张恩和副所长在琢磨这个问题:"太行"发动机如何找到合适的飞行平台进行领先试飞?张恩和经历了涡扇6发动机整个研制过程,涡扇6下马后,他曾主抓全所民品开发工作。面对"太行"发动机如何找到合适的平台进行领先试飞问题,在张恩和的心中,既有民品开发过程中形成,要抓牢市场的深深烙印,又有经历过涡扇6下马的痛楚,他深感选择合适的试飞平台太重要了,否则失去装机对象,悲剧就会重演!20世纪90年代初,我国从国外引进了一批飞机直接装备部队,为降低配装飞机的研制风险,张恩和适时地提出了“太行”发动机以国外飞机为平台的领先试飞方案,并组织了所内的技术力量进行了六个方面的可行性论证。1993年3月,一航动力所向原中国航空工业总公司报告,申请提供一架我国引进的飞机作为飞行平台对“太行”发动机进行领先试飞。

  1995年6月7日,刚刚落成的一航动力所技术协调中心的二楼多功能厅内,国防科工委、总装、空军、海军等上级领导,在饶有兴致地听了张恩和总师的汇报后,时任副总参谋长的曹刚川传达了中央军委的重要决定。他说:“‘太行’发动机一是配新型歼击机,二是作某型飞机的后继动力。所以,‘太行’发动机的成败和周期,不但关系到新歼,也关系到引进的飞机有没有成效。这是关系到中央下的决心对不对的问题。如果搞砸了,不仅影响新歼,某型飞机也完了,就是说我们的决心下错了,这就是对人民的犯罪,我们和你们一起进监狱。由于军委已经决定将‘太行’发动机作为后继动力,因此,‘太行’发动机是两种飞机成败的关键。空军下一步建设就立足这个发动机了,两只脚都踩在这条船上了,各级领导都非常重视。这是关键中的关键,重中之重。大家都要认识到责任的重大。……这是不是也作为一个军令状。”

  曹刚川语出惊人,“太行”发动机的命运在这一刻发生重大转折,如果研制成功,这是一个双赢的结果,如果研制失败,后果不堪设想,此时的张恩和总师和所有参研人员一样,既感到心中的无比喜悦,又感到重任在肩……

  为贯彻落实国务院、中央军委的重大决策,“太行”发动机装进被选定的飞机。做好发动机与飞机的协调是最大的难题,1997年发动机进入最艰难的突击阶段。这是决定命运的关键时刻,由于与飞机配套,飞机不能改或者只能作简单的改动,主要技术问题都要由发动机研制方来解决。在金属样机设计之前,时任一航动力所所长的海宜德、总师张恩和带领科研人员来到一航沈阳所与时任所长的刘春义、总师李明等进行首次技术协调,从气动和结构两个方面论证了发动机装飞机的具体途径。由于“太行”发动机主体尺寸比飞机原发动机大,滑油箱超限、滑油率超限、加力喷口调节器超限,道道难题摆在一航动力所人面前。

  张恩和总师天天跟在装配厂房,他指挥大家把发动机的外涵道放在装配厂房的地上,一件一件往上摆附件。在装配的关键时刻,张恩和在装配架上爬上爬下,一不小心一脚踩空,从发动机架子上落到地上,身子一下子翻下去,头撞在装配架的横梁上,鲜血很快流了下来,张总当场昏了过去,现场的同志把他送到医院,经过及时抢救苏醒过来,他睁开眼睛问的头一件事:“发动机附件排好没有?”为了满足设计要求与指标,总体设计室进行了外部设计工作,三次带队到空军调研,多次更改方案。解决了加力筒体转5度、加力点火器超限、后机匣改装、重新安排外部管路与附件等难题。国外用了6个回合才能完成的设计任务,我们的设计师在2~3个回合内设计出图,完成了装入飞机总体方案。1998年9月,在一航沈阳所、一航沈飞、一航黎明的全力配合下,完成了配装飞机的全尺寸金属样机制造和装配,仅用1个半小时装飞机成功,进一步证明了“太行”发动机可与飞机相匹配,为胜利研制奠定了坚实基础。

  

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