“昆仑”巍峨 “太行”苍茫——我国航空发动机发展之路

　　本报记者 宋亚林

　　一个国家，没有独立自主研制发展的航空发动机事业，就没有独立自主发展的航空工业；没有先进的航空发动机事业，就没有先进的航空工业。改革开放三十年,我国航空工业以“太行”发动机研制成功为标志，实现了我国军用航空发动机从第二代向第三代，从涡喷向涡扇、从中等推力向大推力的跨越。这“三大跨越”标志着我国已具备自主研制大推力军用发动机的能力，配装我军主战机种的发动机开始摆脱受制于人的被动局面。这是历史性的突破，大大增强了我国的军事实力。

　　航空工业是知识密集和技术密集的高科技产业。航空发动机更是典型的技术密集和高附加值的高科技产品。它要在高温、高压、高转速和高负荷等苛刻条件下长期反复工作，要求重量轻、体积小，使用安全可靠、经济性好，因而必须设计精巧、加工精密、使用高性能材料合成附件。研制航空发动机技术难度大、投资多、周期长、风险大。世界能搞飞机制造业的国家不少，而能独立研制发展航空发动机的只有美、英、俄、法这样少数几个国家。

　　艰难跋涉话“昆仑”

　　军用航空发动机核心技术，发达国家对外实行严密的封锁。走独立自主研制航空发动机的道路，是我国的必然选择。

　　20世纪60年代初，为打破国际上对我国的技术封锁，独立自主地发展我国航空动力尖端技术，在沈阳成立了中国一航沈阳发动机设计研究所，大批创业者怀着航空报国的执着理想，汇聚到沈阳开始了艰苦卓绝的大会战。

　　“昆仑”发动机从1984年6月开始，经历了由验证机到原型机的研制阶段。军方要求，飞机原则上不做改动，要求“昆仑”与现役同类发动机比，做到外廓尺寸不变、空气流量不变、安装形式不变；要严格按照国军标编制的型号规范进行研制，这意味着要一步跨上与国际先进标准接轨的台阶，要求“昆仑”推力要大，耗油率要低，可靠性、维护性要好。

　　到1991年初，一航动力所设计的“昆仑”发动机，按照空军提出的要求，采用了许多新技术。先后进行了两次重大修改设计，攻下了压气机转子叶片和涡轮叶片断裂等关键技术。

　　“昆仑”研制中遇到的最大难题是：由于压气机喘振裕度不够，造成高压压气机和低压压气机工作不匹配。在这之前，攻关组历经3年多时间，通过修改设计，提高了低压压气机的喘振裕度。

　　1991年4月，我军新机选用“昆仑”发动机做动力装置，列入国家重点型号加速研制。1993年12月12日，“昆仑”首飞成功，这是中国航空工业史上值得纪念的日子。首飞半年后，攻关组经过多次修改设计和试验，最后高压压气机采用高扩稳增益的机匣处理技术，以新的结构取代了“放气”装置，终于攻克了困扰“昆仑”多年的高、低压气机不匹配这一重大技术关键。

　　“首飞不易，定型更难”。“昆仑”是第一个按国军标研制的发动机，攻关组为了一丝不苟地贯彻国军标和型号规范，决心要编出符合要求的材料手册来。他们与一航材料院等20多个单位协作，在收集了16000多炉次十几万个数据和17种新材料补充试验的基础上，花了8年时间，编辑出版了我国第一部《航空发动机设计用材料数据手册》，不仅解决了“昆仑”研制中的燃眉之急，而且为今后航空发动机的设计奠定了坚实的基础。

　　攻关组经过数年奋战，数万小时的零部件试验，数千小时的整机试车，先后排除了发动机振动过大、涡轮导向叶片烧蚀、火焰筒裂纹等上百个技术故障。顺利通过了国内新研制发动机第一次进行的转子超转与破裂、低循环疲劳等部件试验和整机试车考核，以及所有成附件的环境试验。

　　“昆仑”在1997年四季度高空大马赫数试飞中，发动机先后出现3次喘振停车。在试飞现场，攻关组首先对“昆仑”进行喷水逼喘试验，进一步考核喘振裕度。从工作原理到设备选型、选材、给水加温、防冻、过滤、测试、支撑结构等每一个细节都严格把关。经过20多天紧张的喷水逼喘试车，弄清了故障原因，终于使高空大马赫数停车这一通常至少需要1年才能解决的重大技术关键，只用了4个月就彻底攻克。

　　攻关组借鉴国际上先进的气膜冷却技术，大胆采用了复合气冷空心涡轮叶片。这种叶片被誉为现代航空发动机技术“王冠上的明珠”。它不仅包括先进的设计技术、高温材料技术，还包括定向凝固技术、无余量精铸技术、五坐标数控打孔技术、磨粒流光整技术、无损检测技术、冷却试验技术、高温涂层技术。一航动力所为攻下复合气冷空心涡轮叶片这项尖端技术，组成了“国家队”，集中国内最优秀的设计、材料、工艺、加工、检测等方面的专家进行研制。经过8年的研究、改进、试验、再改进、再试验，终于掌握了这项尖端技术。1997年12月20日，我国第一台具有自主知识产权、自行设计的“昆仑”高性能双转子加力涡轮喷气发动机终于试制成功。