水上轰炸机用涡桨5甲发动机

技术人员调试光学设计瞄准具

　　以毛泽东在战争年代的灵活性，有四渡赤水、挺进抗日敌后，先与后取延安，千里跃进大别山那种杰出的军事智慧，一定是不难搞得更出色的。1972年著名的乒乓外交和尼克松 总统访华就是典型一例。但这种灵活性的例子委实太少。为什么呢？

　　非不能也，实不为也。

　　发展航空工业，极为重要的一条，就是优先发展航空发动机工业。航空发动机是飞机的“心脏”，它的技术性能和结构关系飞机的战术技术性能、可靠性和经济性。各种类型的航空发动机都要在高温、高压、高转速、高负荷的苛刻条件下长时间地反复工作(此点与一次性的导弹发动机有所不同)，同时还要求它重量轻、体积小、使用安全可靠、经济性好。

　　同时提出的多种性能要求和极端的工作条件，迫使各种型号的航空发动机必须设计精巧，加工精密，使用高性能的材料和成品附件。发动机综合了多学科和多种专业技术成果，技术难度大，研制周期长，耗资多。它当之无愧地代表了一个国家的工业和科技最高水平。环顾世界，也只有美、前苏联、英、法等少数工业发达国家，才能独立地研制和发展先进的航空发动机。

　　中国航空发动机的老师是前苏联。从技术角度讲，苏联的发动机在一些方面不如美国。它们通常体积较大，制造较粗糙，使用寿命较短，耗油率较高。中国仿制的航空发动机一些性能指标还低于前苏联。歼击机发动机修大修周期(即一个安全使用期限)通常为100～200小时，而美国等西方国家发动机使用周期一般大于4000小时。如果能把使用周期延长一倍，那么一架飞机就变成了两架飞机。事实上，70年代初，中国援助巴基斯坦的歼6飞机发动机，经美英专家重新组装调试后，使用周期已经延长了一倍。说明我们在这方面有很大潜力可挖。

　　涡轮喷气发动机以及后来的涡轮风扇发动机使用了大量高比强度材料和耐高温合金，加工困难。喷嘴精度高，叶片型面复杂，燃烧系统和加力燃烧系统等薄壁焊接零件多。工厂必须有高水平的精密机械加工基础，还要有较高的热处理、表面处理技术。同时，工厂还需要建立少切削或无切削的精密铸造、精密锻造生产线以及滚焊、对焊、直流电弧焊、氢原子焊、高频钎焊、真空电子束焊、自动氩弧焊等各种焊接方式的焊接生产线，还要建立高温合金熔炼、高温陶瓷喷涂车间以及制造发动机试车台等复杂非标准设备。

　　装配歼6飞机的涡喷6航空发动机由2521种零组件装配而成。苏联只提供技术资料，完全由中方试制。尽管有生产涡喷5发动机的经验，前后用了4年，克服重重困难，到1961年10月才通过了全寿命(即100小时)试车考核。前后用了7年，发动机和飞机一起通过了试飞考核。(1963年)

　　60年代后期和整个70年代，中国已经生产了大量的涡喷6发动机，质量一直不太稳定。同时发动机场所又集中力量解决延长它的翻修寿命(指从投入使用到第一次翻修或两次翻修期间的小时数)。经过反复试验研究，采取了41项技术改进措施，好不容易通过试车考核，1965年底批准第一次翻修寿命延长到200小时。然而好景不长，由于对原设计的薄弱环节没有细致分析，仅3年时间，涡喷6的涡轮盘和火焰筒在使用中就出现重大事故，迫使把使用寿命又缩回到100小时。也许这就是苏方设计的限度。一台昂贵的航空发动机，仅仅使用100小时，它已经大量装备了部队，因此制造单位和空军都甚感紧张，后来美国人称之为“一次性发动机”。1970年，沈阳航空发动机厂又组织力量为涡喷6延寿。攻关重点放在高速的涡轮盘和高温的火焰筒上。工厂采用微调齿距等4项措施，消除了涡轮盘的榫齿裂纹。成都发动机厂改进了火焰筒，沈阳厂全面研究后，彻底抛弃了苏方原设计，采用全气膜保护火焰筒方案，解决了火焰筒热裂纹问题。还使用了浮动式隔热屏等20项技改，在1973年全部用于批生产之中，终于保证了200小时的成果。而程度发动机厂由于研究火焰筒获得进展，使之达到了500余小时的连续试车。1078年，中国的火焰筒技术已经接近世界先进水平。正因为这种重大进步，赢得了西方航空界的尊重。1983年，世界最著名的美国普拉特.惠特尼发动机公司与成都发动机长签订了合作生产美国JT—8D发动机(用于波音737和MD80飞机系列)火焰筒系列产品合同，1985年，成都厂已经能批量生产先进的火焰筒了。

　　解决火焰筒问题的同时，涡轮大轴在使用中时有断裂事故，原因在于原设计强度储备不足。由此引申出美苏航空设计规范的差别。苏联设计战斗机，其前提是真实的战争，统计表明，大量飞机在实战中并未飞到100小时就战损或因其他原因而报废。从战争成本出发，较廉价大批量的飞机是可取的。而以美国为首的西方国家，首先从商业竞争原则出发，飞机价格昂贵，使用时间短，就会在竞争投标中失去合同，整个公司的前途就会断送。因而必须提高质量，保证可靠性，才有竞争优势。整整用了10年，许多工程师和技术人员顽强地研究试验改进，涡喷6发动机的大轴才获得延长寿命。

　　配合歼7飞机的涡喷7以及配合歼8飞机的涡喷7甲发动机、配合轰6飞机的涡喷8航空发动机，其研制过程都是长长的，充满磨难的传奇色彩故事。涡喷7仿苏联米格21飞机的P—11—Ф—300发动机。它的推力比涡喷6大50～77%。该发动机设计水平较高，有高压、低压压气机两部分转子，高压转子轴套在低压转子轴上，工艺结构复杂。这种轴流式双转子发动机有6级压气机和两级涡轮，火焰筒采用气膜冷却，内外壁喷涂高温陶瓷。该机采用了许多新材料，压气机和涡轮叶片分别使用了不锈钢和耐高温合金。它的制造工艺远较涡喷6复杂。

　　由于在涡喷6上吃了苦头，试制涡喷7就谨慎认真多了。沈阳厂抽出三分之一的设计人员和工艺人员组队。各有关航空厂、所、中国科学院、冶金部、机械工业部、化工部所属有关单位进行了大力协作，研制成功了26项合金、涂层等新材料和10项航空轴承；试验成功46项新技术和新工艺。其中的两种高温合金，性能超过了原发动机的合金材料。由于大轴套小轴，轴深孔精加工成了关键，中国工人和技术人员借鉴炮厂经验，改装专用设备，也给解决了。采用电解加工新工艺，代替了原来叶片的切削加工，精度和强度反而提高了。沈阳厂仅用了两年时间，全部使用国产材料，就试制成功复杂先进的涡喷7发动机。同时，我方纠正了苏方资料中高达1097页的错误。在实际飞行中，涡喷7的原设计也存在着一些缺陷，共出现过八类大事故。

　　此时，涡喷7已经转到贵州航空发动机厂生产。沈阳厂和贵州厂的设计员们借鉴改进涡喷6的经验，果断更改了苏联设计，将第一级压气机的叶片数由31片减为24片，减小离心力并加强了叶片。经过试车和试飞，均证明加强后的叶片性能好，结构简化后变得可靠稳定，有效地消除了失速颤振和裂纹事故。贵州厂改进了调频安装方法，并对叶片表面进行喷丸强化处理，提高了涡轮盘的平衡性和叶片强度。发动机超负荷工作是中介轴承由高温引起的抱死问题，也由贵州厂通过加大润滑油嘴直径而解决；涡轮盘在高温下不规则伸长问题，则经过贵州厂和齐齐哈尔钢厂联合冶炼出GH33A高温合金最后解决了。到1979年时，贵州厂后来居上，在偏僻的苗岭山区，克服各种不便，改进了25项苏方设计缺陷，大大提高了涡喷7性能和稳定性。由于中国式的渐进改造屡获成功，仿苏的原型涡喷7于1980年停产，被中国化的改进不的涡喷7乙发动机取代。宋宜昌/文(未完待续)