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萬字看懂航空發動機的那些事

原標題:萬字看懂航空發動機的那些事


[編者]:


今年早些時候,《航空知識》公眾微信號連載了中航工業原科技部部長張聚恩先生的《發動機專題》並摘錄後發表在《航空知識》雜誌上,引起了讀者們廣泛的關注。經讀者要求,現將該《發動機專題》的原文集結後發表在此,是對全球航空發動機及中國航空發動機技術及產業及今後的發展的一個綜述。本文共12002字,125圖,閱讀約需 78 分鐘,請喜歡的朋友們收藏和轉發!


1


航空發動機的世界格局詳解

當我們還為航空在中國科技界的地位而奮爭時,世界已悄然形成了一個遠比飛機行業更嚴苛、更高度壟斷、更嚴密技術封鎖的全球航空發動機格局


美英法德日等西方國家通過其寡頭企業,壟斷了世界航空發動機和燃氣輪機(本文暫不涉及燃氣輪機)市場。美英法寡頭企業,包括其合資公司,佔領了世界航空發動機市場的70%,而在新機市場上的價值份額更高達90%。


全世界能造飛機的公司十數家,而獨立的航空發動機供應商只有幾家。


美、俄兩國的航空發動機底蘊深厚,但俄羅斯這隻「老虎」一打盹,就被西方遠遠甩在身後,尤其在民用航空發動機方面,俄羅斯在世界市場幾無份額。


世界大型民用航空發動機


美國通用電氣(GE)



美國普拉特·惠特尼(PW)



英國的羅爾斯·羅伊斯(RR)


以及這三家公司同法國賽峰集團(Safran)相互間合資成立的:


斯奈克瑪國際CFMI(Safran/GE)



IAE(RR/PW)



EA(GE/PW)




這些企業具有獨立研製航空發動機整機的能力,幾乎控制了全球大型民用航空發動機的核心技術研發、總裝集成、銷售及客戶服務等全產業鏈。

軍用和小型航發領域


法國斯奈克瑪(Snecma)



美國霍尼韋爾(Honeywell)



德國MTU



義大利Avio



俄羅斯土星


俄羅斯禮炮公司



它們具有較完整的生產能力,除了各自領域的整機研發與市場能力外,還是為頂級企業提供大部件和核心機部件的一級供應商。


再下一級的供應商


日本三菱重工



日本川崎重工



日本石川島播磨重工


韓國三星科技公司


以日韓企業為代表的供應商擁有強大的零部件加工製造能力,主要為上一級企業提供發動機零部件產品。


西方國家為長期保持在航發領域的領先和優勢地位,在政府和企業層面,採取了許多措施。在研發投入、項目投資、產業鏈控制、知識產權保護、技術輸出控制等方面,構築了極高的產業門檻,封堵其他國家和企業的發展與追趕,更不要說後來居上。


這就是航空發動機的世界格局。面對這樣一個格局,我們只能從民族大義、國家利益出發,擔起艱難的歷史使命。


如同在大型民機領域,不管多難,我們也要像變現在的A(Airbus)+B(Boeing)兩霸並立為A+B+C(Comac)三極鼎立的新格局那樣,在航發領域,我們也要加入世界航空發動機「強人俱樂部」,讓世界的東方形成一極,從而逐步改變航空發動機世界格局,儘管這個進程將十分漫長。


2


未來20年中國航空發動機的市場預測


中國航空發動機的市場有多大,是各方人士關心的一個問題。


筆者搜集和比較了各有關機構的預測,分析綜合後,列出以下數據。

未來20年軍用發動機需求預測


綜合「產研智庫」和「中商產業研究院」發布的兩份預測報告,進行必要修正後,未來20年中國軍用航空發動機總需求量22000台(其中出口軍機需要量1000台),價值600億美元(約4000億RMB)。年平均1100台,價值200億RMB。按價值計,新軍機裝備、老軍機維護和直升機各佔80%、5%和15%。


新戰鬥機發動機單價按高低型別均價計算。新機裝備比按1.15、換髮次數按1計算。部分數據作歸整處理。軍機發動機原則上應全部使用國產產品,或至少佔比90%以上。




F-16



F-16戰鬥機的F100渦輪發動機



F-35


F-35的F-135發動機



F-22



F-22的F-119發動機



殲-10



殲-10的AL-31發動機


殲-15



殲-15的AL-31H發動機特寫



殲-31



殲-31的RD-93發動機



殲-20


殲-20使用的某型號發動機特寫


未來20年中國客/貨機用發動機需求預測


基於空客和波音兩公司對未來20年中國新增客/貨機數的預測,分別為5363架/8300億美元和6330架/9500億美元。取均值後,按發動機占飛機價值的30%計,未來20年民用航空發動機市場為2580億美元,發動機整機約5700台。考慮到國產民用發動機處於成長期,力爭分享20~30%份額,即1100~1700台,約值500~770億美元。



A380客機



安裝在A380原型機上的遄達900



波音787客機



安裝在波音787上的瑞達1000


那麼問題來了,軍民用加起來3000多億美元的市場份額到底會花落誰家呢?新成立的中國航發集團能佔到多少市場份額?


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3


航空發動機難在哪裡?


航空發動機到底難在哪兒?為什麼世界上只有極少的國家能夠製造?


國人對這些問題十分關切,對材料製造之難關切尤甚。但這是一個多層面的問題,必須全面認識,綜合施治。仁者見仁,智者見智,我對這個問題的認識,凝聚在下圖6句話72字中。



極高技術要求和可靠性要求


發動機涉及的學科和技術領域之多幾乎與整個飛行器相同,甚至技術要求還更高。航空發動機所需的主要科學基礎是支持其高溫、高速、旋轉和長壽等工作特點的科學學科,如工程熱力學、氣體動力學、燃燒學、傳熱學和現代控制理論等。而其所需技術幾乎覆蓋材料、製造、試驗等所有現代技術門類,特別是高溫材料和熱工藝。


航空發動機的工作過程極為複雜。以燃氣渦輪發動機的核心機(由壓氣機、燃燒室、渦輪組成)為例。壓氣機將進入發動機的空氣逐級增壓,增壓比可達25以上;壓氣機葉片的氣動、強度和幾何形狀十分複雜,承受極高的由離心力產生的載荷。燃燒室是保證增壓後空氣與燃油充分混合,並穩定燃燒的特殊結構,需精心設計,有效冷卻和選擇耐高溫材料、塗層等綜合措施。渦輪的作用是將氣流的能量轉換為機械能,為了獲得更大功率,要求渦輪進口處燃氣溫度盡量高;先進發動機的渦輪前溫度已達18501950K,大大超過渦輪葉片材料本身能承受的溫度,需探索使用耐更高溫度的材料,並採用新的冷卻技術。



燃氣渦輪發動機組成圖


發動機工作原理視頻


時長2分17秒,請在WiFi環境下收看



發動機裝載在航空器上,處於嚴酷的使用環境下,需要在高溫、高寒、高速、高壓、高轉速、高負荷、缺氧、振動等極端惡劣環境下,穩定可靠地工作。在飛行中決不可能停機維修,因而可靠性要求極高,目前每百萬飛行小時的空中停車率只允許25次。若以單台發動機計量,相當於使用90200年停車一次。目前,民用航空發動機的首翻期(機上平均壽命)已達2萬小時,相當於一天24小時連續飛行2年以上;按正常的每天使用6小時計算,一台發動機可連續使用9年以上不拆下翻修。如此之高的可靠性要求,是其他任何工業產品不可比擬的。



對國家基礎工業的高度關聯


航空發動機如此之難,涉及眾多技術領域,離不開國家基礎工業的支撐。沒有強大基礎工業能力的國家,絕不可能進入航空發動機領域。當年專家學者向中央建言時,曾指出:航空對國家冶金、橡膠、石化、輕工、電子、機械等基礎工業部門的帶動作用日漸顯著。其中,冶金、電子、機械等對航空發動機尤其高度關聯。


以發動機的熱部件為例,它們強烈依賴如定向凝固高溫合金、單晶、金屬間化合物、金屬基複合材料和陶瓷基複合材料等先進特殊材料。而由於目前基礎工業提供的支撐還不夠,直接導致發動機的性能及可靠性等關鍵指標達不到設計要求,或者無法完成穩定生產。



遵循獨立和超前的發展規律


離開裝載平台,航空發動機沒有獨立的實用價值。但這決不意味著,航空發動機的研製必須依附於特定的航空器型號。由於發動機的難度高於平台,研製周期長於平台,在以先進航空器的需求來牽引發展的同時,更要遵循自身技術的發展規律,提前謀劃,超前發展。


在過去很長一個歷史時期,我國航空發動機的研發緊緊依附於飛機型號,即要研製一款飛機,才會去研發配套發動機;飛機如果下馬,發動機隨之下馬。這類實例,舉不勝舉;發動機少有走完研製過程、積累完整工程數據的型號,這方面的教訓十分深刻。


航空發動機的研發周期一般比飛機機體長5年以上,且新型發動機研發所需時間不斷延長。早期,每隔510年出現一代新發動機,而從F100F119F22配裝發動機)竟相隔30年。20世紀70年代的實踐表明,新一代發動機從部件研究到投入使用需要814年時間。F1191973年概念研究到1999年產品定型,則經歷了26年,如以F-222005年入役計算,則長達32年。



F100發動機



F119發動機



F22戰機


國家資源的強力支持與保障


在《美國國家關鍵技術計劃》說明文件中,把航空發動機描繪成「一個技術精深得使一個新手難以進入的領域,它需要國家充分保護並穩定利用該領域的成果,長期的專門技能和數據積累,以及國家大量的投資」。航空發動機產業是資金密集的高投入和高產出行業。據統計,在航空研發總投入中,航空發動機佔比約1/4。統計數據表明,研製一台大中型發動機,大致需要1530億美元。美國一直通過國家長期、穩定的大力支持和投入,實施多項超前於具體型號的純粹技術研究性的中長期研究計劃和短期專項研究計劃,為發動機研製提供充足的技術儲備,以降低工程研製的技術風險,縮短研製周期。


對試驗和高性能設施的依賴


航空界有航空發動機是試出來的一說,揭示了航空發動機研發的一大特點,即,對試驗和試驗設施的高度依賴。由於技術難度大,航空發動機的研製是研究-設計-試驗-修改設計-再試驗的反覆迭代過程。研製一台新型發動機,一般需要10萬小時的零部件試驗、4萬小時的附件試驗和1萬小時的整機試驗。航空發動機是設計、製造的產物,更是試驗工程的產物。


航空發動機的試驗是一個體系,含性能試驗、通用性試驗、耐久性試驗、環境試驗和飛行試驗,每一個類別的試驗又包括若干試驗項目。而每一個試驗的背後,一定是高性能的各類試驗手段與設施。







在試驗過程中和試驗後,還需要對巨量工程數據進行採集,並分析整理,需要不間斷地持續積累,當然還需要重用與共享。而我知道,在這方面,我們的問題多多,差距很大。


高水平研發隊伍和製造能力


為了成功研發航空發動機,必須有一支高水平的研發隊伍。和國外航發主要企業相比,我們的隊伍在整體上還嫌力量單薄。中國航發對外公布集團從業人員9.6萬,但據我所知,全部一線科研人員不足一萬。而世界航發四大巨頭GERRPW、賽峰的僱員人數分別達到39000404003587060300人,雖總人數低於中國航發集團,但科研人員的數量應與我們比較接近。而由於我們歷史上形成的局面,整個隊伍尚不能專註於航發的開發、研製和批產。



為促進我國航發自主創新,還需要理順發動機廠所的業務關係,實現產業重組,建立廠所利益共同體。要比任何時候更加重視新技術、特別是對未來有可能產生重大影響的前沿、顛覆性技術的研究,而科技管理人員的科學素養,科技人員從事開創性研究工作的能力,決定了我們的未來。


航發的研發成效最終要體現在優質、穩定、成本可控地製造出發動機產品,為此必須有配套的先進位造能力。航空發動機的製造涉及材料、結構、焊接等眾多難度極高的工業技術,需大量使用定向凝固、粉末冶金、複雜空心葉片精鑄、複雜陶瓷型芯製造、鈦合金鍛造、微孔加工、塗層與特種焊接等先進位造技術。在新的數字化技術的推動下,還需要變革流程,實施協同、並行和集成,大範圍地應用數字化工藝設計、數控加工技術、虛擬製造技術、智能控制技術、企業資源數據管理技術,以及基於模型的系統工程等。


4


中國的航空發動機到底行不行?有多少家底?癥結在哪?


近年來,中國的航空事業可以說呈現井噴發展之勢,每年各型新飛機以超過大眾想像的速度展現在人們的面前,但是,一個不可迴避的問題也常常被業內外人士提出:現在中國的航空發動機到底怎麼樣?最新型的戰鬥機是否用的是我們國產的發動機?


中國航空發動機有值得珍視的「家底」


我國航空發動機事業創建於抗美援朝時期,歷經維護修理、測繪仿製、改進改型、自主研製等發展階段,從無到有、由小到大。如果從開始整機研製的1956年算起,至今恰好62年。回顧往昔,在極為困難的情況下,不僅為航空武器裝備發展和國民經濟建設做出了重要貢獻,也為航空發動機事業的進一步發展奠定了技術與產業基礎。這是不爭的事實,有值得我們高度珍視的家底


1


基本建成航空發動機研製生產體系


以發動機設計研究院所和主機生產企業為核心,建成了包括一批專業化配套生產企業和科研所在內的航空發動機研製生產體系。迄今,我國以航空發動機為主業的企事業單位共26家,其中設計研究所4家,主機生產企業6家。年銷售收入大約300億元,軍用航空發動機和民用航空發動機之比大致7:3,其中軍用航空發動機的製造與維修比例5:1,民用航空發動機維修與零部件轉包比例接近1:1。中國航空發動機集團公司(AECC)成立時,對外公布的集團從業人員9.6萬,總資產1100億元。



2


基本具備研製生產所有種類航空發動機的能力


迄今,我國研製生產和提供各類航空發動機約6.7萬台,年產量大約1100台,包括渦扇、渦噴、渦槳、渦軸和活塞式發動機等(見注釋)。國產航空發動機數量占現役軍用配套總數的90%以上,基本滿足了國產殲擊機、強擊機、轟炸機、運輸機、教練機和直升機等航空裝備的需求。近年來,一批新的高性能發動機開始研製,有的已經獲得突破,如太行系列大推力、推重比8一級渦扇發動機,並有了一定的量產能力。


注釋:關於中國航空發動機的產能似乎一直未作正式發布。筆者從2009年的中國航空博物館空軍裝備展上獲得了一組公開數據(截止時間應為2008年),在對未列品種和產量數據進行補正後,筆者估算:從1956年至2008年的52年間,五類航空發動機總產量約57000台。按年平均數外推10年,即從1956年到2018年的62年間,我國航空發動機的總產量不低於67000台。該數據應基本可信。



WS-10 太行發動機



渦噴14崑崙發動機



渦槳6型航空發動機



渦軸-16發動機



活塞式HS-7發動機


3


構建了基本完善的科研條件和基本設施


即使是在國家財力不夠、投入不足的過去,仍然構建了包括高空試驗台等在內的一大批高水平基礎科研設施。近十多年來,國家對航空發動機的投入大幅增加,科研設施條件得到全局性的顯著改善。



中國航空發動機的癥結到底在哪裡


那麼,如今國人深深憂慮的航空心臟病究竟指的是什麼?又是怎麼造成的呢?我想從認清差距著眼,繼而從歷史的坐標里尋根求源,對原因作出分析。


現代航空的發展歷史並不長,是在第一次工業革命的孕育、第二次工業革命的催生下問世和成長的,最基本的推動力就是發動機的進步。可以毫不誇張地說,發動機既是航空器的動力,也是整個航空產業的「動力」。從活塞時代到噴氣時代,帶來了現代航空的飛速發展。從上世紀中葉開始,燃氣渦輪發動機成為航空動力的主力樣式,而且在可預見的今後尚無其它可以替代的樣式。新中國的發動機事業起步不晚,初期走過的道路、特別是在渦噴發動機仿製批產方面的儲備較厚實,能力已很強。


但是,在從渦噴向渦扇、特別是大推力渦扇的提升轉變的世界潮流中,我們從發展理念到技術實踐,大大落伍了。加之除運10外,我們從未從國家層面獨立發展過大型客機,因而商用大涵道渦扇發動機的研製更是空白。故而,我國航空發動機的癥結集中表現為:軍用渦扇發動機的性能急需提升,民用渦扇發動機急需解決有無問題


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5


中國航空發動機與世界先進國家的差距


在了解了航空發動機的世界格局後,我們應該清醒地認識到中國的航空發動機與歐美先進國家還是有一定的差距的。下面從戰鬥機、運輸機、直升機用發動機及先進發動機技術儲備這4個方面,來看看中國航發與世界巨頭間的差距。


戰鬥機發動機之差距


1986年服役、配裝F16的的F110GE公司產品)為第三代發動機的代表,推力12700kgf,推重比82002年服役、配裝F22F119PW公司產品)為第四代發動機的代表,推力15000kgf,推重比10


而我們的WS102010年服役(比F11024年),推力12500kgf,推重比8;更高性能的發動機還在研製中。綜合起來,差距應為一代半



配裝F16的的F110發動機



配裝F22F119發動機



WS10發動機


運輸機發動機之差距


該類飛機是典型的軍民兩用品種。國際上用於此類飛機的先進大涵道比渦扇發動機最大推力已超過50000daN,空中停車率降到每百萬飛行小時5次以下;熱端部件壽命最長達到4萬小時,耗油率在現有水平上再降15%的新一代產品,將在2020年前後進入市場。


我國因尚無實物商用渦扇發動機,只能以在研的產品預期性能與國際水平作比較。


上世紀90年代用於A321CFM56-5B2(斯奈克瑪國際公司產品),推力14000kgf,涵道比5.5;我們計劃用於大運的在研FWS20與之性能相近(推力12000kgf,涵道比5.4),即使按時完成研製任務,在時間上相差20。我們自研的CJ1000A與計劃替代的、C919選用動力Leap1C(斯奈克瑪國際公司產品)推力同為13600kgf,涵道比1011,但在時間上也至少相差20。此外,還有諸如首翻期(為國外同類產品的1/23/4)等重要指標上的差距。



用於A321CFM56-5B2發動機



計劃用於大運的在研FWS20發動機



我國自研的CJ1000A發動機



C919選用的Leap1C發動機


直升機用渦軸發動機之差距


即使在基礎較好、自主保障率較高的中等功率渦軸發動機方面,也有一定差距。此類發動機已經發展了四代,前三代我們基本解決了有無問題,代表型別為WZ6WZ8AWZ9,比國外同類型別服役晚約1520年,分別裝備了我們的直8、直9、直10。但以CTS800-4(羅羅與霍尼韋爾的合資公司輕型直升機渦輪發動機公司LHTEC的產品,配裝英國山貓直升機)為代表的第四代渦軸發動機國外已在本世紀初服役,我們尚在研製,服役時間預計滯後約15



直8



直9



直10



WZ8A發動機



WZ9發動機



英國「山貓」直升機


先進發動機技術儲備之差距


這是尤其需要重視的方面。美國用於未來六代機或F35替代動力的自適應變循環發動機已呼之欲出。用於高超聲速臨近空間飛行器和水平起降、可重複使用的空天飛行器的渦輪衝壓組合動力將分別在15年、25年內達到6級技術成熟度。美國、歐洲正不約而同地實施新的一批航空發動機的科技發展計劃,以持續保持技術領先優勢。如果我們缺乏強有力的戰略應對和特殊舉措,我們同世界先進水平的差距不僅不會縮小,還會進一步拉大。



自適應變循環發動機


6


中國航空科技和航空發動機發展歷史進程中的一段認知彎路


在今天中國百姓的眼裡,航天技術比航空技術難多了,中國航天取得的成就也比中國航空大多了;甚至在國家層面上,有「航天日」卻無「航空日」。這首先歸因於我國航天事業取得的巨大成就,以及航天科技的戰略意義;但客觀上,也有軍用航空因保密原因無法更多披露,以致公眾無法真切了解所取得的進步,客觀認識所面臨的困難及其造成的原因。本文介紹關於我國航空科技和航空發動機發展歷史進程中,一段認知的彎路,旨在總結經驗教訓。在新時代里,在中央號令下,切實加快同樣是戰略高科技的航空科技的發展,加快航空產業、特別是民機產業發展,下大力氣攻克航空發動機的瓶頸制約,以實現航空強國的偉大夢想。



長征五號



殲20



航天日宣傳海報


歷史的遺憾


當我們回首與中國航空事業相關的歷史進程時,不能不說我們今天的困窘來自歷史的遺憾。


1956217日,受到周恩來總理的鼓勵,回國不久的錢學森向中央提出《建立中國國防航空工業的意見》,從當時剛剛成立的新中國的現實情況出發,認為應集中力量發展火箭和導彈。其後,中央在進行一系列調研討論後,把航空航天作為一個整體看待,在統籌飛機發展(照蘇聯的改進圖紙仿製生產)時,將注意力先行集中於突破導彈和火箭。



左一為錢學森先生


歷史證明,中央的兩彈一星戰略決策完全正確。這一決策大大提升了我國的國際地位,為我們贏得了寶貴的戰略緩衝期。但遺憾的是,在以後的一個長時間裡,在作為突破口的導彈和火箭取得重大進展時,未對航空科技發展進行整體規劃,使飛機、特別是發動機的自主研發缺乏戰略牽引和推進。



1964年10月16日,中國第一顆原子彈爆炸成功


而同期蘇聯發生的情況同樣值得我們回味。上世紀5060年代,蘇航空工業水平不遜歐美,如繼續關注航空發展,應能研製出性能比肩西方的飛機與發動機。但當時的蘇聯領導人忽視航空,造成航空遲滯不進,拉大了同西方的差距。當意識到必須奮力急追,重返航空大國地位時,付出了慘痛的代價。蘇-27的研製坎坷曲折,推重比8.0發動機研製也歷盡艱辛。



蘇-27


兩彈一星成功之後,本應把全面推動航空發展提到日程上來,遺憾的是,航空的地位不僅沒有提升,反而在持續下降。以至連航空是否高技術都成了問題。在20世紀中葉全球性要導彈,不要飛機的浪潮中,國內一些專家也認為,導彈可以替代軍用飛機。軍用飛機只是一種常規武器,航空技術只是保障常規武器的常規技術。在這種意見的影響下,我國科技界長期把航空排除在高新技術之外。



V-2導彈


第二次世界大戰期間德國研製的世界上第一種彈道導彈


1995年下半年,在《中共中央關於制訂國民經濟和社會發展九五計劃和2010年遠景目標的建議(徵求意見稿)》中,再次將航空技術排除在高新技術領域以外,引起廣泛的異議與憂慮。中國航空學會在時任理事長朱育理和副理事長張彥仲領導下,組織研究航空技術屬性,並據此向中央建言。922日,王大珩、師昌緒、馬賓、高鎮寧、庄逢甘、張彥仲、顧誦芬等7位知名學者、專家,聯名向中央書信陳情,闡明航空技術確屬高技術的理由。


專家們認為,自20世紀40年代以來,軍、民用航空器的性能發生了質的變化,航空技術飛速發展;海灣戰爭充分證明空中力量在現代戰爭中的決定性作用;航空工業對國民經濟的先導作用也十分突出,對國家冶金、橡膠、石化、輕工、電子、機械等基礎工業部門的帶動作用日漸顯著。從現實情況看,我國航空技術與國外航空發達國家差距較大,如再不把航空技術抓上去,我國將在綜合國力競爭中存在嚴重的危機,在軍事上將陷於被動挨打的困境,國內民機市場也將被國外佔領。



海灣戰爭中法國使用的幻影F1戰鬥機



海灣戰爭中美國使用的F-14戰機



海灣戰爭中美國使用的F-18大黃蜂戰鬥機



海灣戰爭中使用的龍捲風戰機(英、法、德)



海灣戰爭中使用的美洲豹戰鬥機(英、西、法)


中央聽取了業界的強烈呼聲,終於將航空列進了國家需重點發展的高技術領域。在1996317日全國人大八屆四次會議通過的我國2010年遠景目標發展綱要中明確:要把握世界科學技術發展的趨勢,重點開展電子信息、生物、新材料、新能源、航空、航天、海洋等方面的高新技術,在一些重要領域接近或達到國際先進水平。至此,航空高技術地位在我國方予確立,其時已步入20世紀末。


整個航空技術在長時間裡都處於這樣一個尷尬的處境,作為航空器配套分系統的發動機,處於什麼位置,更可想而知。我們欠的賬實在是太多了,我們缺的課也實在是太多了。不能不說,這是歷史的遺憾。


發展航空發動機應該形成的共識


人的認識有時很奇怪,當初說航空太難了,所以先發展火箭導彈。等火箭導彈有所突破了,怎麼航空倒變成一般常規技術了?當我們今天充滿詩情地說航空製造業是現代工業之花,說航空發動機是皇冠上的明珠時,怎麼連它的高科技屬性都長期得不到承認。我們認識上走的彎路太遠太大了,而認識和理念上的偏差,直接導致戰略誤判和規劃缺失。


欠賬終歸要還,缺課一定要補。航空發動機的今天就是吞下這顆歷史苦果後造成的。終結歷史的遺憾,需要我們堅定地形成以下共識,今後無論發生什麼樣的風吹草動,千萬不要再動搖。

  • 航空發動機太重要了,如果不解決這一瓶頸制約,我們的航空武器裝備,就像被綁在別人的戰車上;我們或是航空大國,但永遠不能成為航空強國,我們將至多是一個跛腳的巨人。
  • 我國航空發動機與世界先進水平的差距整體上相差一代或一代半,在時間上大致落後20年,填補空白,提升性能,加速追趕,時不我待。
  • 航空發動機產品太複雜了,其綜合難度在當今的工業產品中,無出其右。
  • 航空發動機的技術覆蓋寬、涉及面廣、內容博大精深,在當今的科學技術體系里,是當之無愧、應列前位的高新技術。
  • 世界航空發動機科學技術發展神速,我們既要在傳統發動機領域負重前行,急起直追,又要重視基礎研究,自主創新,另闢蹊徑,彎道超車,否則我們會被拋得越來越遠。



上述這番話,絕不是怨天尤人,而是痛感:只有對歷史做出實事求是的反思、形成真正符合發展規律的共識,方能同心同德向前看,制定應對之策,找出正確的發展之道。


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7


中國航空發動機的未來在哪裡?


中國航空發動機的振興,是全中國人民的期盼;中國航空發動機的未來,需要中央的關懷領導,需要中國航發集團全體員工的矢志奮鬥,也需要社會各界的積极參与和共同努力。


新時期中國航空發動機事業的歷史使命


20165月為里程碑,中央決策成立中國航發集團公司,中國終於有了自己的專業化航空發動機國家級企業集團。



在成立AECC時,習近平主席指示,黨中央作出組建中國航空發動機集團公司的決策,是從富國強軍戰略高度出發,對深化國有企業改革、推進航空工業體制改革採取的重大舉措。希望你們牢記使命、牢記責任,堅持國家利益至上,堅持軍民深度融合發展,堅持實施創新驅動戰略,大膽創新,銳意改革,腳踏實地,勇攀高峰,加快實現航空發動機及燃氣輪機自主研發和製造生產,為把我國建設成為航空強國而不懈奮鬥。



我國自主研製的大型客機發動機CJ-1000AX


李克強總理也指出,航空發動機是國之重器,是裝備製造業的尖端,儘快在這一領域實現突破,對於增強我國經濟和國防實力、提升綜合國力具有重大意義。希望同志們牢記使命,不負重託,努力做航空動力的保障者、製造強國的建設者和創新驅動發展的踐行者,為保障國防安全、培育壯大新動能、促進經濟社會持續健康發展作出積極貢獻。


承載著國家和民族的重託,以AECC為主力軍的中國航空發動機事業建設者們承擔著光榮而艱巨的歷史使命。主要是:

  1. 為應對複雜國際政治軍事形勢,必須實現軍用航發的自主保障。現階段的幾乎所有先進航空武器裝備,從戰鬥機到轟炸機到運輸機到特種飛機,都翹首以待國產高性能航空發動機。
  2. 為實現民用航空強國的夢想,必須加快填補商用渦扇發動機的空白。
  3. 所有具有市場前景的航空發動機品種都需要提高性能,提高產能,控制成本,發展成為有市場競爭力的優質產品。
  4. 在科學技術飛速發展的今天,既要在傳統樣式的發動機方面迎頭追趕,又要開展新概念、新原理、新能源、新樣式航空發動機技術研究和開發,在影響未來的前沿技術領域取得更多的突破與進步。


殲-20戰鬥機



殲轟-7轟炸機



運-20運輸機


從中央到社會各界共同承擔的職責


中國航空發動機的未來,需要從中央到社會各界共同努力,才能共同開創。


國家層面


航空發動機事業需要國家高層的傾心與全力推動,而不是只交給AECC一個工業企業,任由AECC去唱獨角戲。想當年,國家為了兩彈一星,從全國調兵遣將,在物資和條件上給予絕對保障。如果我們今天能以這樣的舉國體制、非常手段,由中央領導帶領數萬大軍攻關拔寨,何愁航發的面貌不改?有人講,現在是市場經濟,應該是公司行為。在一般意義上,是這樣,但在涉及國家核心技術和核心能力方面,必須體現國家意志,必須集全國之力攻關破難。美歐等航空先進國家和地區,從來都是在國家支持下,才有今天的,而且至今還在全力支持。


中央政府已經明確提出十三五期間航發戰線的任務。20161124日,工業與信息化部部長苗圩在全國工業和信息化科技創新大會上說,十三五期間,我國將推動大型客機發動機、先進直升機發動機、重型燃氣輪機等產品研製,初步建立航空發動機及燃氣輪機自主創新的基礎研究、技術與產品研發和產業體系。



圖源自中國航空報


為落實這些要求,AECC應梳理影響發動機生產與研發的三大清單,即重大問題清單,配套缺項清單,關鍵技術清單,由工信部或兩機專項領導機構向全國發布,組織全國大會戰。


集團層面


中國航發集團的領導人已多次表示,中國航發將探索形成小核心、大協作、專業化、開放式的一種研發生產體系,真正走出一條從基礎研究到關鍵技術突破,再到戰略性航空發動機產品研製的自主創新的發展道路,同時也帶動我國科學技術和工業技術水平的提升。


應圍繞上述四個方面的使命(軍發、民發、產能與質量提升、創新發展),逐項制定路線圖,務求措施落地。應著力建立科技能力體系,提高識別與獲取先進適用技術的能力,做中國航發領域的DARPA。用前所未有的緊迫感壯大科技隊伍,培養和推出新一代航發科技領軍人物。


社會層面


航空發動機事業需要全社會的關切,這不僅是責任問題,也是現實需要。多一些親身參與,少一點坐而論道;多一些出謀劃策,少一點批評指責,有錢出錢,有力出力,有人出人,是AECC的福音,也是中國航空發動機事業的福音。在軍民深度融合的大旗下,用戰略思維,組織和集結社會力量,加入中國航空發動機事業。在開展零部件加工、初始材料製備、關鍵設備設施研製等的同時,向關鍵工序和關重件攻關、關鍵技術突破,以致整機研製、國際合作等方面擴展。


在中國航發的發展上升為堅定的國家意志時,中國航發的春天就正一步步向我們走來。為了中國航發的春天,讓我們擼起袖子加油干!



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航空知識

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