我國航空發(fā)動機(jī)設(shè)計(jì)加工材料全都落后

近日有國內(nèi)媒體報(bào)道稱，中國空軍專家喬良在接受采訪時表示，可用于運(yùn)-20大型運(yùn)輸機(jī)的國產(chǎn)發(fā)動機(jī)正在研制中，而且“已接近尾聲”。與此同時，關(guān)于國產(chǎn)發(fā)動機(jī)2013年將實(shí)現(xiàn)“七機(jī)首飛”和“兩機(jī)立項(xiàng)”的消息也引發(fā)廣泛關(guān)注。曾經(jīng)為人詬病的中國航空工業(yè)“心臟病”的問題似乎有望在未來幾年得到緩解。然而，研制先進(jìn)發(fā)動機(jī)并非“畢其功于一役”的事，中國國產(chǎn)航空動力裝置的發(fā)展，還需要多些耐心。

國產(chǎn)發(fā)動機(jī)想打翻身仗

近日，軍事專家、空軍指揮學(xué)院喬良少將在接受媒體采訪時表示，目前，運(yùn)-20安裝了4臺俄羅斯的D-30發(fā)動機(jī)，推力略小。但我國正在研發(fā)的用于運(yùn)-20的國產(chǎn)發(fā)動機(jī)已接近尾聲，而且未來運(yùn)-20的載重量還能再提升10噸左右。這種表態(tài)，似乎暗示中國大飛機(jī)的發(fā)動機(jī)性能要超過D-30很多。而在此之前的2月5日，中航工業(yè)發(fā)動機(jī)2013年度工作會在北京召開。會議透露2012年實(shí)現(xiàn)了“六機(jī)首飛”和“四機(jī)鑒定”，2013年發(fā)動機(jī)公司將力爭實(shí)現(xiàn)“七機(jī)首飛”和“兩機(jī)立項(xiàng)”。

從數(shù)量上看，中國的航空動力產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進(jìn)入了一個大發(fā)展的時期。去年年底，中航工業(yè)公布了國產(chǎn)航空發(fā)動機(jī)追趕世界先進(jìn)水平的“三步走”戰(zhàn)略：*終目標(biāo)是確保和發(fā)達(dá)國家“并駕齊驅(qū)”，而近期目標(biāo)是到2015年左右達(dá)到西方先進(jìn)國家80年代的水平。中航工業(yè)董事長林左鳴則希望用5年時間在“十二五”期間打一個航空發(fā)動機(jī)的翻身仗。

中國軍事專家王亞男25日在接受《環(huán)球時報(bào)》采訪時稱，樂觀估計(jì)，5年之內(nèi)，保守估計(jì)10年之內(nèi)，中國的完全自主知識產(chǎn)權(quán)、具有國際先進(jìn)水平發(fā)動機(jī)將取得重大突破。*重要的一個軍用發(fā)動機(jī)型號“太行”的一比一樣機(jī)，已經(jīng)在珠海航展上亮過相，相信距離量產(chǎn)不會太遠(yuǎn)了。

中國航空發(fā)動機(jī)差距在哪？

“心臟病”的問題，一直是困擾中國航空工業(yè)發(fā)展的瓶頸。目前，中國研制的殲-10、殲-20、殲-31以及“梟龍”，都被廣泛認(rèn)為是使用了俄羅斯的AL-31和RD-93發(fā)動機(jī)。那么中國發(fā)動機(jī)和世界水準(zhǔn)差在哪里？一名中國軍事專家對《環(huán)球時報(bào)》記者說，高性能航空動力裝置研發(fā)有“三難”：設(shè)計(jì)難、加工組裝難、材料難。航空發(fā)動機(jī)的零部件工作在高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速條件下，而且要有幾千小時的工作壽命，達(dá)到很高的可靠性，這對設(shè)計(jì)、加工以及航空材料的要求非常高。中國發(fā)動機(jī)在上述三個領(lǐng)域都落后于世界先進(jìn)水平。由于在相當(dāng)長一段時間內(nèi)認(rèn)識不到位，投入少，中國大多以仿制和授權(quán)生產(chǎn)為主，高性能發(fā)動機(jī)的工程經(jīng)驗(yàn)非常少，發(fā)動機(jī)的研制也是“摸索著來”，在設(shè)計(jì)理論方面就落后于發(fā)達(dá)國家。而在加工制造方面，則受制于整個基礎(chǔ)工業(yè)水平和缺乏高素質(zhì)工人的限制，例如渦輪盤出現(xiàn)零點(diǎn)幾毫米的安裝誤差，發(fā)動機(jī)的性能就會降低10%。在材料方面，目前國產(chǎn)*先進(jìn)“太行”發(fā)動機(jī)仍未使用國外第三代航空動力裝置廣泛使用的單晶渦輪葉片和整體粉末冶金渦輪盤。上述幾方面的差距累計(jì)起來，直接導(dǎo)致了目前發(fā)動機(jī)落后于飛機(jī)型號的局面。

王亞男則認(rèn)為，在這三大難關(guān)之上，還有一個核心問題過去一直困擾中國航空工業(yè)。從建國開始，國產(chǎn)發(fā)動機(jī)很長時間之內(nèi)都沒有按照發(fā)動機(jī)研發(fā)的科學(xué)規(guī)律發(fā)展，而是發(fā)動機(jī)一直在追趕飛機(jī)型號，而一款發(fā)動機(jī)的研制周期要比研制飛機(jī)長得多，所以我們永遠(yuǎn)是疲于奔命。直到世紀(jì)之交時，才開始重視發(fā)動機(jī)的預(yù)先研究和技術(shù)儲備，軍用的“太行”、大飛機(jī)的發(fā)動機(jī)“長江-1000”都得益于這種思想的轉(zhuǎn)變。

很多人一直在糾結(jié)，為什么中國已經(jīng)把衛(wèi)星送上了天，運(yùn)載火箭的可靠性和運(yùn)載能力在國際上也數(shù)得著，為什么高性能的航空發(fā)動機(jī)卻研制不出來？一名中國軍事專家告訴《環(huán)球時報(bào)》記者，先進(jìn)渦扇發(fā)動機(jī)和火箭發(fā)動機(jī)相比，研制難度更大。火箭發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)通常要比渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)更為簡單，而且大多數(shù)情況下是一次性使用，累計(jì)壽命也就幾分鐘。另外，在大眾眼中，評價火箭性能優(yōu)劣的指標(biāo)無非是可靠性、運(yùn)載能力和經(jīng)濟(jì)性，而只做到這幾個指標(biāo)*并不難。這就形成了中國火箭“先進(jìn)”的印象。實(shí)際上，就運(yùn)用的具體技術(shù)而言，中國火箭在世界各國中的地位和航空發(fā)動機(jī)基本持平。中國目前現(xiàn)役的*先進(jìn)的“長征-3號”運(yùn)載火箭采用的液氫液氧發(fā)動機(jī)，與歐洲的“阿里亞娜-5”、日本的H-2A火箭使用的發(fā)動機(jī)，在很多技術(shù)指標(biāo)上都有較大差距。而中國正在研制的“長征-5號”運(yùn)載火箭，國際上同類性能的產(chǎn)品也已出現(xiàn)二三十年了。

學(xué)技術(shù)，更要學(xué)理念