腾讯新闻:中国为何如此高调宣布这则消息,关键发动机技术已经开始变道超车

2019-06-04 08:24 来源:腾讯新闻 浏览:368

中国为何如此高调宣布这则消息,关键发动机技术已经开始变道超车

小鹰说科技2019-06-04 07:19:1799评

近日,在华为公司创始人任正非先生与我国众多权威媒体进行的的记者访谈中,在讨论我国的科研实力时,提到我国已故科学家吴仲华院士早期提出的三元流理论与方法被英国罗罗公司6、70年代研制的斯贝涡扇发动机所采用,为其研制成功做出了重大贡献,该发动机的军用加力型号还返销到中国,最终定型为涡扇-9秦岭发动机,为我国的国防工业做出了重大贡献。据称到目前为止,三元流理论与方法到现在至少已发展了三代,国外先进涡扇发动机叶片上均应用了吴先生的三元流理论。任正非先生还语重心长的说,“我们为什么不借着吴仲华的研究,一步步深入,在喷气发动机上进行理论突破呢?”

实际上,在北京航空航天大学,确实有这么一个老科学家,和任正非先生所说的那样,不断的在航空喷气发动机上进行理论突破,而且还成功的实现了与我国实际科研生产相结合,做出了一系列重大贡献,那就是我国知名航空发动机专家——北京航空航天大学任教的陈懋章院士。陈懋章院士是我国航空发动机领域的知名专家,现担任“航空发动机燃气轮机两机专项”基础研究论证组组长,长期从事叶轮机械的流动机理研究,主持和参与了多项航空发动机预研和型号的研制及改进工作,在粘性流体力学理论研究及叶轮机械三维理论研究方面取得了多项成果,并培养了博士和博士后数十名,曾先后多次荣获国家级科技奖励。2013年,为表彰陈懋章院士在中国航空发动机方面的突出贡献,中航工业授予陈懋章院士“航空报国金奖”一等奖。

航空发动机压气机内部复杂流动的测量是世界性的难题,陈懋章率领的研发团队在20世纪90年代初研制成功的低速大尺寸压气机实验装置和转子流场动态测量技术为我国深入开展压气机内部流动机理研究,验证新理论新方法创造了理想的试验手段,在多种航空发动机型号的压气机研制中发挥了突出作用。该技术1993年获得国家科技进步一等奖。独立军事观察家根据国内外公开资料推测,我国的涡喷14“昆仑“发动机推力增大型的压气机改进,涡扇10“太行“发动机的压气机/风扇与引进核心机的成功匹配,均与此功不可没。

涡喷13军用发动机曾经是我国产量最高,性能最好的军用涡喷发动机,被广泛应用于歼7,歼8等自研多型号战斗机中,然而随着涡喷13发动机性能的不断提升,进气环境和飞机进气道匹配已变得十分苛刻,经常会出现发动机空中熄火停机等故障,而该发动机的原型机的压气机处理机匣在国外是号称绝对不会出现喘振现象的,该发动机的生产厂家对此故障现象一筹莫展,该故障一度严重影响了我军新型战斗机的作战能力生成。陈懋章院士急部队之所急,大胆创新,研制出了一种带弯扭扰流片的压气机处理机匣新技术,并已成功应用于多型现役发动机,并配装于多型主战飞机上,完全消除了发动机空中熄火停机等故障,对促进我国发动机型号发展具有重要意义和实用价值。

该技术为国际首创,并荣获1999年获国家技术发明二等奖。法国的赛峰集团公司在得知这一技术后,多次请求与中方合作,共同继续研发这种抗喘振压气机机匣技术,实现了对发达国家的航空发动机技术输出。大小叶片轴流压气机技术更是陈懋章院士的得意之作,该技术突破了常规压气机的结构形式及其性能极限,各项性能指标均衡提高,达到了国际现役新一代发动机压气机的先进水平。据称,做为核心指标的压气机增压比,比国际现役最先进飞机——美国“猛禽”F22的发动机F119-PW-100的压气机高出15%,标志着我国轴流压气机的核心技术已达国际一流水平。该技术可为我国研制下一代高推重比发动机提供有效的技术支持。该技术2011年获国家技术发明二等奖。

其第一代产品已公开应用于直8直升机的涡轴6发动机改进上,在发动机功率大幅增加15%的基础上,发动机油耗反而还有所减少。军事观察家根据国内外公开资料推测,其第二代产品也已应用于太行发动机和下一代涡扇15发动机的改进上,并已取得了重大进展,成功完成压气机试车。该技术目前全世界还未有具体型号应用的报道,法国的某著名直升机发动机公司更是对此反应强烈,多次点名要求与陈懋章院士进行技术合作。经过多方面的考虑之后,陈懋章院士婉拒了对方的请求,决定还是首先与国内厂家进行技术合作,提高我国航空发动机的技术水平。

对转涡轮设计技术也是航空发动机研制的一个热点,该技术对减少航空发动机重量和长度对于航空发动机而言具有重要的意义,美国的F22战斗机发动机F119-PW-100就采用了对转涡轮技术,为超音速巡航提供了有效保障。陈懋章院士团队通过大量的研究,发展了对转涡轮内部流动组织方法,并形成对转涡轮气动设计技术,使得涡轮气动负荷明显提升,长度缩短,重量大幅度减轻,为四代机及未来更先进飞行器发动机涡轮的研制提供强有力的技术支撑。高超声速强预冷航空发动机技术是当今航空发动机技术的重大突破,英国发动机公司研制的“协同吸气式火箭发动机”(Synergistic Air- Breathing Rocket Engine, SABRE,简称“佩刀”)就采用了该技术,号称将改变航空发动机领域的“游戏规则(Game Change)”。

北航陈懋章院士的航空发动机气动热力国家实验室团队高度重视这一技术,认为将改变整个航空发动机的面貌,有望成为未来最适用的高超声速动力技术。该实验室团队通过与四川某涡轮院进行技术合作,围绕高超声速飞行器动力的需求,开展新型强预冷航空发动机技术研究。提出了以最小熵增为优化目标的闭式循环系统设计原理并建立了双燃料预冷高超声速热力循环系统,实现了大幅度降低循环复杂度同时具有高比冲的突出效果;突破了紧凑快速强换热器设计方法,发展了高温合金阵列微细管低熔蚀钎焊工艺技术,试验证明该紧凑快速强换热器处于国内领先、国际一流水平;在国内首次研制了适用于强预冷发动机的毛细管式紧凑快速强换热器原理样机,并即将进行发动机试车。

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