干慶輝 航空概論.pptx

航空概論中美航空發(fā)動(dòng)機(jī)現(xiàn)狀比較，名稱：建慶輝學(xué)號(hào)：132746班：713321，2011年4月在一次談話中，中國(guó)航空工業(yè)公司(中國(guó)航空工業(yè))總經(jīng)理林柱明表示，盡管中國(guó)航空產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展，在尖端噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)制造領(lǐng)域仍存在很大差距。中國(guó)航空業(yè)為了縮小差距，將優(yōu)先開(kāi)發(fā)航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究，在未來(lái)5年內(nèi)投資100億元(15.3億美元)開(kāi)發(fā)尖端航空發(fā)動(dòng)機(jī)。中國(guó)渦扇-10“太行山”渦扇引擎及其增強(qiáng)的性能指標(biāo)與美國(guó)普惠F100和通用電氣F110類似，后者是目前美軍F-15和F-16戰(zhàn)斗機(jī)的動(dòng)力。據(jù)媒體報(bào)道，2010年11月，推力27500磅(約125公斤)的渦流風(fēng)扇10“太行”引擎將已投入批量生產(chǎn)，用于裝備殲滅11B。盡管如此，中國(guó)航空業(yè)界在擴(kuò)大turbo fan-10批量生產(chǎn)過(guò)程中存在質(zhì)量穩(wěn)定性控制問(wèn)題，仍然有證據(jù)表明，由于發(fā)動(dòng)機(jī)可靠性不足，中國(guó)戰(zhàn)斗機(jī)嚴(yán)重依賴俄羅斯進(jìn)口引擎，泰航引擎f100，中國(guó)致力于開(kāi)發(fā)國(guó)內(nèi)軍用飛機(jī)裝備用國(guó)內(nèi)高性能航空發(fā)動(dòng)機(jī)的戰(zhàn)略方向已明確，戰(zhàn)略中包括相當(dāng)大的航空技術(shù)課題，只有世界上幾個(gè)大企業(yè)實(shí)際掌握了該技術(shù)。引擎對(duì)飛機(jī)的重要性不亞于心臟，這本身也不足為奇。面對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)和研發(fā)、溫度、壓力、過(guò)載等一系列嚴(yán)重問(wèn)題，只有最先進(jìn)的材料、最合適的加工方法、科學(xué)的設(shè)計(jì)、合理的使用維護(hù)才能解決這些問(wèn)題。近年來(lái)，中國(guó)在材料和制造領(lǐng)域取得了一些進(jìn)展。但是，根據(jù)部件和系統(tǒng)設(shè)計(jì)、集成和可靠性特性制定服務(wù)和使用管理方案等方面仍然存在問(wèn)題。這些方面是優(yōu)化引擎使用性能的關(guān)鍵。飛機(jī)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)、發(fā)動(dòng)機(jī)風(fēng)扇、中美航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的差距令人不安。20世紀(jì)80年代，當(dāng)F-15戰(zhàn)斗機(jī)開(kāi)始安裝推進(jìn)費(fèi)為8的F-110引擎時(shí)，同期中國(guó)仍然掙扎在落后的渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)上，盡管在WS15引擎上取得了巨大成就，我們?nèi)匀槐３种c美國(guó)的差距至少30年。中國(guó)渦輪風(fēng)扇-10“泰行”渦輪風(fēng)扇引擎及其改進(jìn)的性能指標(biāo)與目前美軍的F-15和F-16戰(zhàn)斗機(jī)的動(dòng)力美國(guó)普惠F100和通用電氣F110進(jìn)行了比較?！疤┥啤奔易迦匀皇菤灉?1B的動(dòng)力，可能代替俄羅斯al-31成為殲滅10和15的動(dòng)力。美國(guó)空軍和產(chǎn)業(yè)部門(mén)從1987年開(kāi)始制定綜合高性能渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)開(kāi)發(fā)計(jì)劃，2000年前后基本完成。保持技術(shù)開(kāi)發(fā)的后續(xù)計(jì)劃“通用可持續(xù)性高級(jí)渦輪引擎”由美國(guó)空軍實(shí)驗(yàn)室及其產(chǎn)業(yè)合作伙伴啟動(dòng)，2003年8月，該計(jì)劃授予了通用電子公司，Pratt公司三項(xiàng)集成協(xié)議。這個(gè)計(jì)劃著重于整個(gè)推進(jìn)系統(tǒng)和經(jīng)濟(jì)性。鎖定的目標(biāo)是在12年內(nèi)將引擎的性價(jià)比提高10倍。自適應(yīng)通用引擎技術(shù)項(xiàng)目是通用公司能負(fù)擔(dān)得起的高級(jí)渦輪引擎計(jì)劃的典型項(xiàng)目。目標(biāo)是開(kāi)發(fā)通過(guò)在飛行包內(nèi)更改風(fēng)扇、核心機(jī)器流量和壓力比優(yōu)化引擎性能的能力。這種自適應(yīng)技術(shù)是將可變周期引擎(VCE)應(yīng)用于引擎，該引擎既滿足高速飛行和低延遲等待時(shí)間，也滿足遠(yuǎn)程永久飛行和經(jīng)濟(jì)要求。F135發(fā)動(dòng)機(jī)地面測(cè)試，美國(guó)下一代發(fā)動(dòng)機(jī)藍(lán)圖宏偉的IHPTET項(xiàng)目，引領(lǐng)80年代至21世紀(jì)初美國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)了10-20的全面飛躍，這值得我們學(xué)習(xí)者思考和反思。我們中國(guó)能從美國(guó)的成功經(jīng)驗(yàn)中得到什么？第一個(gè)是面向未來(lái)的發(fā)展計(jì)劃：IHPTET和VAATE都是20年的三階段發(fā)展計(jì)劃，以當(dāng)前的人類技術(shù)革新準(zhǔn)確把握20年后科技發(fā)展的脈搏，了解20年后下一代發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)需求是非常困難的，反映美國(guó)軍隊(duì)和NASA的美政和長(zhǎng)遠(yuǎn)眼光，不斷尋求突破也是美國(guó)強(qiáng)大的根本原因。F119引擎地面測(cè)試，F(xiàn)119引擎是F-22戰(zhàn)斗機(jī)的動(dòng)力源。到目前為止，我們一直在看它的偉大，但只是90年代的美國(guó)產(chǎn)品。也必須知道，技術(shù)領(lǐng)先企業(yè)沒(méi)有放慢速度，因?yàn)榄h(huán)境保護(hù)等原因，在我們面前設(shè)置了障礙物。美國(guó)從20世紀(jì)50年代開(kāi)始了核心機(jī)器詞典研究計(jì)劃，現(xiàn)在發(fā)展了第七代核心機(jī)，F(xiàn)119的核心機(jī)只是其中的第四代。航空電力產(chǎn)業(yè)的技術(shù)潛力很大。但是美國(guó)政府沒(méi)有解除對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的限制，不僅在我國(guó)，部分核心技術(shù)也從未對(duì)歐洲盟國(guó)實(shí)施過(guò)“禁運(yùn)”。與此同時(shí)，發(fā)達(dá)國(guó)家還實(shí)行了從人力資源方面看不到的封鎖，不僅其他國(guó)家的人進(jìn)入aeroengine核心開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，還限制本國(guó)相關(guān)人才轉(zhuǎn)移到海外，保持著產(chǎn)業(yè)力量。我國(guó)自主開(kāi)發(fā)的太行山發(fā)動(dòng)機(jī)、著名航空電力專家猶太林學(xué)者寫(xiě)道，中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)發(fā)與世界先進(jìn)水平相比，有5點(diǎn)差距：1?；A(chǔ)研究薄弱，技術(shù)儲(chǔ)備不足，測(cè)試設(shè)備不健全；國(guó)家經(jīng)濟(jì)相對(duì)落后，開(kāi)發(fā)資金嚴(yán)重不足。對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)復(fù)雜性和開(kāi)發(fā)規(guī)則的理解不足。4.基礎(chǔ)建設(shè)戰(zhàn)線太長(zhǎng)，攤位太大，力量太大，水平太低，重復(fù)。5.經(jīng)營(yíng)模式相對(duì)落后，缺乏科學(xué)民主的決策機(jī)制和穩(wěn)定、權(quán)威的中長(zhǎng)期發(fā)展計(jì)劃。裝備了秦嶺發(fā)動(dòng)機(jī)，渦輪風(fēng)扇引擎的飛豹戰(zhàn)斗機(jī)，除此之外，還存在以下問(wèn)題。1.在航空發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，不能像錢(qián)學(xué)森學(xué)者一樣學(xué)習(xí)中西大師級(jí)角色。大師級(jí)領(lǐng)導(dǎo)人的作用對(duì)回顧“兩顆炸彈一顆星”的開(kāi)發(fā)過(guò)程至關(guān)重要。2.我國(guó)航空產(chǎn)業(yè)長(zhǎng)期受到俄羅斯的影響，但沒(méi)有正確把握設(shè)計(jì)理念。他們?cè)诮?jīng)濟(jì)不富裕、研究數(shù)量比較少的情況下，利用系統(tǒng)的概念簡(jiǎn)化復(fù)雜的問(wèn)題，利用蘇聯(lián)各生產(chǎn)或研發(fā)部門(mén)提供的性能不太高的部件和材料，整合了主要性能好、綜合技術(shù)水平高的航空發(fā)動(dòng)機(jī)；3.我國(guó)歷來(lái)重視學(xué)術(shù)、輕便的技術(shù)，由于我國(guó)當(dāng)前的教育制度、模式的限制，航空發(fā)動(dòng)機(jī)行業(yè)嚴(yán)重缺乏對(duì)機(jī)械產(chǎn)品的理解能力的設(shè)計(jì)師和技術(shù)工人。Aeroengine行業(yè)的一位廠長(zhǎng)說(shuō)，小時(shí)候很少帶玩具的人很難成長(zhǎng)為“通靈師”的工程師。用F-35戰(zhàn)斗機(jī)的主要?jiǎng)恿-135引擎研究美國(guó)的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和飛機(jī)發(fā)展史，可以發(fā)現(xiàn)新飛機(jī)和新引擎出現(xiàn)之間的關(guān)聯(lián)幾乎可以達(dá)到1。中國(guó)正在積極開(kāi)發(fā)新型戰(zhàn)斗機(jī)，并要求開(kāi)發(fā)新的發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力。對(duì)于中國(guó)正在開(kāi)發(fā)的第五代戰(zhàn)斗機(jī)，俄羅斯自然不愿意出口117S等尖端航空發(fā)動(dòng)機(jī)。低估中國(guó)國(guó)防產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)的實(shí)力是不明智的。預(yù)計(jì)中國(guó)將在2、3年內(nèi)批量制造高性能噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)方面取得突破，但制造穩(wěn)定的頂級(jí)航空發(fā)動(dòng)機(jī)還需要5-10年的時(shí)間。中國(guó)到了這個(gè)階段，將為中國(guó)空軍和海軍空軍的強(qiáng)勁上升做出貢獻(xiàn)。目前中國(guó)需要重點(diǎn)監(jiān)視的領(lǐng)域是可能影響國(guó)產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)性能和使用性能的設(shè)計(jì)能力、工具、制造能力以及系統(tǒng)運(yùn)行和維護(hù)能力。F-120發(fā)動(dòng)機(jī)，美國(guó)人認(rèn)為中國(guó)的發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)發(fā)差距很大，主要是制度問(wèn)題。比技術(shù)問(wèn)題更難解決的是制度問(wèn)題。中國(guó)國(guó)防目前裝備來(lái)源單一的問(wèn)題。中國(guó)產(chǎn)軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)完全來(lái)自中華航空產(chǎn)業(yè)，該集團(tuán)旗下的沈陽(yáng)、西安、貴州等發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)正在進(jìn)行一定程度的競(jìng)爭(zhēng)，但是競(jìng)爭(zhēng)的積極效果并不明顯。如果有適當(dāng)?shù)母?jìng)爭(zhēng)，由于競(jìng)爭(zhēng)壓力，可以生產(chǎn)創(chuàng)新的技術(shù)和低價(jià)的產(chǎn)品，加快開(kāi)發(fā)速度，提高售后服務(wù)水平。中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)與美英等國(guó)家軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)相比，人力規(guī)模仍然不足，但已經(jīng)超過(guò)了俄羅斯和法國(guó)的水平。黎明公司和西安航空峰是中國(guó)航空業(yè)最大的軍用發(fā)動(dòng)機(jī)企業(yè)，人員近2萬(wàn)人。與此相比，普惠、羅、通用電氣航空事業(yè)部的各企業(yè)人力超過(guò)35000人。為了追求軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)自給自足，中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)今后可能會(huì)擴(kuò)大規(guī)模。俄羅斯UMPO目前的全體人員為15000人，計(jì)劃在2010年生產(chǎn)109臺(tái)AL-31和AL-41引擎。General electric airlines業(yè)務(wù)部門(mén)每年可以交付約200臺(tái)高性能渦輪風(fēng)扇引擎，共800臺(tái)軍用引擎和直升機(jī)渦輪軸引擎，并獲得特殊材料進(jìn)行適當(dāng)加工，這對(duì)于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)和確保制造成本競(jìng)爭(zhēng)力至關(guān)重要。日本市川道播種重工業(yè)有限公司航空發(fā)動(dòng)機(jī)工廠經(jīng)理曾說(shuō)，航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件成本的50%來(lái)自材料本身?，F(xiàn)代高性能航空發(fā)動(dòng)機(jī)需要一些高強(qiáng)度高溫材料，包括鈦、鎳、鋁、復(fù)合材料、鎳基和鈷基超耐熱合金。中國(guó)在鈦、鎳、鈷等金屬上的產(chǎn)量很大。從理論上說(shuō)，從資源供應(yīng)來(lái)看，航空發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)沒(méi)有限制，但只是理論上的。中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造商面臨的材料限制不是獲得鎳、鈷和其他金屬等原料，而是最復(fù)雜的問(wèn)題是制造或購(gòu)買(mǎi)可用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的高溫合金材料。在飛機(jī)上使用復(fù)合材料，大規(guī)模生產(chǎn)的全過(guò)程質(zhì)量管理對(duì)于確保噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)在民用燃?xì)廨啓C(jī)渦輪葉片上實(shí)施等離子噴涂工藝的可靠性尤為重要。中國(guó)開(kāi)發(fā)了5代戰(zhàn)斗機(jī)使用的高推力引擎，大量制造和殲滅引信F100同類引擎，在技術(shù)上受到了過(guò)程中的嚴(yán)重挑戰(zhàn)。在技術(shù)方面，中國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪鍛造、渦輪盤(pán)粉末冶金、鈦合金中空零件成型等問(wèn)題仍然很脆弱。這些