解读:航空发动机——当今世界上最复杂的工程系统
中国航发的专家说,这是当今世界上最复杂的、多学科集成的工程机械系统之一,涉及气动热力学、燃烧学、传热学、结构力学、控制理论等众多领域,需要在高温、高压、高转速和高载荷的严酷条件下工作,并满足推力/功率大、重量轻、可靠性高、安全性好、寿命长、油耗低、噪声小、排污少等众多十分苛刻而又互相矛盾的要求。
举个例子,发动机燃烧室及涡轮处的温度能达到1600-1700℃,加力燃烧室内温度高达1800-1900℃,而目前高温合金材料耐受的最高温度仅为1100℃。这就必须在发动机中采用复杂的冷却系统,设置迷宫一样的冷却通道、成千上万个引入冷气的细微小孔。
据统计,全新研制一型跨代航空发动机,一般需要二十几年,比全新研制同一代飞机时间长一倍。国外第四代战斗机发动机部件技术研究始于20世纪70年代初,到2005年12月投入使用,具备初始作战能力,周期长达30年。
专家表示,之所以研制周期长,资金投入大,是因为航空发动机不仅是设计和制造出来的,也是试验和试飞出来的。即使是技术最先进的国家,其当前技术水平也不足以完全通过设计分析预测结果。只有经过设计-制造-试验-修改设计-再制造-再试验的反复摸索和迭代过程,才可能完全达到技术指标的要求。
航空发动机概念
航空发动机(aero-engine)为航空器提供飞行所需动力的发动机。主要有三种类型:活塞式航空发动机,燃气涡轮发动机,冲压发动机。
航空发动机是一种高度复杂和精密的热力机械,为航空器提供飞行所需动力的发动机。作为飞机的心脏,被誉为“工业之花”,它直接影响飞机的性能、可靠性及经济性,是一个国家科技、工业和国防实力的重要体现。目前,世界上能够独立研制高性能航空发动机的国家只有美国、俄罗斯、英国、法国等少数几个国家,技术门槛很高。
国防科工局局长许达哲近日表示,要结合“国防科技工业2025”和国防科技工业军民融合“十三五”规划的编制,推动我国装备升级。在“中国制造2025”战略的推动下,各行业都在积极承接并制定本行业规划。此次国防科工局表态,首次确认了军工领域正在编制“国防科技工业2025”。