航信军工创始人迟少宇 国内航空发动机产业现状分析
整体看航空发动机技术,我国与世界顶尖技术相比落后了二三十年时间。从中国人和美国人对战斗机及航空发动机的划代来评价,美国已发展到以F22战斗机采用的F119发动机为代表的第四代,并在20世纪90年代就列装部队了。我国则初步解决了三代机发动机问题,可以研发二代机、三代机的航空发动机,但在四代机和下一代发动机的研发上还存在较大困难。民用航空发动机方面,我国只是刚刚起步。虽然我国研发了大型客机C919,但发动机只能是采用美国和欧洲的。而且,我国首批装备的大型军用运输机采用的也是俄罗斯的发动机。

目前,新飞机研制,航空发动机拖后腿,自主研发的发动机在进度上跟不上,这种情况被称为“空心化”、“心脏病”。新飞机没有“中国心”很危险,受制于人,竞争力弱。因为大型客机要拿到国际市场上竞争,有关的噪声、安全性、耗油率都必须达到国际上先进水平,否则没有人买。而军用飞机是要面对面对抗的,性能和综合效能不能差很多,落后就要挨打。

世界主流战机涡扇发动机性能数据比较图

世界主流涡扇发动机推重比排行图

由于新型先进航空发动机性能要求越来越高,涡轮前燃气温度往1800°C以上发展,给高速旋转的高温涡轮部件设计带来很大挑战。同时,推重比往10以上发展,要求结构重量很轻,进而要求增压装置级数减少、单级增压比提高等等。为此,需大量采用新结构、新材料、新工艺,研制难度很大,我国在航空发动机设计、材料、工艺和试验等各方面都存在问题或不足,基础条件和技术储备不够,先进航空发动机的自主研发体系还没有完全建立起来。自主创新发展航空发动机,重点是加强基础研究和提高质量与可靠性。

虽然有关内容国外发达国家已经做好或积累了很多,但不会提供给我们,花钱也买不来关键的数据和设计软件,这是核心能力,只能靠自己实验摸索,并最终自主研发软件,建立我国的研发软件体系。军队的科研人员,从用户角度特别强调航空发动机的质量和可靠性,可靠性问题成为我国航空发动机的短板,因此,航空发动机的研发理念应该是“质量、先进、适用”,质量应排在第一位。

目前形势虽然还是很严峻,但我国数十年的持续投入和研究已经有所回报了。综合来说,目前地球上能够自行研制、生产并装机服役的小涵道比大推力军用涡扇发动机的国家,一共就三个,美国、俄罗斯、中国。剩下所有国家都不具备这项技术,尽管英法两国也拥有先进航空发动机技术,但他们也只有小涵道比中等推力军用发动机,没有大推力的。另外中国航空发动机发展已经进入快车道,一系列新型发动机项目进入关键攻关阶段。已经成熟的涡扇-10太行发动机交付了400台以上,其改进型涡扇-10B型发动机于2015年首飞。我们为运-20准备了D-30、涡扇-18和涡扇-20三种发动机。长江-1000A发动机将于2016年首飞;空天发动机将于2016年首飞;推比达到9以上的新一代中推发动机获得立项研制;推比为10一级的涡扇-15发动机于2014年完成验证机,目前正在上机试飞。

涡扇-15发动机

涡扇-18发动机

为新一代远程隐身无人机、无人隐身攻击机、长航时无人机和有人驾驶远程隐身轰炸机研制的新型系列无加力发动机已经进入攻坚阶段。功重比1200千瓦级、1500千瓦级、2000千瓦级和5000千瓦级的WZ-9改、WZ-16、WZ-10和WZ-20四款重点涡轴发动机项目进展顺利。下一代先进涡轴发动机、下一代先进中等推力发动机和推比15一级的第五代大推力发动机正在进行探索。

未来几年内我国无论军民领域内,航空发动机的需求都急剧膨胀,在军机领域我国逐步淘汰二、三代机,以四代机为主体,五代机也将批量服役。军机换代逐渐进入高峰。四、五代先进战机,大型运输机等各类机型将陆续大批量交付,未来20年国内军用航空发动机需求近452.1亿美元。

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