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谁有“太行”“秦岭”“昆仑”发动

兵工科技２００６．０６ 　　于建军 　　２００６年４月６日，陕西航空航天馆内，一个庞然大物四周人头攒动。出于好奇心，笔者挤入人群，但 见展板上书有＂‘秦岭’发动机＂字样，原来这就是＂飞豹＂的心脏＂秦岭＂涡扇发动机。 眼前这台发动机长 ５米左右、直径１米左右，除了外部密集的管线，整个发动机前半部被十几级风扇类的叶片所占据，无法想象 ，＂飞豹＂两台这样的发动机是怎么装进去的，真是百闻不如一见。在笔者印象里，中等推力的＂秦岭＂涡扇 发动机这次是首回以实物形态在国内公开亮相。 细心品位之余，笔者不禁联想到前不久我国自行研制成功的＂ 太行＂大推力涡扇发动机。作为＂太行＂的先驱，＂秦岭＂涡扇发动机...全部

  兵工科技２００６．０６ 　　于建军 　　２００６年４月６日，陕西航空航天馆内，一个庞然大物四周人头攒动。出于好奇心，笔者挤入人群，但 见展板上书有＂‘秦岭’发动机＂字样，原来这就是＂飞豹＂的心脏＂秦岭＂涡扇发动机。
  眼前这台发动机长 ５米左右、直径１米左右，除了外部密集的管线，整个发动机前半部被十几级风扇类的叶片所占据，无法想象 ，＂飞豹＂两台这样的发动机是怎么装进去的，真是百闻不如一见。在笔者印象里，中等推力的＂秦岭＂涡扇 发动机这次是首回以实物形态在国内公开亮相。
  细心品位之余，笔者不禁联想到前不久我国自行研制成功的＂ 太行＂大推力涡扇发动机。作为＂太行＂的先驱，＂秦岭＂涡扇发动机是我国引进的英国斯贝发动机的国产化 型号，说到其国产化，这里面还有一段漫长而曲折的历史。
   ◆提高起点—引进斯贝发动机 　　提起我国的航空发动机，周恩来总理曾语重心长地指出：＂飞机的关键在发动机。发动机是‘心脏’，‘ 心脏’不好，问题不解决，何以打仗！＂ 　　不可否认，中国的航空发动机研制是从仿制苏联涡轮喷气发动机开始的。
  １９６１年，经过多方辛勤努力 ，涡喷８发动机实现了绝大部分进口原材料和附件的国产化，加上随后的发动机延寿等工程，中国航空工业在 涡轮喷气发动机国产化基础上积累了大量宝贵经验，正当中国航空工业倾力消化、吸收、改进涡轮喷气发动机 时，天可怜见，国际上更先进、更经济、更稳定的涡轮风扇发动机诞生了，并立即成为世界航空界的主流。
   　　是站在半山腰上看风景，还是登上山顶一览众山小？经过反复权衡，中国航空工业决定向世界航空工业的 顶峰冲击一研制涡轮风扇发动机，其中，涡扇５、涡扇６都于此时上马。然而自身的力量毕竟有限，我国航空 发动机还是出现质量下降、性能落后的问题。
  鉴于此，中国决定从英国引进斯贝军用发动机技术，以尽快提高 我国航空发动机的制造技术和水平。１９７５年１２月１３日，中英双方签订了斯贝发动机技术引进合同。 　　斯贝发动机是英国著名发动机公司罗尔斯．罗伊斯公司在二十世纪六十年代研制并生产的系列涡轮风扇发 动机，其民用型斯贝ＭＫ－５１１用于三叉戟客机，军用型斯贝ＭＫ２０２用于英国购自美国的Ｆ－４＂鬼怪 ＂战斗机。
  因其技术先进可靠，连美国都引进应用了英国的斯贝技术。 ◆部分国产化—＂斯贝会战＂ 　　引进斯贝发动机技术以后，中国航空人便满腔热情地投入到斯贝发动机的试制工作之中。１９７６年，使 用进口原材料进行斯贝发动机试制的工作在西安全面展开，其整机的技术资料达４２万份，工艺装备图纸３万 项。
  试制期间，中央高度重视这项工作，先后派王震副总理三次到工厂视察，关照试制工作。时任航空部副部 长莫文祥又多次带队到工厂蹲点指导，而陕西许多厂科研院所、大专院校进行协作攻关。除使用进口原材料外 ，国家在全国范围内专门安排了金属材料、非金属材料、成品附件和大型锻件的国产化工作，时称＂斯贝会战 ＂。
   　　由于涡扇发动机结构复杂且难加工的材料多，为此，我国引进了国外先进设备７００余台套，自己制造了 ２３台套。又引进了电解加工、电子束焊、精铸、精锻等当时的新工艺、新技术。掌握了金属喷涂、真空热处 理、管子轨迹焊、真空钎焊、数控弯管等１３项具有当时世界先进水平的工艺技术。
  当时，美国人曾这样评价 中国航空工业：＂中国人缺少的并不是制造能力。他们可以十分出色地进行循规制造、手工与机器相结合的生 产和小批生产。但他们所没有掌握的是现代化连续生产流程、精密自动设备技术以及经营管理技术。
  ＂很巧的 是，斯贝发动机的引进恰恰弥补了我们的所缺。 　　在短时间里，因为斯贝发动机的试制，西安航空发动机集团公司（以下简称西航）的生产技术从上世纪五 十年代水平一跃达到七十年代末的国际先进水平。
  经过仅３年多的努力，中国航空人便令人惊诧地装配出了４ 台与英方同等条件的发动机，并于１９７９年试车成功。１９８０年在英国高空试车成功后，中英双方代表签 署了发动机考核成功文件，中国产斯贝发动机诞生了。
   　　美国人当时就此评论说：＂中国人的航空发动机技术至少比西方落后２０年，引进斯贝发动机将使中国在 比较短的时间内前进１０年，中国的独立设计和制造能力将会飞快增长。＂当时，几乎所有人都认为斯贝发动 机国产化研制和批生产都是＂顺理成章＂＂水到渠成＂的事。
  然而天有不测风云，由于种种原因，谁都没想到 斯贝发动机的批生产和国产化进程此后一搁就是１０余年。 　　斗转星移，光阴似箭。１９９８年１１月，第二届中国珠海航展，一架国产新型飞机首次出现在世人面前 ，以其完美的飞行表演震惊了世界，它就是＂飞豹＂歼击轰炸机。
  说到＂飞豹＂，它的出现与中国海军上世纪 七十年代的一场海战密不可分。上世纪七十年代中期，中国在西沙海战中取得了击沉击，伤敌四艘巡逻艇的战 绩，但是也暴露出缺乏海军航空兵空中支援的问题。
  １９７５年，军方强烈要求三机部（航空部的前身）研制 一种中程轰炸机以满足海军未来的作战需求，并希望拥有战斗机兼轰炸机的性能，于是＂飞豹＂应运而生。＂ 飞豹＂是中国上世纪八十年代开始自行研制的中型歼击轰炸机，该机主要装备海军航空兵，用于执行反舰任务 。
  随着＂飞豹＂配装斯贝发动机取得成功，国家再次启动斯贝发动机全面国产化研制项目并将该项目交给了西 航，斯贝发动机的国产化在沉寂了十几年后再次焕发了生机。 ◆全面国产化一第二次＂斯贝会战＂ 　　为了圆满完成国家交给的重要任务，打—个漂亮仗，西航专门成立了斯贝发动机全面国产化工程大会战指 挥部，发出了＂全体总动员、众志成城、无私奉献，坚决打赢斯贝发动机大会战这场攻坚战＂的动员令。
  西航 领导班子和各级干部都明白，斯贝发动机国产化研制是国家交给的一项政治任务，既然开展了＂会战＂，就得 有＂军令＂。因此，西航与下属各分厂业务处签订了确保完成任务的＂军令状＂，各项任务层层分解、落实到 人，最后按＂军令状＂奖惩，这种事在西航来说还是头一遭。
  正是这种勇气与魄力，中国航空人在第二次＂斯 贝会战＂仅仅进行了短短一年零两个月的时间里就创造了奇迹一完成了工艺特别复杂、制造难度特别大的发动 机零部件国产化制造和总装工作，整机国产化率达９９％。
   　　在这种型号的发动机叶片里，有３５级叶片要求必须是无余量精锻制造。＂无余量精锻＂是一项具有国际 水平的关键技术，上世纪七十年代试制时由于国内条件不具备，该叶片由英方提供。国内锻造行业的同仁们提 起这项技术是谁听了谁头疼，找遍全国也没人能干得了这＂无余量精锻＂。
  针对无余量精锻技术难点，西航锻 造厂列出了８０多个攻关课题，并组织专题攻关小组不分昼夜、不分节假日的吃住在车间，展开了历时近半年 时间的艰苦卓绝的攻关。 　　没有前人走过的路可借鉴，什么叫摸着石头过河？中国航空人就是在摸着过去＂有余量锻造＂加工经验的 ＂石头＂，要过＂无余量精锻＂这条从未趟过的＂河＂。
  功夫不负有心人，正是精锻攻关的关键时刻，西航锻 造厂一名车间主任到以色列参观，在只能看不能问的情况下，这名车间主任凭着多年的经验和细心观察，发现 人家在加工某精锻零件时锻锤起落间总要停留几秒钟，他知道这几秒没有任何说明性文字在书面上明文规定过 ，但这几秒停留必有奥妙在其中。
  回国后他立即安排试验，果然将一项精锻零件的产品合格率大幅度提高。 　　为了中国飞机尽快拥有＂中国心＂，中国航空人显示出了极大的奉献精神。精锻叶片攻关期间，一些正值 哺乳期的女职工，抛开刚生下的孩子从早干到晚最后竟累的在工作台上睡着了！一些年轻的技术员为了攻关课 题把床都搬到现场。
  在＂无余量精锻＂攻关最艰难的时候，负责攻关的年轻技术主任申立创在叶片化铣始终不 合格的困难面前，毅然地说：干不出来，我就跳进这化铣槽里去……，历经半年时间，３５级近万片无余量精 锻叶片终于在西航干部职工的努力下一片又一片地让他们＂锻＂了出来，确切的说是硬＂抠＂了出来。
  一年多 来，西航总计完成６０１７项零组件及５５项附件试制，完成并通过评审总公司级热工艺攻关２７项、冷工艺 攻关２３项、厂级攻关１１０项，有８１项新研制材料通过了技术质量评审。除攻克＂无余量精锻＂难关之外 ，他们还攻克了某合金高压涡轮叶片无余量精铸技术难关，在国内航空制造业首次成功采用了钛合金带阻尼凸 台叶片等温锻技术，并仅用４个月时间自行研制成功３３项离心铸件，攻克了许许多多的难题…… 　　短短一年零两个月的时间里，中国航空人在极大的爱国热情和拼搏进取之下，第一台全面国产化斯贝发动 机最终总装成功，创造了中国航空制造史上的奇迹。
   ◆一波三折一某级叶片变形，断裂 　　斯贝发动机全面国产化研制的进展之快出乎许多人的意料。虽然经历了零部件制造的道道难关和种种磨难 ，但＂大会战＂一路奏凯。第一台全面国产化斯贝发动机如期点火起动成功，并在４个月后完成了１５０小时 工艺试车。
   　　说到航空发动机的制造难度，包括中国其他领域的科学家们都纳闷为什么中国人能让卫星上天，能让＂两 弹＂成功爆炸，而倾一国之力却不能在航空发动机研制领域赶超国际先进水平。对此，海军飞机部部长的一番 话也许能从侧面作以解答。
  某年的春天，他在陪同海军司令员视察西航时对将军说：＂西航研制的这种型号发 动机可以说是当今世界上现役发动机里工艺最复杂、制造难度最大的。英国能制造它，一个是人家金属材料过 关，一个是全凭几十年甚至上百年积累的先进的加工经验与技术，再有就是先进的设备来做保证，而我们在这 方面无法和人家比。
  要在这么短的时间、这么困难的条件下完成全面国产化研制，我们真的是很难啊！＂ 　　困难如期而至，在关键的全面国产化斯贝发动机１５０小时持久试车考核中，中国航空人遭到了意外的一 锤重击。
  在第二台全面国产化斯贝发动机试车行将结束，眼看就能举杯欢庆的关键时刻，发动机突然发生了某 级叶片变形、断裂的严重事故，试车被迫停止了。就差几十个小时就成功了，某级叶片为什么会变形、断裂？ 试车台上人们瞪大了熬黑了眼眶的双眼，无语相望，谁都不愿意相信这是现实。
   　　大眼瞪小眼解决不了问题，对此，西航立即召开紧急会议部署了应变措施，更换了故障叶片。随后立即对 发动机零部件和装配质量进行全面检查，认真查找事故原因。试车现场、实验室里，技术人员们默默无声地展 开了通宵达旦的攻关，通过大量的技术资料分析和严谨的科学实验，最后终于发现，某级叶片按原来引进的工 艺加工，容易产生变形和断裂，这一故障英方也曾屡次发生、并颇为头痛，为此，他们已专门对该叶片加工工 艺作了更改，但我们却始终不知道…… ◆＂复检＂一检出成功 　　试车出现严重事故？军方主管此项目的一位部长自己也不相信，当他知道事实不假时，心情沉重地说：＂ 这可是国家投入大量资金必保的重点型号研制任务啊！＂养兵千日，用兵一时。
  斯贝全面国产化发动机决战誓 师大会在西航召开了，中国航空人明白：这是背水—战，只许成功，不许失败。誓师大会后，西航全面开始了 发动机的＂复检＂工作。 　　＂复检＂，这两个简单的中国汉字组合在一起意味着什么，一台发动机有近万个零部件，＂复检＂就是将 每个零件都一遍一遍地重新检查，工作量之大，常人难以想象。
  当＂复检＂工作完成后，又一台总装好的全面 国产化发动机被送上了试车台，在历经半个多月通宵达旦的试车工作后，１５０小时试车时限的最后一秒悄然 到来，那是具有历史意义的一秒。在当晚进行的庆功会上，年过六旬的斯贝发动机全面国产化工程总设计师李 孟珍老泪纵横地说：＂这一段日子，我们真是辗转反侧、思绪万千、夜不能眠，目的就是把试车搞成功。
  现在 ，我宣布斯贝发动机全面国产化鉴定考核试车成功了！＂ ◆斯贝全面国产化发动机通过国家技术鉴定－＂秦岭＂诞生 　　数十年磨一剑。２００２年６月１日，当装配着全面国产化斯贝发动机进行首次飞行的＂飞豹＂落地后， 部队飞行指挥员汇报：经过地面滑行和空中飞行，发动机工作正常，参数稳定，飞机状态良好。
  全面国产化斯 贝发动机装配＂飞豹＂首飞成功是斯贝发动机完成全面国产化的一个里程碑，在此基础上，２００３年７月， 斯见全面国产化发动机通过了国家技术鉴定，并被命名为＂秦岭＂。＂秦岭＂发动机是我国第一台中等推力双 转子混合加力式涡扇发动机，其国产化研制成功填补了我国自主生产加力式涡扇发动机的空白，为我军主战装 备＂飞豹＂提供了源源的动力。
   ◆批生产一＂秦岭＂装配＂飞豹＂驰骋蓝天 　　＂秦岭＂装配＂飞豹＂首飞成功，同时也吹响了＂秦岭＂发动机批生产的冲锋号。为了达到＂秦岭＂发动 机批生产的要求，以装配更多的＂飞豹＂充实我国的国防力量，西航从上到下对生产模式、产品结构等机制、 体制进行了＂大手术＂。
  首先，西航与下属各单位签订只考核军品任务完成情况的＂新机科研责任状＂，实行 ＂岗位绩效工资制＂的分配制度，推行＂公平竞争上岗＂的用人制度，推行＂六西格玛管理＂和＂精益生产＂ 理念。
  此外，西航还千方百计筹措资金启动了批生产急需的试车台、总装厂房、高架库房、精铸厂房、表面处 理厂房等九大技改项目，其力度之大、建设速度之快均为建厂以来之最。 　　国家给中国航空工业下达的重点型号任务的其中一项就是：当年完成研制，当年投入批生产。
  批生产不同 于研制，＂秦岭＂能＂当年完成研制，当年投入批生产＂，这在中国航空发动机制造史上又开了先河。如今， 拥有＂中国心＂的一架又一架＂飞豹＂英姿飒爽的驰骋在祖国的万里蓝天。 “昆仑”系列发动机 作者:idf-2000 发表时间: 2003/04/08 11:27 点击:16427次 修改 精华 删除 置顶 来源 转移 收藏 "昆仑"是我国第一台走完自行设计、试制、试验、试飞全过程的航空发动机，是国内目前最先进的中等推力级的军用涡喷发动机。
  该发动机经过几百项严格的地面考核试验和空中考核试飞后，于2002年7月被国家军工产品定型委员会正式批准设计定型。它的研制成功使我国成为继美、俄、英、法之后世界上第五个能够独立研制航空发动机的国家。
   　　航空发动机是知识密集、 技术密集和资金密集的产品。其研制属于技术高、风险大、周期长和投资多的工程，要研制出可以投入使用的航空发动机，特别是军用航空发动机，没有坚实的技术和经济基础是不可能的。
  目前，世界上真正能独立研制航空发动机的国家只有美国、俄罗斯、英国和法国。 　　 自1956年第一台涡喷-5发动机从沈阳航空发动机厂仿制成功以来，我国的航空发动机行业一直以仿制和改进别国发动机为主，虽然也曾自行研制过几种发动机，但都因种种原因中途夭折了。
   "昆仑"发动机的研制成功标志着我国真正走完了航空发动机自行设计、试制、试验、试飞的全过程。 　　中国航空工业发展的里程碑 　　 "昆仑"发动机是由中国航空工业第一集团公司沈阳发动机设计研究所总设计、沈阳黎明航空发动机集团公司、西安航空发动机（集团）有限公司和贵州红林机械有限公司等34个单位联合研制的涡喷发动机。
  经过几百项严格的地面考核试验和空中考核试飞后，该发动机于2002年7月被国家军工产品定型委员会正式批准设计定型。 　　 "昆仑"发动机是国内目前最先进的中等推力级的军用涡喷发动机，可用于歼7和歼8系列飞机。
  该发动机在性能和寿命方面仍有发展潜力，其发展型还可以满足中国空军对中等偏大推力级涡喷发动机的需求。它的研制成功标志着我国航空发动机从只能测绘仿制、改进改型跨入了自行研制的新阶段，结束了我国长期以来不能自行研制航空发动机的历史，也标志着我国航空发动机设计翻开了自主发展新的一页。
   　　 "昆仑"发动机是沈阳发动机设计研究所全面贯彻国家军用标准《航空涡轮喷气和涡轮风扇发动机通用规范》(GJB241-87)自行研制的第一台具有全部知识产权的中等推力级加力涡喷发动机。"昆仑"发动机的研制成功是中国航空工业发展史上的一个"里程碑"。
   　　新技术的结晶 　　 "昆仑"发动机是完全按照最严格的国家军标研制的，它经过了近乎严酷的地面试验和长时间试飞的考核，具有更好的性能、更高的可靠性、耐久性和发展潜力。 　　 与仿制发动机相比，由于经过了设计、制造、试验、试飞、定型的整个过程，"昆仑"发动机的任何技术细节、设计思路都非常清楚。
   　　 而仿制发动机的过程好像摸着石头过河，存在知其然、不知其所以然的现象。因而一旦出现问题往往还要回头去重新摸清设计思路。而且由于仿制的原型发动机技术已经过时，要提高性能往往遇到基础的限制，很难采用更新的技术。
  为提高发动机性能，有时不得不牺牲发动机结构强度储备和安全寿命储备，使发动机的可靠性受到影响。 　　 "昆仑"发动机的强度和寿命是严格按国家军标要求设计的。其低循环疲劳寿命试验按指标的2倍进行,这使发动机寿命大大高于现役的型号，性能也有大幅提高。
   　　 在指标要求严格、试验设备缺乏、研制经费紧张等不利条件下，所有"昆仑"发动机参研单位历尽艰辛、顽强拼搏，历时10多年，先后攻克了高低压压气机工作不匹配、高压涡轮叶片断裂、振动、高空大M数喘振停车、高空小表速切断加力停车等几十项重大关键技术，排除了地面试验和空中试飞中的上百次故障，按研制任务书、型号规范的规定和空军后追加的试验要求，全面完成了地面考核试验和空中试飞任务，实现设计定型，具备了装备中国空军的条件。
  整个研制中完成了零部件试验603项共数万小时，整机试车数千小时及大量空中试飞，其试验项目之多、范围之广、难度之大，在国内航空发动机研制史上是空前的。 　　 "昆仑"发动机在继承成熟技术的基础上采用了近40项新技术、新材料、新工艺，如现有世界先进发动机都在应用的定向凝固、无余量精铸、复合冷却空心涡轮叶片技术等，这些技术的应用使我国在同等材料水平上有效地提高了涡轮前温度，大大提高了发动机的推力。
   　　 同时，"昆仑"发动机还采用了环形燃烧室、高级陶瓷涂层、数字式防喘系统和状态监控等技术，有效提高了发动机工作稳定性和可靠性，其单位推力和单位迎风面积接近20世纪80年代中期世界先进水平。
   　　满足不同需求的改进改型 　　实践证明，航空发动机的改进改型具有投资少、风险小、研制周期短的特点，它能较快满足客户需求，使制造商在市场竞争中占据有利地位。西方四大发动机制造商都采用这种方法发展航空发动机。
  我国"昆仑"发动机的发展也正在沿用这种方法，并发展了几种改型。 　　 "昆仑"I 是原型机的1号改型机，其性能与原型机相同，为适应飞机要求，对外部机匣、附件和管路做了适应性改进。 　　 "昆仑"Ⅱ是在"昆仑"原型机基础上发展的推力增大型。
  它是在不牺牲发动机的工作可靠性、耐久性和不损失工作裕度的前提下，通过采用先进技术增大发动机的空气流量，提高其部件效率，减少漏气和流体损失，从而大幅度地提高了发动机推力，降低了耗油率。此外，为提高"昆仑"Ⅱ的先进性，拟采用数字式电子调节系统。
   　　 为验证"昆仑"Ⅱ的技术可行性，早在几年前，沈阳黎明航空发动机集团公司和沈阳发动机设计研究所便开展了关键部件和关键技术的试验研究工作，并取得了很大进展。2002年3月，在一台已工作350小时的"昆仑"基础上改装成"昆仑"Ⅱ的验证机。
  该发动机首次装配和试车进展都很顺利，经过6小时36分钟的初步调试，发动机的各项性能就达到或超过了设计指标，试车数据有良好的重复性。 　　 通过试验表明，"昆仑"Ⅱ的性能已达到或超过设计指标，在发动机推力大幅度增加的同时，耗油率大幅度下降，发动机的经济性得到显著改善，在相同载油量的情况下，可增大飞机的航程和作战半径。
  在一台原型机改装的验证机上，首次试车性能便超过设计值，这表明发动机的性能还有一定裕度。"昆仑"Ⅱ仍保留了维护性好、使用总寿命较长和左右发动机可以互换等优点；当飞机对发动机的推力有更大需求时，可以很容易地将现役歼7和歼8飞机的发动机换装成"昆仑"Ⅱ。
   　　 "昆仑" Ⅱ的推重比为7∶1，最大外径882毫米，总长4635毫米。它的主要性能参数见表1。 　　 由"昆仑"派生发展的另一项产品是QD-128中等功率燃气轮机。它具有功率大、效率高、体积小、污染少、工作可靠及价格低等特点，因而既可用于发电或电、热联供，地面输气加压站，也可用作舰船动力。
  它的主要设计性能参数见表2。QD-128具有优良的工作可靠性和长寿命，燃气发生器大修间隔时间不少于6000小时；动力涡轮大修间隔时间为20000小时；动力涡轮总寿命为100000小时；燃气发生器总寿命为40000小时。
   　　 如将"昆仑"Ⅱ的先进部件和先进技术用到QD-128后，该燃机的输出功率和热效率将大大提高， 。收起