【編者按】當(dāng)前正勒,我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展建設(shè)迎來(lái)重大機(jī)遇,黨中央、國(guó)務(wù)院從富國(guó)強(qiáng)軍戰(zhàn)略高度绣峰,作出了組建中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán)公司等重大戰(zhàn)略決策,開(kāi)啟了我國(guó)自主研發(fā)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的新篇章海拾。
資料圖:航空發(fā)動(dòng)機(jī)零部件極多掩软,而且注重耐用性,同時(shí)還要考慮燃油效率和推力變化等眾多這些與飛行息息相關(guān)的瑣碎復(fù)雜問(wèn)題眉脖。
資料圖:液體燃料發(fā)動(dòng)機(jī)算是火箭發(fā)動(dòng)機(jī)中比較復(fù)雜的侮夸,但是由于工作時(shí)間要求短,零部件少,推力變化需求低揍庄,其實(shí)研制難度并不比航空發(fā)動(dòng)機(jī)高咆蒿。
要點(diǎn)提示
當(dāng)前,我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展建設(shè)迎來(lái)重大機(jī)遇币绩,黨中央蜡秽、國(guó)務(wù)院從富國(guó)強(qiáng)軍戰(zhàn)略高度,作出了組建中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)集團(tuán)公司等重大戰(zhàn)略決策缆镣,開(kāi)啟了我國(guó)自主研發(fā)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的新篇章芽突。
人類(lèi)在航空領(lǐng)域中所取得的每一次重大的革命性進(jìn)展,無(wú)不與航空發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)突破和進(jìn)步密切相關(guān)董瞻。隨著現(xiàn)代戰(zhàn)爭(zhēng)樣式的變革寞蚌,航空武器裝備已成為奪取制空權(quán)、影響戰(zhàn)爭(zhēng)進(jìn)程的關(guān)鍵裝備钠糊,航空發(fā)動(dòng)機(jī)作為戰(zhàn)機(jī)實(shí)現(xiàn)戰(zhàn)術(shù)性能挟秤、發(fā)揮作戰(zhàn)效能的基礎(chǔ),也成為決定戰(zhàn)爭(zhēng)勝負(fù)的重要因素抄伍。
航空發(fā)動(dòng)機(jī)的前世今生
1903年美國(guó)萊特兄弟實(shí)現(xiàn)了人類(lèi)歷史上第一次有動(dòng)力艘刚、可操縱的載人飛行,標(biāo)志著飛機(jī)的誕生截珍,這也可以認(rèn)為是航空發(fā)動(dòng)機(jī)的誕生日悲尝。距此約100年前,“航空之父”英國(guó)學(xué)者喬治·凱利就建立了飛機(jī)的飛行原理和結(jié)構(gòu)布局惰疯,之后人類(lèi)進(jìn)行了大量的飛行探索吐梗,但由于沒(méi)有合適的發(fā)動(dòng)機(jī)只能望“天”興嘆,直到萊特兄弟制造出了性能好蔫横、重量輕的發(fā)動(dòng)機(jī)才實(shí)現(xiàn)了有動(dòng)力載人飛行桐赠。
航空發(fā)動(dòng)機(jī)自誕生以來(lái)得到了長(zhǎng)足發(fā)展,尤其是上世紀(jì)30年代末渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)明刊濒,將人類(lèi)帶進(jìn)了噴氣式飛行時(shí)代涌粱,上世紀(jì)50年代誕生的加力式渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)又使人類(lèi)進(jìn)入超聲速飛行時(shí)代。
渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)可稱(chēng)為上世紀(jì)最神奇闲窃、偉大的發(fā)明之一雹税。從外表看,它就是一個(gè)兩端開(kāi)口的圓筒骇诈,內(nèi)部安裝有十幾級(jí)風(fēng)扇、壓氣機(jī)额前、渦輪浊洞,以及傳動(dòng)軸、主燃燒室、加力燃燒室和噴管法希,數(shù)萬(wàn)個(gè)零部件枷餐。但就是這樣一個(gè)直徑約1米、長(zhǎng)度4~5米的圓筒能夠持續(xù)不斷地產(chǎn)生上萬(wàn)公斤苫亦、相當(dāng)于自身重量8~10倍的推力毛肋,這就是它的神奇之處。渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)在全世界得到廣泛應(yīng)用屋剑,將人類(lèi)帶進(jìn)噴氣式飛行時(shí)代润匙,對(duì)世界政治、經(jīng)濟(jì)唉匾、軍事以及人類(lèi)生活產(chǎn)生巨大變革孕讳。
現(xiàn)代工業(yè)“皇冠上的明珠”
航空發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,而且要長(zhǎng)期反復(fù)使用巍膘,可靠性厂财、耐久性要求高,是世界上公認(rèn)的技術(shù)水平高修鲤、核心技術(shù)門(mén)檻嚴(yán)格穴眨、整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜的工業(yè)產(chǎn)品,號(hào)稱(chēng)現(xiàn)代工業(yè)“皇冠上的明珠”乓记。美國(guó)《國(guó)家關(guān)鍵技術(shù)計(jì)劃》中將航空發(fā)動(dòng)機(jī)描述為“是一個(gè)技術(shù)精的領(lǐng)域料悟,它需要國(guó)家充分保護(hù)并利用該領(lǐng)域的成果,需要長(zhǎng)期數(shù)據(jù)和經(jīng)驗(yàn)的積累汪具,以及國(guó)家大量的投資……”
航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)十分復(fù)雜率敞,即使在工業(yè)基礎(chǔ)雄厚、科技實(shí)力領(lǐng)先的美國(guó)滞逼,研發(fā)一款先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)灯狠,也需要十幾年甚至二十幾年的時(shí)間,例如F-22戰(zhàn)斗機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)泄肆,從1983年開(kāi)始驗(yàn)證機(jī)研制黔晶,到2005年形成作戰(zhàn)能力,研制周期長(zhǎng)達(dá)22年鹤协。與典型的高科技產(chǎn)品航天火箭發(fā)動(dòng)機(jī)相比椎沟,航空發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜,部件工作負(fù)荷更為嚴(yán)酷味滞,并且要求長(zhǎng)壽命樱蛤、多次重復(fù)使用。
由于上述差異性剑鞍,世界公認(rèn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)比航天火箭發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)更復(fù)雜昨凡,研發(fā)難度更大。目前世界上能夠獨(dú)立研制航天運(yùn)載火箭并能夠發(fā)射衛(wèi)星上天的國(guó)家至少有十個(gè)以上,除美便脊、俄蚂四、歐盟、中國(guó)之外哪痰,日本遂赠、印度、以色列晌杰、伊朗等國(guó)家都能夠?qū)崿F(xiàn)跷睦,而能夠獨(dú)立研制先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的國(guó)家只有美、俄乎莉、英送讲、法、中國(guó)等極少數(shù)國(guó)家炒圈。
影響戰(zhàn)爭(zhēng)勝負(fù)的重要砝碼
自第二次世界大戰(zhàn)以來(lái)署咸,飛機(jī)能力的每一次突破幾乎都可以追蹤到推進(jìn)技術(shù)的進(jìn)步。上世紀(jì)50年代蚕顷,加力式渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)誕生铜乱,使飛機(jī)突破“音障”,實(shí)現(xiàn)了超聲速飛行峰辣,超聲速戰(zhàn)斗機(jī)也應(yīng)運(yùn)而生馏舰。70年代初,推重比為8一級(jí)的軍用渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)促使以F-15拓坠、蘇-27為代表的第三代超聲速戰(zhàn)斗機(jī)誕生便浮,這一代戰(zhàn)斗機(jī)以高機(jī)動(dòng)性、敏捷性和良好的操縱性著稱(chēng)赎遗,至今仍活躍在世界軍事舞臺(tái)上尤痒。本世紀(jì)初,推重比為10一級(jí)的先進(jìn)渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)峰孝,推動(dòng)著以F-22為代表的第四代戰(zhàn)斗機(jī)投入使用悔叽,成為當(dāng)今世界最先進(jìn)的戰(zhàn)斗機(jī),引領(lǐng)著世界軍事裝備的發(fā)展前沿爵嗅。
上世紀(jì)末到本世紀(jì)初爆發(fā)的幾場(chǎng)局部戰(zhàn)爭(zhēng)中娇澎,飛機(jī)投入的數(shù)量和出動(dòng)架次都非常之高,空中打擊的持續(xù)時(shí)間也遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)地面戰(zhàn)斗時(shí)間睹晒。在1991年的海灣戰(zhàn)爭(zhēng)中趟庄,共投入飛機(jī)1800多架,飛機(jī)出動(dòng)11萬(wàn)多架次伪很,空中打擊時(shí)間持續(xù)38天岔激,地面戰(zhàn)斗時(shí)間僅持續(xù)4天勒极。正如美國(guó)參謀長(zhǎng)聯(lián)席會(huì)議曾指出:“必須保持空中優(yōu)勢(shì)才能以較小的戰(zhàn)場(chǎng)傷亡獲取勝利是掰,保持空中優(yōu)勢(shì)需要借助高性能航空平臺(tái)虑鼎,而航空平臺(tái)成功的關(guān)鍵是推進(jìn)系統(tǒng)〖矗”
航空動(dòng)力技術(shù)加速發(fā)展
航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)是世界航空強(qiáng)國(guó)優(yōu)先發(fā)展炫彩、高度壟斷的關(guān)鍵技術(shù)。美國(guó)從上世紀(jì)80年代以來(lái)絮短,一直將航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)列入國(guó)家高科技戰(zhàn)略性領(lǐng)域江兢。為保持在航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域的長(zhǎng)期領(lǐng)先優(yōu)勢(shì),航空強(qiáng)國(guó)歷來(lái)將其作為嚴(yán)密封鎖的高科技尖端技術(shù)饶饿,其核心技術(shù)嚴(yán)禁向國(guó)外轉(zhuǎn)讓?zhuān)踔猎谖鞣絿?guó)家之間也不例外昙激。
進(jìn)入21世紀(jì),航空動(dòng)力技術(shù)呈現(xiàn)加速發(fā)展態(tài)勢(shì)湘涉。航空發(fā)動(dòng)機(jī)繼續(xù)向性能更優(yōu)赤猾、可靠性更高、經(jīng)濟(jì)性更好的方向發(fā)展若棒。為了保持空中優(yōu)勢(shì)照渴,美國(guó)把軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)先對(duì)手20年以上作為其發(fā)展目標(biāo)。從上世紀(jì)80年代末開(kāi)始實(shí)施了“綜合高性能渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)”計(jì)劃的唆,到2005年使航空推進(jìn)系統(tǒng)的技術(shù)能力翻了一番肩降。從2006年開(kāi)始實(shí)施了“多用途經(jīng)濟(jì)可承受的先進(jìn)渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)”計(jì)劃,目標(biāo)是到2017年使航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的能力與壽命期成本之比達(dá)到當(dāng)前水平的10倍求瞎。
當(dāng)前屁样,航空強(qiáng)國(guó)在大力推進(jìn)航空渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)高速發(fā)展的同時(shí),正在積極探索超燃沖壓睦作、脈沖爆震我衬、超微型、太陽(yáng)能备畦、燃料電池等新概念低飒、新能源航空動(dòng)力技術(shù),并已取得重大進(jìn)展懂盐。尤其是正在加快應(yīng)用于高超聲速平臺(tái)的渦輪/沖壓組合發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)鍵技術(shù)研究褥赊、系統(tǒng)集成與飛行驗(yàn)證,已經(jīng)取得顯著進(jìn)展莉恼,正在開(kāi)發(fā)可水平起降拌喉、重復(fù)使用、快速全球到達(dá)俐银、可進(jìn)入臨近空間的空天飛行器尿背,力求盡快邁入空天融合的新時(shí)代端仰。
這些新型航空動(dòng)力技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用將更加豐富航空裝備的類(lèi)型,加快高超聲速飛行器田藐、超長(zhǎng)航時(shí)飛行器荔烧、空天往返飛行器、超微型無(wú)人機(jī)等一批新型裝備的誕生娜振。
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