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中航专家坦承:太行发动机还落后世界先进水平30年

时间:2019/1/25 10:29:02 点击:

  核心提示:   AL-31F发动机家族的一个核心设计缺陷问题:容易出现轴承润滑失效,导致转子最终抱轴卡死,熄火停车丧失动力。   航空发动机中的主轴承,在极限状态下的工作环境极为恶劣;承受的载荷重达数吨,最高转...

  AL-31F发动机家族的一个核心设计缺陷问题:容易出现轴承润滑失效,导致转子最终抱轴卡死,熄火停车丧失动力。

  航空发动机中的主轴承,在极限状态下的工作环境极为恶劣;承受的载荷重达数吨,最高转速接近15000转/分,最高温度可以达到260度甚至更高。这种状态下不只是冷却和润滑,其它因素也非常容易导致轴承失效;保证它的可靠工作,一直是发动机可靠性设计的重中之重。

  在近年公开出版的《中航工业首席专家技术丛书——航空发动机机械系统常见故障》中,就披露了太行发动机的不少具体故障,其中就包括了轴承的破损等一系列问题。不过具体的技术原因,并不是笔者今天要谈的内容;《首席专家技术丛书》这样的新一代国产理论专著本身所反应的国家航空科研工业能力进步,才是笔者要谈的。

  新中国的工业体系由苏联援建而成,主要定位于生产,先天在自主科研和设计上就比较孱弱;研发设计和生产的比重、投入不匹配,联系也弱——现在国内依然很主流的厂(生产)/所(研究设计)分离体制,就是这种历史背景下的产物。这种制度在相当大程度上学习了苏联,而苏联形成类似制度的原因也是类似的——它的大量基础技术也是从欧美转移而来,尤其是在二战结束以前。

  前三十年的历史因素,包括科研工业体系从百废待兴中起步,国内持续的动荡,与国外学术交流的封闭,都使得国内在科研的源头上就异常软弱:

  科研人员的理论基础浅薄,知识体系过时落后,思维保守死板。研究设计与生产分离,导致研发和使用中暴露出来的缺陷、故障,其分析总结过程总是变成各方的扯皮内耗——所谓设计本身是一流的,但材料和工艺太差云云,就是这类现象的典型体现。

  这又使各种缺陷和故障的改进、修复过程中积累下来的经验,难以被系统的、大范围的归纳和挖掘;将各种经过实际验证有效的措施整合成更高级的、能有效指引未来新型号具体工程设计的相关规范;更不要提从中进一步进行详细的深入研究,补充和推动发动机的基础设计理论发展。

  拿同样是90年代初、中期出版,生产领域的《航空制造工程手册》与研究设计领域的《飞机气动布局设计》相比;前者虽然记载的内容比较落后,但是全书内容结构协调完整、行文逻辑严密、与实际生产联系紧密,一看就是真正自己掌握的东西。

  《飞机气动布局设计》实际上是对AIAA等欧美60-70年代大量科研论文的汇编整理,由于大量研究的前提和条件限制完全不同,因此全书的内容中数学逻辑不完整、给出的算例支持不起结论、结论自相矛盾的情况比比皆是——比如同一个部件(比如鸭翼)在不同方案(是否采用不稳定布局)中使用时。特别是在由理论向设计的转化,以及设计相关的工具和实际实现过程中的问题等方面,内容是完全缺失的,而与国内实际设计经验结合相互验证则更是无从谈起。

  这和俄罗斯中央空气流体力学研究院出版的《超声速飞机空气动力学和飞行力学》形成了极为鲜明的对比。流体院的《超声速》一书中,科研历史、经验教训、计算过程、结论推导四者结合的极为流畅紧密;极为清晰的展示了苏俄从二战末到苏57之前的战斗机的气动设计思路演变,真正展示了一个传统航空强国的底蕴。

  而在近几年出版的《中航工业首席专家技术丛书》中,这种情况得到了极大的扭转。这套丛书涵盖范围很大,笔者读了其中几十本,深感其中已经有相当部分领域的研究风气和结果,相比早年有了极其巨大的改善和进步。仍然以《航空发动机机械系统常见故障》这本书为例,该书作者陈聪慧,沈阳人,中航工业动力所副总师。

  这本书的内容全部来自中国的实际发动机改进、研制工作。它给人感触最深的特点,就是诚实、严谨、细致。在全书的开头,陈聪慧副总师身为发动机设计师,却完全不讳言中国航发的设计水平问题,并把大量低级、乃至于可笑的低级错误放在了第一章;而为全书作序的,则是国内的金属材料方向院士赵振业。

  而在各种故障的分析过程中,对于设计、材料、工艺、质量控制的责任划分,作者更是极为公正。这本书真是一个极好的征兆:实事求是的态度,公正的责任划分,不同领域专家不是互相推责内讧而是坦诚合作,这不正是大型项目研制实现高效率的基础吗?

  优秀的学术态度以外,这本书展示的另外两个特点,是眼界开阔、技术运用先进。在推断故障原因、寻求改进措施的时候,作者给出了大量不同国家、不同型号的类似例子进行思路上的启发与借鉴;在具体进行分析的时候,可以看到大量紧跟世界前沿水平的先进手段(测试设备、分析软件)投入使用。

  如果放在整个发动机研制的格局上,这本书的定位不算高——它实际上是陈聪慧副总师在这些年充当救火队员、处置各种疑难重症过程中的工作笔记。但是一个国家先进扎实的发动机理论、完善严密的发动机设计制造规范从哪里来?不就是从这些更基础的工作总结中凝练萃取升华出来的吗?

  陈聪慧副总师在书中坦承,太行发动机和世界主要航空大国相比仍然有20-30年的差距;但是笔者相信,只要在太行和中国其它发动机的研制、改进过程中,这种诚实、严谨、细致、坦诚开放、紧密跟随世界前沿技术的态度越来越普及,中国和美、法、英等世界主要航空发动机强国之间的差距,一定会迅速缩小,航空心脏病将会被彻底根治。(作者署名:大水)

作者:不详 来源:网络
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