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涡扇10B罕见公开完全体,30年时间走通研发路,解决两百余项故障

AI科技 2025年10月13日 19:31 0 admin

一、前言

这两天偶然间刷到了中国军号几个月前发布的涡扇10B相关视频,不免得让人感叹,现在咱们连航空发动机这种工业明珠都能放在镜头中对外展示了。虽然涡扇10B航发在视频里只有寥寥数秒的时间,但依然能让观众领略到这款国产航发的精密程度有多高,无论是尾喷口收敛片散发出的金属光泽,还是发动机体表的管线如血管般精密布置,都能从中领略到这台代表了过去二三十年里我国航空工业发动机技术集大成之作的先进程度。

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不过很少有人知道,涡扇10系列航发在研发过程中,并非是一帆风顺。航空科研团队不止一次的犯下非常离谱的错误,就比如说因为使用承制厂自行熬制的凡士林作为润滑脂,而导致轴承出现了打滑蹭伤现象,发动机的燃气轮机与起动机之间的棘轮离合器结构设计时画反了,导致起动机没办法带动发动机运转,发动机空转没办法输出动力,就像自行车倒链子那般。

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提出这些十分离谱的问题,倒不是说为了嘲笑设计团队,而是想说航空发动机除了材料问题、涡轮叶片问题之外,还有相当多的困难来自于人、组织结构、规章流程的落后以及缺少设计审核和产品质检流程等方面,咱们得航空工业完全是一路踉踉跄跄摸爬滚打,才设计并量产了涡扇10系列航发,那么这条路究竟有多坎坷,今天咱们来聊一聊涡扇10的漫漫研发路。

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二、涡扇10的研发过程里总会出现一些离谱的错误

2006年《航空知识》专访张恩和总师的内容中,提到涡扇10发动机从1987年立项到2005年完成试车的18年时间里,经历了大大小小各种技术问题与故障约两百多项,有些问题的发生让人感觉到不可思议。

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视频开头提到的棘轮离合器倒链子以及自行熬制凡士林当润滑脂,只是其中的一小部分,在沈飞救火队长陈聪慧的书中,还提到了螺纹反向问题。在设计过程里,科研人员没有区分螺纹的旋向,导致外螺纹旋向反向,进而无法跟旋向正常的内螺纹旋和,最后设计人员编了一段口诀:螺纹分为左右旋,还有螺距在眼前,右旋不用标在上,螺距一定要写全。有了口诀时刻提醒,设计人员才解决掉螺纹反向、螺距不匹配等问题的发生。

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还有涡扇10体内的燃油增压泵的支撑轴承,设计人员刚开始选用“夹布胶木”材料作为保持架,这种材料最高只能承受80摄氏度的工作温度,而附件机匣内的滑油供油温度在90到100摄氏度之间,这就造成了燃油增压泵的支撑轴承,进入工作状态后没多久就会承受不了高温而严重破碎。后来设计人员选择了青铜材料的保持架,内外套圈的支撑轴承则使用钢材料保持架,才让这一问题得到了解决。

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还有诸如结构装配干涉问题,附件机匣结合面渗油问题,滑油喷嘴堵塞问题等等。这些问题真实反映出了,当时我国航空工业跟西方之间的差距,不仅仅只局限在航空发动机材料、结构设计等领域,还有人员以及组织结构,规章流程等等问题。

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航空发动机本身属于复杂的高精密物品,理应出自于高效精密的组织之手,当一群没有什么设计与研发经验的人,不得不去研究远超自身能力的航空发动机时,这条路就注定要走的磕磕绊绊。

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三、中美航空发动机主要差在哪些方面

张恩和总师后来在自己撰写的《我国军用航空发动机发展思考》一文中,也有说我们自研发动机跟西方的主要差距,就在于队伍水平较低,尤其是工程经验很少,因为在涡扇10之前,我们并没有完全走完一整个研制航空发动机的全过程,实践经验非常少。而改变这一情况的唯一办法就是坚定决心搞出属于中国人自己的航空发动机,彻底的走完发动机研制全过程,只要这条路趟出来了,以后就会逐渐好起来,要是半途而废没有把路走通,那结果只能是差距越来越大。

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再就是当时我国航空发动机研制设备基础差,建国以后咱们虽说建设了一些试验设备设施,但是跟当时的美俄相比,差距还是非常大的。最后是经费以及管理水平上的差异,当时除去美俄两家,欧洲各国几乎是抱团取暖,几家联合起来共同研制航空发动机。我们缺少可以合作的伙伴,只能走自己投资自己研发的道路,而我国当时投入到涡扇10身上的科研经费,比起老外还是差了一些。另外技术管理和研制管理,也都跟国外存在不小的差距。

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针对这些客观存在的差距,张总师提出抓两头,重点突破某型号涡扇机,用5到10年时间解决发动机受制于人的问题,再以突破关键技术为动力,以推重比10一级的发动机研制为突破口,让我国军用航空发动机动力水平提升一个台阶。

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2003年涡扇10太行发动机的研制进入最后的决战阶段,但是质量管理以及工作作风等方面的问题,外加科研团队对发动机研制规律的认识和把握不足,导致研制工作出现了两次重大问题。一次是发动机在试车的时候,高压压气机四级盘发生破裂,另一次是涡扇10在高空台试车模拟与调整试飞时,暴露出了一些技术问题,飞机试飞过程里,5个起落居然出现了三次特情。配装涡扇10的战鹰,进行规定科目的试飞时,发动机突然停车,若不是飞行员处理的十分果断,那架战鹰平稳落地的概率不会很大。

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这些暴露出的巨大隐患,给涡扇10的研发蒙上了一层阴影,领导层开始对负责涡扇10研发团队的管理层进行整顿,成立重大技术问题决策委员会和重大技术问题咨询组,开始对组织结构进行调整。同时还成了三个攻关组,针对涡扇10试验试飞过程里,暴露出的技术问题进行攻关,来自一航动力所以及多名行业专家,共同撰写出了17份故障分析报告,前后历经4个月的时间,排除涡扇10身上的故障,重新装配以后交给了试飞院进行试飞工作。

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四、太行发动机定型后毛病依然频出

2005年11月10号,太行发动机通过了设计定型前的最后一道难关-长久初始寿命试车,标志着我国首个完全自主研发的航空发动机正式问世。从1987年到2005年的18年时间里,咱们接连突破了上百项新材料,新工艺的研发,涡扇10的设计还大量采用了先进部件技术以及整机匹配技术,其中有多项填补了国内空白,部分甚至已经达到了国际先进水准。

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但是就在所有人都为此感到高兴的时候,现实再度给了我们科研人员一次沉重的打击,太行发动机的定型似乎仍存在问题。在2009年阅兵的空中分列式里,多架歼11B型战斗机只有一架搭载了涡扇10,剩余的4架依然用的是俄制航发。后来涡扇10装机投入实际使用后,就发现它的加速性能比不过俄制航发,空中停车后风车起动性能也不如俄制航发,就连新发动机与飞机的进气道之间都存在着匹配问题。更糟糕的是涡扇10可靠性并不理想,故障频频发生,直接导致多架歼11飞机没有发动机可以用,扔在沈飞停机坪上多年。

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但正如张总师当初所预想的那般,我们完全走完了航空发动机的研发之路后,后边所遇到的一切问题都将不再是问题。2013年之前咱们对涡扇10多个地方进行了大升级,换装了提高流量的新风扇以及全新设计的低压涡轮,用较低的技术风险,在短时间内实现涡扇10性能与可靠性的综合提升。到2016年涡扇10的空中停车率指标达到设计要求,此时距离涡扇10太行发动机立项,已经过去了29年的时间。换句话说涡扇10这条路我们走了近30年的时间才到成熟,也算是从侧面反映出了自研航发这条路走的是多么的艰难。

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但好在结果是积极正向的,如今国产新型航空发动机接连传出好消息,各种第五代隐身战斗机陆续换装国产的大推力或者中推力发动机,大型运输机也已换装上了国产大涵道比大推力涡扇航发,还有诸如超燃冲压发动机,变循环发动机等先进航发正在研制当中。并且这些航发无一例外都有着自主研制的特点,我们当真是走进了航空发动机的自由王国。

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随着时代的不断发展,未来也许涡扇10系列航发会渐渐地退出大众视野,但是其为国产航发自主可控,为国产战机扩充产能等方面所作出的巨大贡献,并不会随着其消失而被人们忘记。人民会记得涡扇10航空发动机,也会永远记得研发团队是如何用生命之灯,照亮太行发动机诞生的道路。

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