航空發動機究竟有多難?要舉全國之力
28日,中國航空發動機集團公司正式宣布成立,這是繼南北車合并、中國遠洋集團和中國海運集團合并后,央企改革的又一“大手筆”,也吹響了中國向更高水平航空發動機發起沖擊的號角。
中國航發將集中致力于發動機設計、制造、試驗、相關材料研制等方面,建立中國航空動力研制和生產的完整產業鏈,以提升我國航空發動機整體水平,立足自主創新解決中國航空動力。
作為“現代工業皇冠上的明珠”的航空發動機,是衡量一個國家綜合科技水平、科技工業基礎實力和綜合國力的重要標志,那么,航發研發到底有多復雜,需要我們舉國之力去突破?
可以說,航發是當今世界上最復雜的、多學科集成的工程機械系統之一,涉及氣動熱力學、燃燒學、傳熱學、結構力學、控制理論等眾多領域,需要在高溫、高壓、高轉速和高載荷的嚴酷條件下工作,并滿足推力/功率大、重量輕、可靠性高、安全性好、壽命長、油耗低、噪聲小、排污少等眾多十分苛刻而又互相矛盾的要求。
舉個例子,發動機燃燒室及渦輪處的溫度能達到1600-1700℃,加力燃燒室內溫度高達1800-1900℃,而目前高溫合金材料耐受的最高溫度只有1100℃,這就必須在發動機中采用復雜的冷卻系統,設置迷宮一樣的冷卻通道、成千上萬個引入冷氣的細微小孔。
據統計,全新研制一型跨代航空發動機,一般需要二十幾年,比全新研制同一代飛機時間長一倍,而且投入資金也更多,這是因為航空發動機不僅是設計和制造出來的,也是試驗和試飛出來的。
事實上,即使是美國、俄羅斯這樣技術最先進的國家,其當前水平也不足以完全通過設計分析預測結果,只有經過設計、制造、試驗、修改設計、再制造、再試驗的反復摸索和迭代過程,才可能完全達到技術指標的要求。
航空發動機是保證國家安全、彰顯強國地位的航空武器裝備的“心臟”,而近代飛行能力的每一次突破,都與推進技術的發展直接相關。
統計,按照產品單位重量創造的價值計算,如果以船舶為1,則小汽車為9、電視機為50、大型噴氣飛機為800、航空發動機高達1400。
2016年1月,國務院正式批復中國航發的組建方案;3月,中組部和國資委先后宣布了主要領導以及董事、監事的任職決定;5月,集團完成工商注冊;8月,總部正式入駐北京海淀區。
作為中央管理的國有特大型企業,中國航發注冊資本人民幣500億元,是實施航空發動機專項的責任主體,由國務院、北京市人民政府、中國航空工業集團公司、中國商用飛機有限責任公司共同出資組建,是國有控股的集團公司,現有職工9.6萬人,擁有一支高素質、創新型的科技人才隊伍。