“王光秋:我国航空发动机那些关键技术被“卡脖子””
6月21日下午,科技日报社主办的是什么抓住了我们的脖子• 需要克服的核心技术科学传递沙龙在中国科技会堂召开。 国家千人计划专家天骄航空创新研究院常务副院长王光秋做了主题演讲。 他介绍了航空空发动机产业的优势和迅速发展的趋势,并对大家在意的掐住脖子的关键技术进行了说明。 全文如下。
我是欧洲的劳斯莱斯·; 露易丝企业在国内商飞工作了20多年,对航空空行业了解很多。 今天演讲的第一部分分为三个方面。 第一是航空空发动机的产业优势。 二是技术现状和快速发展趋势;三是掐住脖子。 最后一部分,关于欧盟和美国的航空空发动机行业对中国出口的限制,说明那些行业还欠缺。
航空空行业的优势是简单、安全性第一。 高投入,高风险,高科技,最后几个也非常重要,长周期,慢回报。 简单地说,光靠钱不能制造引擎,需要一定的条件,需要时间。 但最重要的是安全性。
例如,空客人a380用的罗罗企业奎达达到900引擎。 有一次,我在新加坡出差,在新加坡起飞的这架飞机出了事故,盘旋了两个多小时才着陆。 由于发动机故障,中压涡轮叶片飞出,叶片上有孔,叶片的导线也折断,另一侧的发动机无法控制。 幸运的是,飞行员能力很强,安全着陆,没有人伤亡,但事故很严重。
后来发现,事故的原因其实很简单。 发动机的设计、制造没有问题。 问题出在轴承架上几厘米大小的喷油嘴上。 这是一种喷油嘴,在加工中由于车刀行走不均匀,飞行了8000个小时造成了疲劳破坏。 最终发生漏油,在轴承室燃烧,导致事故。
高科技意味着高风险。 在罗企业的发动机开发投资回报图表中,我们可以看到地平线下的发动机都在亏损。 研发费用有10亿美元,也有30亿美元。 这些研发费用必须销售引擎才能赚。 要去上面证明才开始盈利,一般是10-15年。 因为是中等程度的发动机,大概必须卖出2000台才能回收开发价格,所以在航空空发动机行业需要耐心和耐性。
正常风投可能不会投资这个行业。 因为10-15年开始盈利,在顺利的情况下,有些机型很难盈利。 就波音787而言,通常通过销售400-600架飞机来平衡收支。 787这个项目成功了,销售了1000多架飞机,但由于多次延误,很可能需要13001400架才能达到收支平衡。 空客人a380只卖240架,很难盈利。 发动机这个领域大量服役后,零部件的维修和销售是一个利润丰厚的产业。
航空发动机的技术挑战是,角色典型为737、320,中国也在搞919,新一代的787、a350、商飞在搞cr929,同类与它们竞争。 在未来新产品的方案中,波音也像翼体融合飞机( bwb )一样做了一点介绍。 我们的下一代集中在超音速发动机上,有可能匹配超音速飞机。
发动机的基本结构,这是以前传下来的结构,以前传下来的结构是两轴、三轴,和汽车相似。 宝马、奔驰都是后车轴驱动,奥迪是前车轴驱动,各有特色。 罗先生生产的大型发动机都是三个轴,ge和普惠是两轴。 这两年航空发动机有技术革命。 普惠企业发明了齿轮发动机,成功地用于现在的a320neo,还有俄罗斯的干线飞机、mc21,以及日本的支线飞机。 消除低压,装上齿轮,是革命性的。 现在最先进的民用发动机,787是典型的在役代表,genx和trent1000,比这个更好的是ge9x,这个没有服务。 trentxwb已经在服务了。 这在民用飞机行业绝对是第一位的。
举个例子,3d打印很少在航空空上实际使用,而genx发动机喷油嘴为3d打印。 结合中国的情况,3d打印技术,国内的大学和私营公司,国营公司,我想有几千家在做,非常多。 我认为实际上只有将3d打印的成果用于飞机和宇宙机才是成功的。
另外,我国也制造了很多复合材料,私营公司的碳纤维、树脂工厂必须有四五十家。 我们的生产能力在世界排名数一数二,但是我们自己生产的包层材料在航空空行业中使用了多少? 数量和生产能力的差距非常大。 ge9x和genx已经使用了盖子上的风扇。
让我们来谈谈齿轮传动。 齿轮传动是一个很好的突破,在国内也在学习。 这可以说是航空空发动机的革命性技术,进一步降低了油耗,降低了噪音。 当然技术不是一发不可收拾的。 普惠企业从1980年开始干了30年才成熟,处理了散热问题。 虽然a320在齿轮传动方面有些问题,但它不能抹杀普惠企业做出的革命性贡献。
让我们来谈谈我们在军用航空空行业面临的挑战。 民间行业很明白。 军用行业欧盟咄咄逼人,这方面的资料非常少。 但是,让我们回顾一下背景。 sr-71动力系统是普惠企业1958年生产的,从1958年到现在已经60多年了。 这台发动机用于sr-71黑鸟侦察机。 飞行高度将达到30000米,最大速度将达到音速的3.5倍。 飞到2万米高空的时候,我们完全追不上,导弹也达不到,于1958年出来。
这架飞机使用的是涡轮螺旋桨组合发动机。 这是将涡轮(涡喷、涡扇)和冲压两种发动机组合起来工作的推进装置,两种发动机共用进气道和尾喷管。 声速的两倍半以上时打开一个阀门,涡轮发动机就会变成冲压发动机,速度是声速的三倍。 目前国内外正在进行的涡轮冲压组合发动机,1958年在美国已经制造并同时普遍使用。
基于此,美国有两种主力战斗机f22和f35。 f22是大型战斗机,当时有f119和f120两种候选发动机。 f119从以前开始就是发动机、普惠企业的,f120是ge企业的。 我航空发动机的目标是让飞机飞得远、快,也就是航程长、快,这一思想和刚才是一样的。 低速是涡扇发动机,高速是涡喷发动机,两者是一体化的。 这样没有任务的时候,巡航使用涡扇发动机,飞行距离很长。 有任务,需要超音速飞行时,使用涡喷发动机。
美国觉得f120的技术风险太高,最终选择了f119。 但是,由于美国国防部聪明,持续支持ge企业在该行业的研究,开发了以下更先进的advent技术,可以充分发挥飞机的油耗和机动性,满足任务要求。
与此相关的资料非常少。 这份资料还是五六年前的,我认为现在美国非常成熟。 美国有一个计划,即更换f35和f22的发动机需要新一代的自适应循环发动机。 这是战斗力行业的另一场革命。
美国的罗马企业曾经制造了sr-71。 现在做了sr-72。 使用双峰超燃压力机,即使高速也能点火的原因是在超音速以内使用。 马赫数达到1.5倍,使用高速涡轮燃气发动机。 1.5-3倍用亚燃发动机、3-6倍用超燃冲压发动机可以具备马赫数6以内的所有性能。 这种督察一体的战斗力,美国第一期无人值守,今后必须有人。 这非常可怕。 它能飞行几千公里,速度是3-6的音速倍数,我们通常导弹可能追不上。 当然这方面的资料也非常少。
让我谈谈欧盟出口管制的扼腕技术。 这也是公开资料。 过去北约有出口管制,1996年以来有41个国家实施了以欧盟为中心的瓦塞纳协定。 这里有比过去放松一点的东西。 北约成立于50年代,封锁中国已有六七十年。 理论上说,管制必须放宽一些。 但是,至今管制仍然很严格,清单基本相同。
一台发动机可以从控制系统、软件、硬件、整机给你; 软件,原程序中的相互关系不会给你; 风扇、复合材料、碳纤维、t800以上的不能给; 不能给高性能树脂; 制造、加工技术不能给你; 实时监控发动机,模拟它们去了哪里,员工技术如何,这些都不应出口到中国。 另外,发动机的高空实验台也被封锁,金属类复合材料即使用于涡轮的高温部件也无法提供。 发动机整体性能要求涡轮温度不超过1650k。 现在我们在做的引擎在1800以上,所以能让温度这么低。 在这个温度以下引进的技术没什么用。 他们有具体的限制。 而且,所有技术、制造、蜡型、陶瓷芯均不得出口。
罗企业开发的新技术、风扇、涡轮盘、粉末盘,所有东西基本上都被我们限制了,这个限制的力量非常大。
再说一个勒脖子的问题。 在航空空发动机这个行业,到处掐脖子,已经挂了四五十年了,所以今天掐脖子的现象不那么明显。 北约会卡你。 中国的道路是自主研发的道路,是军用产品,哪个行业都比它落后。 我已经没有什么可以依赖那个了。 完全走自己的路。 在民用发动机行业,我们的arj飞机使用的是美国通用的发动机。 919由通用和法国企业的合资企业组成。 在民用发动机方面,我们现在只能依靠他们。
总的来说,我认为。
第一,航空空发动机产业高投入、高风险,但安全性第一。 第二,航空空行业不仅有资金,也有技术积累。 罗、葛企业一样是百年以上的老企业,技术问题也在持续。 第三,航空空发动机行业的技术发展迅速日新月异,很多技术出乎意料,人们拿出了产品,我们很惊讶。 第四,也就是说,我们现在在航空空发动机行业的研究论文很多,科研成果很多,在应用转型中,用我们自己的发动机飞行的报道不太多。
这张图很有趣。 照片上的这个英国人在1936年发明了喷气发动机。 当然,也有人说是德国人发明的,但现在德国人和英国人被公认为是独立发明的。 他有名的发明、创造不算什么,真正了不起的是把发明、创造转移到产品上。
我个人觉得,报道有多少不报道科研进展,不报道,或者科研工作完成的时候不重要。 重要的是你没有做出真正的应用产品,只有一个广泛的应用产品才能说明你的成功。 谢谢大家!
(以上复印件根据现场速记整理,最终版未经本人验证)
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