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网上澳门金沙官网_中科院研750公斤推力发动机 为何未来或成航发巨头
2020-01-11 14:39:15

网上澳门金沙官网_中科院研750公斤推力发动机 为何未来或成航发巨头

网上澳门金沙官网,中国航空工业虽然从建国以来就依靠苏联的援助建立了一套完整的体系,在航空仪表,电子设备,机体设计和制造商取得了长足的进展,2011年首飞的歼20战斗机,设计和制造工艺完全达到了西方的顶级水准,但是很尴尬的是,歼20的试飞还是使用俄罗斯发动机,和歼10如出一辙。

原因在哪里,国产航空发动机产品长期落后,性能落后,推力小,油耗高,维修性差,动不动就返厂,可靠性差,空中停车喷零件也不是发生,为此国家长期进口国外航空发动机,不管军用发动机还是民用发动机,都是如此,这对于迈向超级大国的中国来说,真是难于忍受的耻辱。

中国国防一直追求独立自主,但是航空发动机行业却一直拖后腿

没有先进航空发动机,先进战斗机,轰炸机,运输机,直升机就要遭到卡脖子,甚至军舰用的燃气轮机也如此,甚至连航天武器也需要航空发动机-先进巡航导弹,航空发动机投资巨大,却收效甚微,这使得客户极为不满,最终的只好将目光投向航空发动机行业之外。

最终国内出了3家新的航空发动机研制单位,民营厂家也开始崭露头角,最大的三家就是,北航,依靠仿制美国火烽无人机发动机起家,国内俗称涡喷11发动机,开发除了多款改型,用在国内多款无人机上,不过技术过度老化,最近开始变招,在涡喷11上改进变涡扇发动机11D,11F,11D涡扇发动机具有10kN起飞推力,适用于无人高空高速无人机系统,保持WP11C的高空优势特征,进一步改善耗油率,因此,在此类无人机和大型巡航弹的应用中具有明确的技术优势。

涡喷11,粗笨重,极其落后,仿制美国上世纪60年代产品

11F发动机是具有10kN起飞推力的大涵道比涡扇发动机,核心机是通过11D发动机缩尺改进得到,基础扎实,耗油率和寿命等关键指标提升到国际水平。完成研制,将从技术层面达到国际水平,并有能力参加国际竞争,在国内公务机市场发展中具有举足轻重的指导作用。 

另外一个就是中国航天科工院31所。

31所推出了我国第一台完全知识产权的“一千千克级涡扇发动机”,受到广泛关注。31所实际上主要的研究方向是给国产巡航导弹研制发动机。但是由于发动机性能通用,可以用在小型无人机上。

成飞云影无人机使用涡喷11C发动机,速度快但是航程短,渴望换先进涡扇发动机

最后一家就是重量级选手-中科院工程热物理研究所,一出手就是2款涡扇发动机!

第一种,1000公斤级别的涡扇发动机。

2016年1月29日,中国科学院工程热物理研究所自主研制的1000公斤推力级别涡扇发动机整机在廊坊研发中心首次实现100%设计转速,达到设计推力。在整个试车过程中发动机振动、压力、排温、腔温等各项指标正常,整机性能及可靠性得到初步考核验证,完成阶段性目标。

该款涡扇发动机是我国首台具有完全自主知识产权的1000公斤推力等级涡扇发动机,集成了斜流-离心组合压气机、分层部分预混燃烧室等多项关键技术,具有高空熄火左边界宽、高空地雷诺数损失小、耗油率低、结构简单等优点,指标达到国际先进水平。下一步,研究团队将继续完成耐久性试验和高空台试验,为民用小型公务机用涡扇发动机型号发展和改进提供技术储备。

未来中国的小型公务机,也需要中国自主设计的先进涡扇发动机

在2018年8月,中国科学院工程热物理研究所推出了自主研发的1000千克级发动机,而且,目前已经在全力开展150小时的试车工作。相信很快,由中科院研发的这款发动机就将迎来自己的首次飞行。

另外一种,和中航成发以及俄罗斯克里莫夫设计局合作的750公斤级别发动机

最近由中科航发研制的750公斤推力等级中等涵道比涡扇发动机,继2017年顺利完成60小时持久性能试车考核后,在俄罗斯中央航空发动机研究院(简称“CIAM”)完成了高空台性能测试工作。

在此轮高空台性能试验中,该款发动机圆满地完成了涵盖10000~15000米飞行高度、0.4~0.8马赫数速度范围内典型工况的性能测试工作,并进行了18000米发动机性能摸底测试试验。

从发动机参数可以看出,这款发动机会给高空远程无人机使用,当然,个头比全球鹰小

中科院热工所的优势就是,做事认真扎实,不缺人才,很多人学过发动机技术,挨个叶片挨个叶片的认真做实验,而不是航空发动机集团热衷的抄袭,放大缩小拼凑,这也使得热工所航空发动机成效显著,据说已经得到航天用户订单。

中科院研究团队进一步开展了单级压比11离心压气机设计及内部流动机理研究,探索了多分流叶片、串列叶轮、可控扩散叶轮等先进气动设计方法,优化离心叶轮与扩压器之间匹配关系,完成了单级压比11压气机设计,数值计算获得该压气机效率79%,综合裕度15.9%,目前正在开展单级压比11压气机试验验证。

而科曼奇的T800发动机两级离心总增压比15,平均一级增压不到4,而热工所这个设计,一级就干到11,真是当之无愧的世界先进水平。

中科院认真扎实的作风用在航空发动机上,很快就大见成效

零件很简单,一点点做实验,没有搞不清的地方

除此之外,热工所也追赶潮流,开发了激光增材制造发动机零件。

1。面向增材制造工艺的预旋流喷嘴优化设计技术 

在对喷嘴的性能、功能等要求的充分调研基础上,新技术实验室从工艺、效率、成本及服役环境等多角度出发,明确其受载状态,对喷嘴壳体原有的5个部件进行整体设计,并对一体化后的零件做了多种拓扑优化方案,选取满足理论计算性能要求的3种优化结果。 

喷嘴零件优化设计

2。高性能金属构件激光选区熔化控形控性技术 

开展航空发动机预旋流喷嘴激光选区熔化增材制造工艺设计,包含工艺路线规划、工艺参数影响分析、工艺控形位姿设计、工艺支撑结构设计,并进行喷嘴零件的成形制造,验证优化设计结构的可加工性。 

激光打印-增材制造工艺效率和传统模式对比

3。零件成形-工艺验证 

为验证工艺支撑及烧结参数,新技术实验室分别成形了涡轮盘、旋流器、小燃机喷嘴等零件,并通过总结成形过程中的工艺问题,对支撑及烧结参数进行不断更改,形成了4种组合支撑结构。 

这就是热工所的实际产品

有人说,航空发动机不是高科技吗?咋现在遍地开花了?

其实认真说来,航空发动机不难!做航发没有想象那么大难度,一般的公司只是缺乏实验条件,设计和加工在现在的工业条件下已经很容易了 ,就像热工所的涡扇发动机,加工制造大部分外包,不背巨大产业链负担,充分利用国内外优质资源,不管军民,冷端零件外包长三角和珠三角小厂加工,而热端则包给国内给美国GE公司加工叶片的厂家做,轴系外包到某国,现在看来,体制外“泥腿子”干的活,比“正规军”的还好,价格更便宜,质量更可靠!

中科院750公斤推力涡扇发动机已经试飞,1000公斤推力也不远,照这个样子下去,推力不断增加,达到3-4吨推力之后很可能能拿到国内教练机的发动机订单,达到7-10吨,就可能拿到战斗机的订单。

未来估计可以研发4吨级别推力发动机,彻底解决猎鹰发动机问题

现在还没有看到空军海军尝鲜的苗头,假如中科院热工所继续这个趋势下去,外加中科院高温涡轮单晶材料水平远超航空发动机,只是因为门户封锁而用不到国产喷气发动机上,之后放开,航空发动机不再是一个大问题,加上民间融资,或许在未来,中国将会出现另外一个航空发动机巨头,货真价实的巨头。(作者署名:大水)

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