國產發動機新突破,耗時4年成功研製核心部件,技術追平國際水平

科技     2021年12月01日
國產發動機新突破,耗時4年成功研製核心部件,技術追平國際水平

發動機是大型設備的「心臟」,是不可忽視的大國重器,也是我國的痛點之一。為了儘快擺脫在發動機這一關鍵領域的「卡脖子」現狀,中國科學家正在加緊研髮腳步,並取得了突破性成就。

國產發動機新突破

中國航天科工集團有限公司三院31所預冷動力技術中心傳來好消息,其首次實現「雲龍」發動機預冷器Ma5熱態試驗,並做到了毫秒級時間溫度驟降近1000℃。

國產發動機新突破,耗時4年成功研製核心部件,技術追平國際水平

毫秒級是什麼概念?1000毫秒=1秒。可見此次試驗降溫速度之快,只在轉瞬之間便能完成。通過試驗,充分驗證了預冷器在最大流量、最高溫度、最大溫降等關鍵指標上,已經追平國際先進水平。

這表示,「雲龍」發動機在關鍵技術上實現了重要突破。而為了這一天,中國研究團隊已經努力了4年。

2017年,31所研究團隊開始攻克預冷器研製難題。在這4年里,研究團隊沉下心來一一跨過設計、工藝、裝配等等難題,最終有了如今的收穫。

「雲龍」發動機為多循環深度耦合預冷發動機。發動機在高超聲速運行時,無法避免會出現機身過熱的問題,在這時預冷器就起到了關鍵作用,預冷器能在短時間內降溫,保證發動機性能正常。

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據了解,「雲龍」發動機將在可重複使用單級/兩級入軌運載器、空天飛行器中承擔動力提供的重任,打造速度遠勝於飛機的飛行器,令人十分期待。

「雲龍」發動機的這一成績表示,我國在航空航天發動機這一領域,距離徹底擺脫「卡脖子」問題又進了一步。

航空發動機困境

航空發動機有多難?可以說與光刻機難度不相上下。航空發動機被稱之為現代工業「皇冠上的明珠」,頂尖製造能力、最先進工業成果缺一都無法打造出高性能航空發動機。

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航空發動機難點在於「三高四低一長」。也就是說,航空發動機在保證高性能、高安全性的同時,還要做到低油耗、低噪音、低排放、低製造與維修成本,並且必須保證使用壽命足夠長。

而想要做到以上幾點,航空發動機需要在材料選擇、設計、製造等方面做好每一個細節。航空發動機的研發涵蓋電子學、結構力學、工程熱力學等多個領域,而製造則至少需要微米級別的加工精度。

因此,航空發動機的技術門檻極高。目前,擁有大型先進民用航空發動機製造能力的國家不過5個,為美國、英國、法國、俄羅斯與中國。

國產發動機新突破,耗時4年成功研製核心部件,技術追平國際水平

而在這之中,歐美的四家企業——通用、惠普、斯耐克瑪與羅羅又壟斷了全球80%以上的民用航空發動機市場。

長久以來,中國在航空發動機領域都對國外產品表現出高度依賴,受制於人境況明顯。

國產發動機之路

1954年8月,中國首台航空發動機成功試產,由此開出了一條中國強勁引擎之路。

在此後的幾十年里,「太行」發動機、渦扇10發動機、崑崙發動機等等都在我國手中相繼問世,一點點填補了中國發動機領域的空白。

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然而,我國在航空發動機領域的腳步還是不夠快,不足以讓我國突破國外封鎖線,畢竟我國從起步開始便與國外落後一大截,這並不是一朝一夕便能縮小的差距。

而且,中國航空發動機之路走得頗為曲折,因為缺乏長期規劃與延續性,讓我國走了許多彎路,浪費了許多時間。

直到進入21世紀,在國家的重視、政策的支持與引導之下,國產航空發動機才算進入了新的發展階段。

目前,我國還不足以實現國產航空發動機自主可控。不過,中國以強大的發展勢頭展現出了後發制人、奮起直追之勢,已經取得了許多令人眼前一亮的成績,譬如如今的「雲龍」發動機。

國產發動機新突破,耗時4年成功研製核心部件,技術追平國際水平

如今,中國航空產業也正在騰飛之中,而這無疑會帶動發動機的發展。如,中國大型水陸兩棲飛機AG600所搭載的,便是我國自主研製的渦槳-6發動機;而備受矚目的國產大飛機C919,在後續也有望用上國人自己的發動機。

在國產替代的大潮流下,在地緣政治抬頭的威脅下,中國發動機將走得更快。只有這樣,我國才能保證中國航空產業的安全可控,才能保證不會受斷供的威脅。

未來,十分期待我國在航空發動機領域取得的好成績,就讓我們拭目以待。