最近有消息, 中國航空發動機集團專制型號總師、沈陽發動機研究所總設計師劉永泉帶領科研人員不斷進行技術探索, 推動我國航空發動機產業邁向更高水平。
劉永泉通過“昆侖”發動機研發試驗里積累了寶貴的經驗, 一干就是34年。 從“昆侖”到“太行”, 我國的航空發動機實現了自主研制成功到世界最高水準的突破, 劉永泉也完成了從一名設計人員到團隊組織核心的轉變。
國之重器殲20, 凝集了宋老和楊偉的心血, 戰斗力超強, 唯一短板就是發動機不給力
多年來, 在劉永泉的帶領下, 動力所科研團隊創新性地提出發展整機動力學,
渦扇15總師劉永泉, 從渦噴14到太行發動機, 最后到渦扇15, 一路走來, 太艱辛
為啥專門提振動這個事情?發動機不是講究推力大, 重量輕嗎?
其實這個和發動機另外一個要求有關, 這就是壽命。
發動機推力做大不難, 重量輕比較難, 但是最難的就是壽命, 影響壽命的因素很多, 但是最大最重要的因素是振動!
渦噴14發動機, 由于解決不了可靠性問題, 坑慘了殲8II家族, 最終退回渦噴13B老發動機
航空發動機的結構復雜,
在工作中會受到機械激振、氣動激振、熱場影響等作用,
使得振動問題非常突出,
據統計航空發動機70%的故障來源于振動,
所以說,
振動問題解決的好壞關注到發動機的可靠與否。
殲11B使用太行發動機, 最大的問題就是振動太大, 導致了一系列大問題
我國自主研制發動機都遇到這個攔路虎, 渦噴14發動機解決的不好, 太行發動機也遇到這個問題, 經過巨大努力終于解決了, 中國終于拿到一款可靠的航空發動機, 也是我國最近幾年, 逐漸停止了從俄羅斯進口戰斗機發動機的最大原因。
殲20等渦扇15發動機太久, 最近幾年搞定或許不是夢
讓我們看看太行發動機的“攔路虎”, 如何搞定的。
從世界航空發動機歷史來看, 多數新研發動機在研制過程中都經歷過解決整機振動問題的歷程。
我國有的發動機在研制中, 時常受到振動問題的困擾, 其振動超標臺次比例占總試驗臺次的1/4~1/3,
優秀航空發動機, 都是不斷試驗試錯的產物, 特別燒錢花時間花精力
有的發動機在交付使用后, 振動偏大造成的返廠率達5%左右。 降低了可靠性, 威脅使用安全而且也帶來重大的經濟損失。
太行航空發動機研制期間, 曾多次發生轉子熱彎曲引起的振動偏大問題。 其振動特點為起動過程中振動突然增大多倍, 存在一個相當高的振動峰值, 有時導致啟動失敗;有時引起壓氣機轉子葉片和機匣以及轉子封嚴篦齒和靜子葉片封嚴環嚴重碰磨;嚴重時, 出現轉子葉尖多處掉角和出現裂紋等后果。
最終如何搞定?設計時, 使其有一定程度彎曲的平動或俯仰型臨界轉速距離慢車轉速留有足夠的裕度。
戰斗機不容易, 發動機更不容易
航空發動機充滿了矛盾, 一方面要提高推重比, 提高工作溫度和工作壓力, 轉子靜子封嚴問隙越來越小, 但是間隙越小, 越容易產生振動問題, 比如工作溫度高, 葉片膨脹造成的嚴重摩擦。
加大間隙的話, 發動機的效率和推力都會明顯損失, 這個分寸很難把握。
如何解決:對于硬碰硬嚴重磨損的部位, 稍微加大間隙即可。
實際上, 一臺航空發動機太復雜, 上萬個零件, 各種細節都要妥善處理, 非常不容易。
太行發動機某次還發生甩油孔角度設計不當造成的振動問題。
就這么一個小小的孔位置設計不當就造成嚴重振動問題
太行發動機振動搞定了, 可靠性也拿下了, 渦扇15發動機的成功也得到了重要保障, 最大推力從13噸升級到15噸, 也不再是遙不可及。
實際上不僅僅設計, 使用也要非常注意, 比如戰斗機飛行回來, 多次開加力高機動, 完成飛行任務, 降落到跑道, 滑到停機區, 也不能馬上就關車, 而是要慢車怠速繼續開幾分鐘, 讓發動機葉片慢慢保溫冷卻, 葉片和外殼同步冷卻收縮, 保護發動機, 某些粗心急躁的飛行員, 停了飛機, 直接關閉發動機走人, 這是很不負責任的做法, 這會讓發動機冷卻過快, 發動機壽命嚴重降低。
飛行員是天之驕子, 但是也要有耐心, 按部就班操作
按部就班操作