治疗中国发动机心脏病需中西医结合 不能瞎凑合

发布时间:2015-05-11 13:33:35
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治疗中国发动机心脏病需中西医结合 不能瞎凑合

资料图:歼10战机使用AL31发动机,但也在进行换装国产WS-10发动机的测试。分析认为发动机问题需要中西结合,两条腿走路。

中国航空新闻网讯:很久以来,人们仰望星空,希望能像鸟儿一样在空中自由翱翔。其实,所谓的庄周梦蝶,也多少含有与飞行有关的成分。如此,山将不再高,水将不再宽,人类的活动也将因此少了许多的羁绊,牛郎织女或许也没了幽幽的相思之苦。

为此梦想,人们不懈努力,尝试着各种飞行的办法。比如在胳膊上绑着羽毛作为翅膀,但却力不能支,只能从高处跃下,往前腾挪些许的距离而已。如此几番之后,人们只能靠放些风筝、竹蜻蜓之类,聊以弥补难于上青天的缺憾。后来,发明了热气球、氢气球,乃至飞艇,人们总算可以脱离地面,得以从空中俯瞰自己赖以生活了成千上万年的家园了。借助气球、飞艇,人们虽然可以勉强在空中航行,但离基本的随心所欲却相差甚远。

这种状况一直持续到了上个世纪初期,1903年12月17日,美国的两个年轻人莱特兄弟在美国的北卡罗来纳州,首次实现了可操纵动力载人持续飞行,飞机虽然摇摇晃晃,却一举打破了人类飞行史上长期停滞不前的沉闷局面。

从此,由于战争,特别是两次世界大战和之后美苏冷战的催化,人类征服天空、实现自由飞行的梦想追逐进入了一个前所未有的快车道。到了今天,飞行已不再是战争,或者少数人的专利,它不经意间已经进入了寻常百姓家庭。不夸张地说,在当今,无论对于一般百姓的出行,还是一个国家的国防安全,飞行绝对成为了一件须臾不可小视的事情。

毋庸置疑,作为文明古国,中国是从事航空活动最早的国家。从战国时代的木鸟,到后来的孔明灯等,在很长的一段时间,中国在航空领域都领先于其他国家。

到了近代,国势衰落,国运不济,与其它方面一样,航空活动也远远地落在了西方列强和俄罗斯等国的后面,虽然有过上世纪初期冯如先生的驾机腾空一跃,也有孙中山先生“航空救国”的呐喊,但却奈何不了残酷的现实。客观说,时至今日,我国航空工业虽有巨大进步,仍然算不上航空强国。

落后就意味着挨打,近代中国历史已经反复证明了这一点。改变这一局面,只有奋起直追,舍此别无他法。很多仁人志士已经敏锐地看到了这点,并为此奔走呼号。

解决问题的办法很多,但归根结底是要做到“纲举目张”,需要找出主要矛盾,以及矛盾的主要方面,如此方能收到“四两拨千斤”之功效。

“动力强则航空强,航空强则国家强”。当前,制约我国航空工业发展的最大短板是航空发动机,抓住了航空发动机这个牛鼻子,被动局面当可随之逆转,即使退而求其次,至少也会产生较大改观。

航空发动机作为飞机的心脏,号称“工业之花”,也称为现代工业“皇冠上的明珠”。无论“花朵”,抑或“明珠”,都意指其代表了一个国家科技工业的最高水平。其实,航空发动机的原理并不复杂,就是牛顿第三定律—作用力与反作用力的具体实现,当然有直接反作用力和间接反作用力两种实现形式。如果说,牛顿发现第三定律难乎其难的话,利用一套机械装置实现它,并且将一个飞行器推上天空就更加难上加难了。否则,人类也不会在牛顿离世近三百年之后,才发明了喷气发动机。换句话说,没有一定的工业基础作为支撑,工业水平不到一定的程度,研制航空发动机必然是一句空话。西方国家作为两次工业革命的策源地,经过两百余年的积累和沉淀,在科技工业基础方面为航空发动机的产生和发展提供了肥沃的土壤。所以说,现代航空发动机分别诞生在英国和德国毫不奇怪,是其工业基础发酵的直接结果而已。反观我国,长期的农耕社会,现代科技工业诞生较晚,基础非常薄弱,加之清廷腐败,之后连年军阀混战,没有一个稳定的科技工业发展机缘。解放后,尤其是改革开放之后,生产力得到较大程度的解放,科技工业发展迅猛。但是,冰冻三尺非一日之寒,解决历史沉淀很难毕其功于一役所能完成。因此,打赢航空发动机的翻身仗,我们必须做好长期的思想准备,任何侥幸速胜的心理都可能造成功败垂成的后果。科技工业基础的薄弱具体表现在航空发动机研制方面,首先是设计难度大,因为发动机涉及机械、气动、热力、结构、强度、电子、控制等多门学科的专门知识,以及这些学科知识之集大成;其次,对材料的要求极高,比如现代发动机涡轮叶片所承受的温度高达1600℃以上,远超一般金属材料所能承受的温度极限,而且涡轮叶片还要承受很高的转速带来的离心力作用,以及很高的气流压力带来的冲击,这些都对基础材料工业提出挑战;在制造技术方面,由于发动机结构设计非常紧凑,效率要求很高,重量要求也非常苛刻,由此对制造精度提出了很高要求,头发丝大小的精度要求司空见惯。如果制造满足不了设计要求,那么就可能使科研人员在发动机设计-试制-试验的循环迭代过程中对设计的正确性造成误判。在我国,一型发动机的研制周期很长,有时甚至半路夭折,很重要的一个原因是材料工艺水平难以适应研制要求。

相对于飞机而言,发动机的气体流动属于内流,气流从发动机的前端进入,经过压气机、燃烧室、涡轮,最后通过尾喷口喷出,产生向前的推力,或者驱动动力涡轮做功产生轴功率。其间的流动情况非常复杂,很难通过计算仿真的办法描述准确。所以说,虽然经过了几十年的发展,发动机理论和计算仿真科学进步很大,但是在新型发动机研制过程中,仍然需要做大量的试验来暴露问题,进而改进设计并最终通过试验验证设计的正确性。在欧美俄如此,在我国更是如此,因为在我国通过试验积累的数据更少。在发动机行业流传一句话,叫做“发动机是试出来的,而不是设计出来的”,此话虽然偏颇,却不无道理。再好的设计如果没有试验佐证的话,恐怕难以让人信服,安全可靠使用就更加荒谬,这也就是所谓的“实践是检验真理的唯一标准”使然。既然要做试验,而且是大量的试验,就必然要花钱,这就意味着需要持续不断的经费投入。当然,研制发动机的经费投入远不止试验开支一项。由于发动机的研制具有高投入、高风险的特点,花钱也不一定能成功,一般企业很难有此经济实力,甚至很多小国家也无此能力,所以这是一个无论是技术,还是经济实力,使很多国家和企业望而却步的领域。在经费投入方面,历史上很显然我们欠账较多,在此就不举例说明了。

中国人讲悟道,并且说“道”无所不在。实际上在航空发动机领域,也不例外,也有一个道的问题,也就是发动机研制规律问题。应该说,在探寻发动机的研制规律方面,我们吃过不少苦头,至今仍不能说我们已经掌握了航空发动机的研制规律,我们仍然在路上。新中国的发动机工业诞生于上世纪50年代,在苏联老大哥的帮助下,从修理蹒跚起步,再到备件制造,直至整机仿制。很显然,仿制有其好处,周期短,见效快,看起来少走很多弯路。但是,知其然不知所以然,出现问题不明就里,头痛医头,脚痛医脚,长期在半知半解的泥潭当中徘徊。在国外,一款新型发动机研制之前,要做大量的基础研究和预先研究工作,很多问题在型号开始之前已经解决。如同装修房子,前期的找平、走线等,看不出什么显性的效果,但却是不可或缺的基础工作,否则后期的安装地板、刷墙、吊顶、装灯等则无从下手,即使硬性上马,最后也要返工重来。我们的很多型号研制,大量的时间要花在解决本该在基础和预先研究阶段需要解决的问题上,在一些所谓的小问题上摔跟头的事例也屡见不鲜。这些都是忽视基础和预研,欲速则不达的结果,实质上也是对发动机研制规律认识不清的结果。在研制流程方面,设计与制造本是孪生兄弟,目标一致,相互依存。但是,在我国的发动机研制工作层面,二者分离的现象仍然比较严重,不可避免地阻碍了共同目标的实现。贵州黎阳航空发动机公司总结的“厂所结合、渐进改型”八字方针,在二代发动机研制方面收到了较好成效,工作上设计制造相互融合,技术发展上循序渐进,一步一个脚印,不失为遵照规律办事的较好印证。一段时间以来,对于高空台和飞行台,孰优孰劣的争议,预先研究和型号研制重要性的讨论,核心机系列发展问题的认识,动力要否先行,气动与结构的关系等,都反映出我们对发动机研制规律的不断摸索和深化。

在中国人的文化传统中,由于农耕文化的影响,“差不多”的观念比较严重,凡事差不离儿就可以了,不必追求精益求精。一盘鱼香肉丝,不同厨师,同一厨师不同时间,做出来的菜就可能不一样,包括味道、颜色、份量等。一盘菜,将就将就也就算了,但是如果研制像航空发动机这样的“工业之花”,仍然存有这种差不多的思想,并且将其付诸行动的话,其后果也就可想而知了,尤其是第三代、第四代这样的精品级发动机,这也就是为什么不能拿搞二代发动机的理念来搞三代、四代机的理由所在。在文化方面,中国人好面子,出门喜欢光鲜靓丽,进了家门则要随意得多,因为进了家门就是里子的事情,似乎无关紧要,马虎一点没有关系。发动机相对于飞机也是里子,一般看不见,按照一般想法,看不见也就可以马虎一点。客观而论,这种思想对于我国核心技术的研发产生了非常负面的影响,如计算机之芯片、电视之显像管、航空之动力等。国人喜欢麻将,近来流行一种打法叫“血战到底”,所谓血战,就是战至最后一人。精神可嘉,但却缺乏了一种协作配合精神。对于航空发动机这样一种需要各专业高度配合、各部件高度集成的精密产品,尤其需要提倡桥牌的协作、围棋的大局观,而不是麻将的自我突围。

航空发动机作为一型机械产品,看似没有生命,实质上也有与人类一样的“灵性”。对它好了,事情做到位了,自然就不会出毛病。任何的糊弄,不负责任的做法,到头来必然会遭到它的报复。因此,一个正确的做法,就是找出规律,按照规律办事。具体来说,解决我国飞机的心脏病问题,需要采取中西医综合治疗的办法。中医治根,但太慢,西医救急,但解决不了长远问题。唯统筹兼顾,综合施治,才一定会到达胜利的彼岸,进入航空发动机研制的自由王国。

当前,我国周边安全形势异常严峻,领海纠纷不断,军事强国虎视眈眈,国家战略需要强有力的航空力量作为支撑,研制先进的航空动力责无旁贷,尽管路途崎岖,道路泥泞,

但我们没有退路,只有认清自我,奋起直追,以不达目的誓不罢休的勇气打赢这场航空动力的翻身仗!


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