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收藏丨一文看懂航空发动机的全部知识点
以下文章来源于聚恩君 ,作者张聚恩
聚恩君一个爱科学爱家人爱朋友的“老民工”讲人生感悟,说航空故事。
编者
此前,《航空知识》微信公众号发表了中航工业原科技部部长张聚恩先生的发动机专题综述《万字看懂航空发动机的那些事》,引起了读者们的广泛关注。原文最早发布在作者的个人微信公众号“聚恩君”上。经修订,我们于2018年被授权转发。值此年尾,航知重新发出供大家收藏。本文共12002字,125图,阅读约需78分钟,请收藏和转发的朋友们以此版本为准。
注:文中相关数据统计至2018年。
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中国的航空发动机到底行不行?
有多少家底?症结在哪?
近年来,中国的航空事业可以说呈现井喷发展之势,各型新飞机和直升机不断披露,带给国人以一个又一个的惊喜。但是,一个不可回避的问题也常常被业内外人士提出:现在中国的航空发动机到底怎么样?新型航空器用的是国产发动机吗?本文将回答这些问题。
中国航空发动机有值得珍视的“家底”
我国航空发动机事业创建于抗美援朝时期,历经维护修理、测绘仿制、改进改型、自主研制等阶段,从无到有、由小到大地发展起来。如果从开始整机研制的1956年算起,至今已62年。回顾往昔,在极为困难的情况下,不仅为航空武器装备发展和国民经济建设做出了重要贡献,也为航空发动机事业的进一步发展奠定了技术与产业基础,这是不争的事实。我们有了值得高度珍视的“家底”。
1.基本建成航空发动机研制生产体系
以发动机设计研究院所和主机生产企业为核心,建成了包括一批专业化配套生产企业和科研院所在内的航空发动机研制生产体系。迄今,我国以航空发动机为主业的企事业单位共26家,其中设计研究所4家,主机生产企业6家。年销售收入大约300亿元,军用航空发动机和民用航空发动机之比大致7:3,其中军用航空发动机的制造与维修比例5:1,民用航空发动机维修与零部件转包比例接近1:1。中国航空发动机集团公司(AECC)成立时,对外公布的集团从业人员9.6万,总资产1100亿元。
2.基本具备研制生产所有种类航空发动机的能力迄今,我国研制生产和提供各类航空发动机约6.7万台,年产量大约1100台,包括涡扇、涡喷、涡桨、涡轴和活塞式发动机等(见注释)。国产航空发动机数量占现役军用配套总数的90%以上,基本满足了国产歼击机、强击机、轰炸机、运输机、教练机和直升机等航空装备的需求。近年来,一批新的高性能发动机开始研制,有的已经获得突破,如“太行”系列大推力、推重比8一级涡扇发动机,并有了一定的量产能力。
注释
数据来自中国航空博物馆公开的空军装备展。从1956年至2008年,我国五类航空发动机总产量约57000台。按年平均数外推10年,即从1956年到2018年的62年间,我国航空发动机的总产量不低于67000台;反映出我国航发产业拥有较强产能。
FWS-10 太行发动机涡喷14昆仑发动机涡桨6型航空发动机涡轴-16发动机活塞式HS-7发动机3.构建了基本完善的科研条件和基本设施
即使是在国家财力不够、投入不足的过去,仍然构建了包括高空试验台等在内的一大批高水平基础科研设施。近十多年来,国家对航空发动机的投入大幅增加,科研设施条件得到全局性的显著改善。
中国航空发动机的症结到底在哪里
那么,如今国人深深忧虑的航空心脏病究竟指的是什么?又是怎么造成的呢?我想从认清差距着眼,进而从历史的坐标里寻根求源,做出分析。
现代航空的发展历史并不长,是在第一次工业革命的孕育、第二次工业革命的催生下问世和成长的,最基本的推动力就是发动机的进步。可以毫不夸张地说,发动机既是航空器的动力,也是整个航空产业的“动力”。
从活塞时代到喷气时代,带来了现代航空的飞速发展。从上世纪中叶开始,燃气涡轮发动机成为航空动力的主力样式,而且在可预见的今后尚无其它可以替代的样式。
新中国的发动机事业起步不晚,初期走过的道路、特别是在涡喷发动机仿制批产方面的储备较厚实,能力已很强。但是,在从涡喷向涡扇,特别是大推力涡扇的提升转变的世界潮流中,我们从发展理念到技术实践,大大落伍了。加之除运10外,我们从未从国家层面独立发展过大型客机,因而商用大涵道涡扇发动机的研制更是空白。故而,我国航空发动机的症结集中表现为:军用涡扇发动机的性能急需提升,民用涡扇发动机急需解决有无问题。
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中国航空发动机与世界先进国家的差距
我们必须清醒地认识到,中国的航空发动机与欧美先进国家有很大的差距。下面从战斗机、运输机、直升机用发动机及先进技术储备这4个方面,分别进行差距分析。
战斗机发动机之差距
1974年服役、配装F-15战斗机的F100发动机(PW公司产品)为第三代发动机的代表产品,推重比8;2002年服役、配装F-22战斗机的F119发动机(PW公司产品)为第四代发动机的代表,推力15000daN,推重比10。我国FWS10发动机于2010年服役(比F100晚36年),推力和推重比与F100相当;更高性能的发动机还在研制中。综合起来,差距应为一代半。
配装F-15的F100发动机配装F-22的F119发动机FWS10发动机运输机发动机之差距
该类飞机是典型的军民两用品种。国际上用于此类飞机的先进大涵道比涡扇发动机最大推力已超过50000daN,空中停车率降到每百万飞行小时5次以下;热端部件寿命最长达到4万小时,耗油率在现有水平上再降15%的新一代产品,将在2020年前后进入市场。
我国因尚无实物商用涡扇发动机,只能以在研的产品预期性能与国际水平作比较。上世纪90年代用于A321的CFM56-5B2,推力14000daN,涵道比5.5;我们计划用于大运的在研FWS20与之性能相近,即使按时完成研制任务,在时间上相差20年。我们自研的CJ1000A与计划替代的、C919选用动力Leap-1C(与CFM56-5B2同为CFM国际公司产品)推力均为13600daN,涵道比10~11,但在时间上也至少相差20年。此外,还有诸如首翻期(为国外同类产品的1/2~3/4)等重要指标上的差距。
用于A321的CFM56-5B2发动机计划用于大运的在研FWS20发动机我国正在自研的CJ1000A发动机C919选用的Leap-1C发动机直升机用涡轴发动机之差距
即使在基础较好、自主保障率较高的中等功率涡轴发动机方面,也有一定差距。此类发动机已经发展了四代,前三代我们基本解决了有无问题,代表型别为WZ6、WZ8A、WZ9,比国外同类型别服役晚约15~20年,分别装备了我们的直8、直9、直10。但以CTS800-4(罗罗与霍尼韦尔的合资公司轻型直升机涡轮发动机公司LHTEC的产品,配装英国“山猫”直升机)为代表的第四代涡轴发动机,国外已在本世纪初服役,我们尚在研制,服役时间预计晚约15年。
直-8直-9直-10WZ8A发动机WZ9发动机英国“山猫”直升机先进技术储备之差距
这是尤其需要重视的方面。美国用于未来六代机或F-35替代动力的自适应变循环发动机已呼之欲出。用于高超声速临近空间飞行器和水平起降、可重复使用的空天飞行器的涡轮冲压组合动力将分别在15年、25年内达到6级技术成熟度。美国、欧洲正不约而同地实施新的一批航空发动机的科技发展计划,以持续保持技术领先优势。如果我们缺乏强有力的战略应对和有效举措,我们同世界先进水平的差距不仅不会缩小,还会进一步拉大。
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广
告
时
间
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中国航空科技和航空发动机发展历史进程中的一段认知弯路
在今天中国百姓的眼里,航天技术比航空技术难多了,中国航天取得的成就也比中国航空大多了;甚至在国家层面上,有“航天日”却无“航空日”。这首先归因于我国航天事业取得的巨大成就,以及航天科技的战略意义;但客观上,也有军用航空因保密原因无法更多披露,以致公众无法真切了解所取得的进步,客观认识所面临的困难及其造成的原因。以下,关于我国航空科技和航空发动机认知沿革的探讨,旨在总结经验教训,以便形成共识,在新时代里,在中央号令下,切实加快同样是战略高科技的航空科技和航空产业的发展,下大力气攻克航空发动机的瓶颈制约,以实现航空强国的伟大梦想。
长征五号歼-20航天日宣传海报历史的遗憾
当我们回首与中国航空事业相关的历史进程时,不能不说我们今天的困窘来自历史的遗憾。
1956年2月17日,受周恩来总理的鼓励,回国不久的钱学森向中央提出《建立中国国防航空工业的意见》,从当时刚刚成立的新中国的现实情况出发,认为应集中力量发展火箭和导弹。其后,中央在进行一系列调研讨论后,把航空航天作为一个整体看待,在统筹飞机发展(照苏联的改进图纸仿制生产)时,将注意力先行集中于突破导弹和火箭。
左一为钱学森历史证明,中央的两弹一星战略决策完全正确。这一决策大大提升了我国的国际地位,为我们赢得了宝贵的战略缓冲期。但遗憾的是,在以后的一个长时间里,作为突破口的导弹和火箭取得重大进展,却未对航空科技发展进行整体规划,使飞机、特别是发动机的自主研发缺乏战略牵引和推进。
1964年10月16日,中国第一颗原子弹爆炸成功而同期苏联发生的情况同样值得我们回味。上世纪50、60年代,苏航空工业水平不逊欧美,如继续关注航空发展,应能研制出性能比肩西方的飞机与发动机。但当时的苏联领导人忽视航空,造成航空迟滞不进,拉大了同西方的差距。当意识到必须奋力急追,重返航空大国地位时,付出了惨痛的代价。苏-27的研制坎坷曲折,推重比8发动机研制也历尽艰辛。
苏-27两弹一星成功之后,本应把全面推动航空发展提到日程上来,遗憾的是,航空的地位不仅没有提升,反而在持续下降。以至连航空是否高技术都成了问题。在20世纪中叶全球性“要导弹,不要飞机”的浪潮中,国内一些专家也认为,导弹可以替代军用飞机。军用飞机只是一种常规武器,航空技术只是保障常规武器的常规技术。在这种意见的影响下,我国科技界长期把航空排除在高新技术之外。
V-2导弹——第二次世界大战期间德国研制的世界上第一种弹道导弹1995年下半年,在《中共中央关于制订国民经济和社会发展九五计划和2010年远景目标的建议(征求意见稿)》中,再次将航空技术排除在高新技术领域以外,引起广泛的异议与忧虑。中国航空学会在时任理事长朱育理和副理事长张彦仲领导下,组织研究航空技术属性,并据此向中央建言。9月22日,王大珩、师昌绪、马宾、高镇宁、庄逢甘、张彦仲、顾诵芬等7位知名学者、专家,联名向中央书信陈情,阐明航空技术确属高技术的理由。
专家们认为,自20世纪40年代以来,军、民用航空器的性能发生了质的变化,航空技术飞速发展;海湾战争充分证明空中力量在现代战争中的决定性作用;航空工业对国民经济的先导作用也十分突出,对国家冶金、橡胶、石化、轻工、电子、机械等基础工业部门的带动作用日渐显著。从现实情况看,我国航空技术与国外航空发达国家差距较大,如再不把航空技术抓上去,我国将在综合国力竞争中存在严重的危机,在军事上将陷于被动挨打的困境,国内民机市场也将被国外占领。
海湾战争中法国使用的幻影F1战斗机海湾战争中美国使用的F-14战机海湾战争中美国使用的F-18大黄蜂战斗机海湾战争中使用的龙卷风战机(英、法、德)海湾战争中使用的美洲豹战斗机(英、西、法)中央听取了业界的强烈呼声,终于将航空列进了国家需重点发展的高技术领域。在1996年3月17日全国人大八届四次会议通过的我国2010年远景目标发展纲要中明确:“要把握世界科学技术发展的趋势,重点开展电子信息、生物、新材料、新能源、航空、航天、海洋等方面的高新技术,在一些重要领域接近或达到国际先进水平”。至此,航空高技术地位在我国方予确立,其时已步入20世纪末。
整个航空技术在长时间里都处于这样一个尴尬的处境,作为航空器配套分系统的发动机,处于什么位置,更可想而知。我们欠的账实在是太多了,我们缺的课也实在是太多了。不能不说,这是历史的遗憾。
发展航空发动机应该形成的共识
人的认识有时很奇怪,当初说航空太难了,所以先发展火箭导弹。等火箭导弹有所突破了,怎么航空倒变成一般常规技术了?当我们今天充满诗情地说航空制造业是现代工业之花,说航空发动机是皇冠上的明珠时,怎么连它的高科技属性都长期得不到承认。我们认识上走的弯路太远太大了,而认识和理念上的偏差,直接导致战略误判和规划缺失。
欠账终归要还,缺课一定要补。航空发动机的今天就是吞下这颗历史苦果后造成的。终结历史的遗憾,需要我们坚定地形成以下共识,今后无论发生什么样的风吹草动,千万不要再动摇。
①航空发动机太重要了,如果不解决这一瓶颈制约,我们的航空装备,就像被绑在别人的战车上;我们或是航空大国,但永远不能成为航空强国,我们将至多是一个跛脚的巨人。
②我国航空发动机与世界先进水平的差距整体上相差一代或一代半,在时间上落后20年,填补空白,提升性能,加速追赶,时不我待。
③航空发动机产品十分复杂,其综合难度在当今的工业产品中,无出其右。
④航空发动机的技术覆盖宽、涉及面广,内容博大精深,在当今的科学技术体系里,是当之无愧、应列前位的高新技术。
⑤世界航空发动机科学技术发展神速,我们既要在传统发动机领域负重前行,急起直追,又要重视基础研究,自主创新,另辟蹊径,否则我们会落后得越来越远。
上述这番话,绝不是怨天尤人,而是痛感:只有对历史做出实事求是的反思,形成真正符合发展规律的共识,才能同心同德向前看,制定应对之策,走上正确的发展之道。是时候插播一条广告了!
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航空发动机的世界格局详解
当我们还为航空在中国科技界的地位而奋争时,世界已悄然形成了一个远比飞机行业更严苛、更高度垄断、更严密技术封锁的全球航空发动机格局。
美英法德日等西方国家通过其寡头企业,垄断了世界航空发动机和燃气轮机(本文暂不涉及燃气轮机)市场。美英法寡头企业,包括其合资公司,占领了世界航空发动机市场的70%,而在新机市场上的价值份额更高达90%。
全世界能造飞机的公司十数家,而独立的航空发动机供应商只有几家。
美、俄两国的航空发动机底蕴深厚,但俄罗斯这只“老虎”一打盹,就被西方远远甩在身后,尤其在民用航空发动机方面,俄罗斯在世界市场几无份额。
世界大型民用航空发动机
世界大型民用航发产业的顶级企业是美国通用电气(GE)公司和普拉特•惠特尼(PW)公司、英国的罗尔斯•罗伊斯(RR),以及GE同法国赛峰集团(Safran)合资成立的CFM国际公司,GE同PW合资成立的EA公司,PW、德国MTU等5家合资成立的IAE公司等。这些企业具有独立研制航发整机的能力,几乎控制了全球大型民用航发的核心技术研发、总装集成、销售及客户服务等全产业链。
美国通用电气公司(GE)GE9X发动机普拉特•惠特尼公司(PWA)PW6000发动机英国的罗尔斯•罗伊斯公司(RR)遄达XWB发动机CFMI CFM-56发动机EA(GE/PW)V-2500公司发动机军用和小型航发领域
上述顶尖公司中的多数,以及俄罗斯土星、礼炮公司等,拥有大推力军用航发的研制生产能力。此外,在其他军用航发和小型航发领域,法国斯奈克玛(Snecma)、美国霍尼韦尔(Honeywell)、德国MTU、意大利Avio等企业,也拥有很强的实力。它们具有各自领域的整机研发与市场能力,还是为顶级企业提供大部件和核心机部件的一级供应商。
法国斯奈克玛M88霍尼韦尔F124德国MTU Aero Jet意大利Avio俄罗斯土星AL31FF110-GE-129F135欧洲EJ200再下一级的供应商
以日本和韩国公司为代表,包括日本三菱重工、川崎重工、石川岛播磨重工和韩国三星科技公司等,这些供应商拥有强大的零部件加工制造能力,主要为上一级企业提供发动机零部件产品。
日本三菱重工低压转子日本川崎重工燃气涡轮机日本石川岛播磨重工小型涡轮机试验件西方国家为长期保持在航发领域的领先和优势地位,在政府和企业层面,采取了许多措施。在研发投入、项目投资、产业链控制、知识产权保护、技术输出控制等方面,构筑了极高的产业门槛,封堵其他国家和企业的发展与追赶,更不要说后来居上。
这就是航发的世界格局。面对这样的态势,我们只有一条出路,那就是从维护国家利益出发,担负起独立自主、加快发展航发的历史使命。
就像在大型民机领域,我们将努力改变A(Airbus)+B(Boeing)两霸并立的局面,最终实现A+B+C(COMAC)三极鼎立那样,在航发领域,我们也要加入“强人俱乐部”,在世界的东方形成一极,逐步改变航发世界格局,尽管这个进程将会十分艰难与漫长。
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航空发动机难在哪里?
航空发动机到底难在哪儿?为什么世界上只有极少的国家能够制造?
国人对这些问题十分关切,对材料制造之难关切尤甚。但这是一个多层面的问题,必须全面和综合的认识。我的认识如下。
极高技术要求和可靠性要求
航空发动机涉及的学科和技术领域之多几乎与整个飞行器相同,甚至技术要求还更高。航空发动机所需的主要科学基础是支持其高温、高速、高压和长寿等工作特点的科学学科,如工程热力学、气体动力学、燃烧学、传热学和现代控制理论等。而其所需技术几乎覆盖材料、制造、试验等所有现代技术门类,特别是高温材料和热工艺。
航空发动机的工作过程极为复杂。以燃气涡轮发动机的核心机(由压气机、燃烧室、涡轮组成)为例。压气机将进入发动机的空气逐级增压,增压比可达25以上;压气机叶片的气动、强度和几何形状十分复杂,承受极高的由离心力产生的载荷。燃烧室是保证增压后空气与燃油充分混合,并稳定燃烧的特殊结构,需精心设计,采用有效冷却和选择耐高温材料、涂层等综合措施。涡轮的作用是将气流的能量转换为机械能,为了获得更大功率,要求涡轮进口处燃气温度尽量高;先进发动机的涡轮前温度已达1850~1950K,大大超过涡轮叶片材料本身能承受的温度,需探索使用耐更高温度的材料,并采用新的冷却技术。
燃气涡轮发动机组成图发动机装载在航空器上,处于严酷的使用环境下,需要在高温、高寒、高速、高压、高转速、高负荷、缺氧、振动等极端恶劣环境下,稳定可靠地工作。特别是发动机工作状态变化急剧,在航空器飞行速度和高度、以及气候气象条件改变时,发动机各部件受力/受热状态将发生相应变化,原有的配合关系有可能被破坏,必须在设计和制造中充分考虑到这些影响,否则,会引发故障,造成严重后果。
发动机需在复杂工况下持续稳定工作,在飞行中不可能停机维修的特点,对发动机的可靠性提出了极高要求。目前每百万飞行小时的空中停车率只允许2~5次。若以单台发动机计量,相当于使用90~200年停车一次。目前,民用航空发动机的首翻期(机上平均寿命)已达2万小时,相当于一天24小时连续飞行2年以上;按正常的每天使用6小时计算,一台发动机可连续使用9年以上不拆下翻修。如此之高的可靠性指标要求,是其他任何工业产品不可比拟的。
对国家基础工业的高度关联
航空发动机如此之难,涉及众多技术领域,离不开国家基础工业的支撑。没有强大基础工业能力的国家,绝不可能进入航空发动机领域。当年专家学者向中央建言时,曾指出:航空对国家冶金、橡胶、石化、轻工、电子、机械等基础工业部门的带动作用日渐显著。其中,冶金、电子、机械等对航空发动机尤其高度关联。
以发动机的热部件为例,它们强烈依赖如定向凝固高温合金、单晶、金属间化合物、金属基复合材料和陶瓷基复合材料等先进特殊材料。而由于目前基础工业提供的支撑还不够,直接导致发动机的性能及可靠性等关键指标达不到设计要求,或者无法稳定地批量生产。
涡轮转子叶片遵循独立和超前的发展规律
离开装载平台,航空发动机没有独立的实用价值。但这决不意味着,航空发动机的研制必须依附于特定的航空器型号。由于发动机的难度高于平台,研制周期长于平台,在以先进航空器的需求来牵引发展的同时,更要遵循自身技术的发展规律,提前谋划,超前发展。
在过去很长一个历史时期,我国航空发动机的研发紧紧依附于飞机型号,即要研制一款飞机,才会去研发配套发动机;飞机如果下马,发动机随之下马。发动机少有走完研制过程、积累完整工程数据的型号,这方面的教训十分深刻。
航空发动机的研发周期一般比飞机机体长5年以上,且新型发动机研发所需时间不断延长。早期,每隔5~10年出现一代新发动机,而从F100到F119(F22配装发动机)竟相隔30年。20世纪70年代的实践表明,新一代发动机从部件研究到投入使用需要8~14年时间。F119从1973年概念研究到1999年产品定型,则经历了26年,如以F-22在2005年入役计算,则长达32年。
F100发动机F119发动机F135发动机F-22战斗机国家资源的强力支持与保障
在《美国国家关键技术计划》说明文件中,把航空发动机描绘成“一个技术精深得使新手难以进入的领域,它需要国家充分保护并稳定利用该领域的成果,长期的专门技能和数据积累,以及国家大量的投资”。航空发动机产业是资金密集的高投入和高产出行业。据统计,在航空研发总投入中,航空发动机占比约1/4。统计数据表明,研制一台大中型发动机,大致需要15~30亿美元。美国一直通过国家长期、稳定的大力支持和投入,实施多项超前于具体型号的纯粹技术研究性的中长期研究计划和短期专项研究计划,为发动机研制提供充足的技术储备,以降低工程研制的技术风险,缩短研制周期。
对试验和高性能设施的依赖
航空界有“航空发动机是试出来的”一说,揭示了航空发动机研发的一大特点,即,对试验和试验设施的高度依赖。由于技术难度大,航空发动机的研制是研究-设计-试验-修改设计-再试验的反复迭代过程。研制一台新型发动机,一般需要10万小时的零部件试验、4万小时的附件试验和1万小时的整机试验。航空发动机是设计、制造的产物,更是试验工程的产物。
航空发动机的试验是一个体系,含性能试验、通用性试验、耐久性试验、环境试验和飞行试验,每一个类别的试验又包括若干试验项目。而每一个试验的背后,一定是高性能的各类试验手段与设施。
GE9X发动机地面试验在试验过程中和试验后,还需要对巨量工程数据进行采集,并分析整理,需要不间断地持续积累,当然还需要重用与共享。而我知道,在这方面,我们的问题多多,差距很大。
高水平研发队伍和制造能力
为了成功研发航空发动机,必须有一支高水平的研发队伍。和国外航发主要企业相比,我们的队伍在整体上还嫌力量单薄。中国航发对外公布集团从业人员9.6万,但据我所知,全部一线科研人员不足一万。而世界航发四大巨头GE、RR、PW、赛峰的雇员人数分别达到39000、40400、35870和60300人,虽总人数低于中国航发集团,但科研人员的数量应与我们比较接近。而由于我们历史上形成的局面,整个队伍尚不能专注于航发的开发、研制和批产。
为促进我国航发自主创新,还需要理顺发动机厂所的业务关系,实现产业重组,建立厂所利益共同体。要比任何时候更加重视新技术、特别是对未来有可能产生重大影响的前沿技术的研究,而科技管理人员的科学素养,科技人员从事开创性研究工作的能力,决定了我们的未来。研发成效最终要体现在优质、稳定、成本可控地制造出发动机产品,为此必须有配套的先进制造能力。航空发动机的制造涉及材料、结构、焊接等众多难度极高的工业技术,需大量使用定向凝固、粉末冶金、复杂空心叶片精铸、复杂陶瓷型芯制造、钛合金锻造、微孔加工、涂层与特种焊接等先进制造技术。在新的数字化技术的推动下,还需要变革流程,实施协同、并行和集成,大范围地应用数字化工艺设计、数控加工技术、虚拟制造技术、智能控制技术、企业资源数据管理技术,以及基于模型的系统工程等。
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未来20年中国航空发动机的市场预测
中国航空发动机的市场有多大,是各方人士关心的一个问题。
笔者搜集和比较了各有关机构的预测,分析综合后,列出以下数据,供参考。
未来20年军用发动机需求预测
根据中国产业发展研究网发布的《2016年中国航空发动机行业发展趋势预测》报告中,对我国军用飞机及发动机的需求预测(见下表),未来20年中国军用航空发动机总需求量约22000台,价值450亿美元。适当考虑军机出口,总需求量有望达到24000台,价值约500亿美元;如果再考虑服务,市场总规模应有600亿美元,约合4000亿RMB;年均1200台/200亿RMB。
目前,我国部分新机配套发动机虽尚未全部使用国产发动机,但我们的目标是军机发动机原则上应全部使用国产产品,或至少占比90%以上,故而以上数据可视为中国航发产业军用航空发动机的市场空间的宏观参考数据。
未来20年我国军用飞机及航空发动机需求预测
来源:中国产业发展研究网《2016年中国航空发动机行业发展趋势预测》歼-15的AL-31H发动机特写FC-31FC-31的RD-93发动机歼-20使用的AL31型发动机特写未来20年中国民用发动机需求预测
根据罗·罗公司的预测,未来20年世界民用航空发动机市场继续快速发展,100座及以上级别民机市场保持强劲需求,共需超10万台航空发动机(含备用),价值达万亿美元(含服务)。其中,按中国市场占比20%计,约为2万台/2000亿美元。考虑到此类国产民用发动机处于较长的成长期,目标为力争分享10%~20%份额,即2000~4000台/200~400亿美元的市场规模;年均100~200台/100~200亿美元产值。这个市场前景足以诱人,也充满挑战。
A380客机安装在A380原型机上的遄达900波音787客机安装在波音787上的瑞达10007
中国航空发动机的未来在哪里?
中国航空发动机的振兴,是全中国人民的期盼;中国航空发动机的未来,需要中央的关怀领导,需要中国航发集团全体员工的矢志奋斗,也需要社会各界的积极参与和共同努力。
新时期中国航空发动机事业的历史使命
以2016年5月为里程碑,中央决策成立中国航发集团公司,中国终于有了自己的专业化航空发动机国家级企业集团。
以2016年5月为里程碑,中央决策成立中国航发集团公司,中国终于有了自己的专业化航空发动机国家级企业集团。
在成立AECC时,习近平主席指示,党中央做出组建中国航空发动机集团公司的决策,是从富国强军战略高度出发,对深化国有企业改革、推进航空工业体制改革采取的重大举措。希望你们牢记使命、牢记责任,坚持国家利益至上,坚持军民深度融合发展,坚持实施创新驱动战略,大胆创新,锐意改革,脚踏实地,勇攀高峰,加快实现航空发动机及燃气轮机自主研发和制造生产,为把我国建设成为航空强国而不懈奋斗。我国自主研制的大型客机发动机CJ-1000AX李克强总理也指出,航空发动机是国之重器,是装备制造业的尖端,尽快在这一领域实现突破,对于增强我国经济和国防实力、提升综合国力具有重大意义。希望同志们牢记使命,不负重托,努力做航空动力的保障者、制造强国的建设者和创新驱动发展的践行者,为保障国防安全、培育壮大新动能、促进经济社会持续健康发展作出积极贡献。
承载着国家和民族的重托,以AECC为主力军的中国航空发动机事业建设者们承担着光荣而艰巨的历史使命。主要是:
为应对复杂国际政治军事形势,必须实现军用航发的自主保障。现阶段的几乎所有先进航空武器装备,从战斗机到轰炸机到运输机到特种飞机,都翘首以待国产高性能航空发动机。
为实现民用航空强国的梦想,必须加快填补商用涡扇发动机的空白。
所有具有市场前景的航空发动机品种都需要提高性能,提高产能,控制成本,发展成为有市场竞争力的优质产品。
在科学技术飞速发展的今天,既要在传统样式的发动机方面迎头追赶,又要开展新概念、新原理、新能源、新样式航空发动机技术研究和开发,在影响未来的前沿技术领域取得更多的突破与进步。
歼-20战斗机歼轰-7轰炸机运-20运输机从国家到社会各界共同承担的职责
中国航空发动机的未来,需要从中央到社会各界共同努力,才能共同开创。
国家层面
航空发动机事业需要国家高层的倾心与全力推动,而不是只交给AECC一个工业企业,任由AECC去唱独角戏。想当年,国家为了两弹一星,从全国调兵遣将,在物资和条件上给予绝对保障。如果我们今天能以这样的举国体制、非常手段,由中央领导带领数万大军攻关拔寨,何愁航发的面貌不改?
有人讲,现在是市场经济,应该是公司行为。在一般意义上,是这样,但在涉及国家核心技术和核心能力方面,必须体现国家意志,必须集全国之力攻关破难。美欧等航空先进国家和地区,从来都是在国家支持下,才有今天的,而且至今还在全力支持。
中央政府已经明确提出十三五期间航发战线的任务。2016年11月24日,工业与信息化部部长苗圩在全国工业和信息化科技创新大会上说,“十三五”期间,我国将推动大型客机发动机、先进直升机发动机、重型燃气轮机等产品研制,初步建立航空发动机及燃气轮机自主创新的基础研究、技术与产品研发和产业体系。
图源自中国航空报为落实这些要求,AECC应梳理影响发动机生产与研发的三大清单,即重大问题清单,配套缺项清单,关键技术清单,由工信部或两机专项领导机构向全国发布,组织全国大会战。
集团层面
中国航发集团的领导人已多次表示,中国航发将探索形成小核心、大协作、专业化、开放式的一种研发生产体系,真正走出一条从基础研究到关键技术突破,再到战略性航空发动机产品研制的自主创新的发展道路,同时也带动我国科学技术和工业技术水平的提升。
应围绕上述四个方面的使命(军发、民发、产能与质量提升、创新发展),逐项制定路线图,务求措施落地。应着力建立科技能力体系,提高识别与获取先进适用技术的能力,做中国航发领域的DARPA。用前所未有的紧迫感壮大科技队伍,培养和推出新一代航发科技领军人物。
社会层面
航空发动机事业需要全社会的关切,这不仅是责任问题,也是现实需要。多一些亲身参与,少一点坐而论道;多一些出谋划策,少一点批评指责,有钱出钱,有力出力,有人出人,是AECC的福音,也是中国航空发动机事业的福音。在军民深度融合的大旗下,用战略思维,组织和集结社会力量,加入中国航空发动机事业。在开展零部件加工、初始材料制备、关键设备设施研制等的同时,向关键工序和关重件攻关、关键技术突破,以致整机研制、国际合作等方面扩展。
在中国航发的发展上升为坚定的国家意志时,中国航发的春天就正一步步向我们走来。为了中国航发的春天,让我们撸起袖子加油干!
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本文转载自公众微信号:聚恩君
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原标题:《收藏丨一文看懂航空发动机的全部知识点》
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