航空发动机缘何成“国之重器”?

来源:中国军网-解放军报作者:雷有锋责任编辑:杨红
2016-09-08 08:20

要点提示

当前,我国航空发动机发展建设迎来重大机遇,党中央、国务院从富国强军战略高度,作出了组建中国航空发动机集团公司等重大战略决策,开启了我国自主研发航空发动机的新篇章。

人类在航空领域中所取得的每一次重大的革命性进展,无不与航空发动机的技术突破和进步密切相关。随着现代战争样式的变革,航空武器装备已成为夺取制空权、影响战争进程的关键装备,航空发动机作为战机实现战术性能、发挥作战效能的基础,也成为决定战争胜负的重要因素。

涡轮喷气发动机工作原理图

航空发动机的前世今生

1903年美国莱特兄弟实现了人类历史上第一次有动力、可操纵的载人飞行,标志着飞机的诞生,这也可以认为是航空发动机的诞生日。距此约100年前,“航空之父”英国学者乔治·凯利就建立了飞机的飞行原理和结构布局,之后人类进行了大量的飞行探索,但由于没有合适的发动机只能望“天”兴叹,直到莱特兄弟制造出了性能好、重量轻的发动机才实现了有动力载人飞行。

航空发动机自诞生以来得到了长足发展,尤其是上世纪30年代末涡轮喷气发动机的发明,将人类带进了喷气式飞行时代,上世纪50年代诞生的加力式涡轮喷气发动机又使人类进入超声速飞行时代。

涡轮喷气发动机可称为上世纪最神奇、伟大的发明之一。从外表看,它就是一个两端开口的圆筒,内部安装有十几级风扇、压气机、涡轮,以及传动轴、主燃烧室、加力燃烧室和喷管,数万个零部件。但就是这样一个直径约1米、长度4~5米的圆筒能够持续不断地产生上万公斤、相当于自身重量8~10倍的推力,这就是它的神奇之处。涡轮喷气发动机在全世界得到广泛应用,将人类带进喷气式飞行时代,对世界政治、经济、军事以及人类生活产生巨大变革。

现代工业“皇冠上的明珠”

航空发动机结构复杂,而且要长期反复使用,可靠性、耐久性要求高,是世界上公认的技术水平高、核心技术门槛严格、整体结构复杂的工业产品,号称现代工业“皇冠上的明珠”。美国《国家关键技术计划》中将航空发动机描述为“是一个技术精的领域,它需要国家充分保护并利用该领域的成果,需要长期数据和经验的积累,以及国家大量的投资……”

航空发动机技术十分复杂,即使在工业基础雄厚、科技实力领先的美国,研发一款先进航空发动机,也需要十几年甚至二十几年的时间,例如F-22战斗机的发动机,从1983年开始验证机研制,到2005年形成作战能力,研制周期长达22年。与典型的高科技产品航天火箭发动机相比,航空发动机结构更为复杂,部件工作负荷更为严酷,并且要求长寿命、多次重复使用。

由于上述差异性,世界公认航空发动机比航天火箭发动机技术更复杂,研发难度更大。目前世界上能够独立研制航天运载火箭并能够发射卫星上天的国家至少有十个以上,除美、俄、欧盟、中国之外,日本、印度、以色列、伊朗等国家都能够实现,而能够独立研制先进航空发动机的国家只有美、俄、英、法、中国等极少数国家。

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