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航空航天发动机,促中国航空航天工业腾飞

时间:2022-05-10 16:50:06 浏览次数:

航空航天动力产业是关系到国家安全、经济建设和科技发展的战略性产业,对能源、交通、机械、化工、冶金、材料等基础工业和科学技术的发展有巨大的带动作用。航空航天发动机制造业属于世界最尖端的高端设备制造领域,具有技术密集型、资金密集型的特征,其核心技术长期被发达国家实施封锁。自中国加入WTO以来,航空航天发动机制造业勇于面对挑战。成绩不俗。

工业之花怒放

目前,世界上能够独立研制各类飞机的国家有20多个,而能独立研制现代航空发动机的却只有美、英、法、俄等少数国家。航空发动机有着“工业之花”的美誉。中国自加入WTO后,面对西方国家的技术封锁,我国航空发动机工业迎难而上,坚持自主研制,在军用和民用领域硕果累累。

在军用领域,航空发动机工业曾长期以仿制为主,虽曾自行研制过几种发动机,但皆夭折。自加入WTO以来,航空发动机走上自主研制之路,2002年定型的“昆仑”发动机是中国第一个走完自行研制全过程的航空发动机,使中国一跃成为继美、俄、英、法后的第五大航空发动机生产国。此后,我国航空发动机制造再次突破,研制出“秦岭”发动机,这是我国自行研制的第一台中等推力的加力式航空涡轮风扇发动机。该型发动机填补了我国自主生产涡轮风扇加力型航空发动机的空白,标志着我国的航空发动机制造技术又上了一个新台阶。

2005年,我国第一台自行研制的大推力涡扇发动机“太行”诞生,标志着我国从此跨入了第三代航空发动机研制国家的行列,在自主研制航空发动机方面实现了我国军用航空发动机从中等推力到大推力的跨越、从涡喷发动机到涡扇发动机的跨越、从第二代发动机到第三代发动机的跨越,实现了转包生产上规模、燃机开发系列化,产品向海陆空立体覆盖的产业发展新格局。

目前,航空发动机已形成涡喷6、涡喷7、涡喷13、涡桨5、涡桨6、涡轴8、涡扇11等系列,并已初具规模。

在民用领域,民用飞机发展取得重大突破。支线飞机新舟60已经在国内外上百条航线中运营,具有自主知识产权的新支线飞机ARJ21已拥有确定和意向订单208架。“新舟”系列飞机现采用普拉特·惠特尼公司PW-127J型涡桨发动机,但第一台具有自主知识产权的3200公斤推力级大涵道比涡轮风扇发动机已经完成样机,这款发动机可用于新舟系列涡桨支线客机和公务机;同时面向支线飞机的发动机型号同时也在进行研制。

坚持国际合作拓展市场

自中国加入WTO以来,我国航空工业与国外知名航空企业建立了转包生产、加工贸易等合作关系,航空零部件转包生产在人世十年后翻了两番,中国生产的发动机零部件已成功装配世界主要客货机型,中国正在逐步形成成飞(飞机头与舱门)、西飞(机翼)、沈飞(机身尾段)、哈飞(复合材料)、西航发动机部件等具有优势的加工基地。

此外,中资企业还积极并购与欧美同行开展合作,提升总体技术研发实力。中航工业西飞公司收购奥地利飞机配件公司,这是亚洲航空制造业首次并购欧美航空制造企业。美国时间2011年1月21日,中航工业与通用电气旗下的航空集团组建新的合资公司,面向全球商用航空市场,为新型飞机平台开发并推广综合、开放式结构的航空电子系统。德国时间2011年2月23日,中航工业旗下的中国航空技术国际控股有限公司完成了收购德国洪堡公司20%的股权交割,成为该公司第一大股东。

2011年3月1日中航工业宣布,中航工业通用飞机有限公司收购美国西锐公司100%的股权。这是中国航空工业首次并购欧美发达国家飞机整机制造企业,标志着中国航空制造体系融入世界航空产业链。

国内航空转包生产的龙头企业一西航集团,计划再增资扩大生产规模,为美国GE、普惠,英国罗尔斯罗易斯,法国斯奈克玛等世界知名企业生产航空发动机及燃气轮机零部件。同时,还与意大利重要的航空发动机和燃气轮机制造商艾维欧公司共同投资建设飞机发动机和燃气轮机零部件生产项目。中国航空发动机业的转包生产数量和品种不断增加,由初期的简单零件加工,发展到包括各种盘、轴、环、机匣及密封件在内的几十种零件和组合件,其转包生产出口的交付额每年以33%的速度增长。

航天发动机,世界奇迹

运载火箭的发动机是运载火箭的心脏。在中国加入WTO后,航天发动机迎来黄金发展期,无论是在固体火箭发动机,还是在液体火箭发动机,甚至是在固-液混合火箭发动机领域都取得卓著的成效。

据对国际航天发射的故障率统计,发动机的故障率占38.5%。从2000年至2003年,全球有14次航天发射失败案例,其中由火箭发动机故障引起有11次,占到了79%。而由中国航天推进技术研究院研制生产的液体火箭发动机却一直保持了不败记录,书写了世界航天发展史上的传奇,被誉为中国航天的“金牌动力”。从1965年创建至今,其研制生产了几千台液体火箭发动机,成功率一直保持百分之百,这在世界航天界绝无仅有。

我国已先后研制成功了60余种液体火箭发动机,使用推进剂从常规低温推进剂、高能常温推进剂到高能低温推进剂,功能从主发动机到助推、上面级、游动和姿态控制发动机,推力从0.4公斤到120吨,应用于弹、箭、星、船等各种用途,已成功地将百颗卫星和7艘神舟号飞船送入预定轨道,走出了一条由中国的液体火箭发动机自主创新之路,使我国跻身世界航天大国之列,成为世界上少数几个掌握液体火箭发动机核心技术、拥有完全自主知识产权的国家。例如,运载火箭液氧煤油发动机是一种大推力、无毒无污染的新型环保发动机,我国科技工作者攻克了所有关键技术,使我国成为世界上第二个掌握这项核心技术的国家。

固体火箭发动机领域设计与研制水平实现了新的跨越。在中国加入WTO以来,返回式制动固体火箭发动机连续17次成功地将返回式卫星从太空送回地面。

2010年9月25日,由中国航天科技集团公司研制的我国最先进的两级固体火箭发动机,在短短的两年零三个月时间里,该型号一举突破了4大关键技术,创造了参加飞行试验发动机5项先例、6项国内之最的辉煌成绩,标志着我国固体火箭发动机设计与研制水平实现了新的跨越。

在固-液混合火箭发动机领域,由于固液混合火箭发动机具有固体和液体发动机的优点,但设计复杂,至今在世界上仍是一个没有被完全突破的技术难点。2008年12月05日,“北航二号”固液混合火箭发动机探空火箭飞行试验获得成功,这是我国首次成功发射和回收以固液混合火箭发动机为动力的探空火箭。

国际合作方面成绩斐然。我国研制的固体火箭发动机两度准确地将“亚洲二号”卫星和“艾科斯达一号”卫星送入36000千米的地球同步转移轨道,是我国第一个打入国际卫星发射市场的固体火箭发动机;SpaB-140C固体发动机于2003年12月和2004年7月配合CZ-2C/SD火箭成功将中欧合作“探测双星计划”的两颗卫星发射到预定轨道,取得圆满成功;随后开发研制的铱星变轨发动机将美国摩托罗拉铱星系统的12颗卫星准确释放在预定轨道,为中国航天走向世界做出了重要贡献。

展望未来,充满信心

自中国加入WTO这十年,我国航空航天发动机工业取得了长足的进步。随着我国经济的发展,随着我国在国际事务中地位的不断提高,我国必将在世贸组织的大家庭发挥更大更积极的作用,我国的航空航天发动机工业也将迎来更好的发展机遇,取得更加丰硕的成功,从而推动我国航空航天工业和整个国民经济有好又快发展。

中航工业总经理林左鸣说,“十二五”期间,中航工业打算自主投入100亿元资金研发高性能航空发动机,争取各方支持,进航空发动机型谱化、系列化发展,决心打一场发动机翻身仗。

有了过去这十年的辉煌成绩和各方的支持,我们有理由相信,中国航空工业将取得更大的成绩。随着“嫦娥工程”和“载人空间站”项目的进一步推进,航天发动机工业也将迎来更好的战略机遇期,取得更加辉煌的成就,拥有更加美好的明天。

作者黄开木为空军某部研究员

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