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中国航空发动机坎坷路:事故率高外军十倍,每年百次空中停车

2017-3-6 08:25| 发布者: admin| 查看: 478| 评论: 135

摘要: 中国航空发动机的发展,牵动着每一个中国人的心。尽管中国是继美国和俄罗斯之后,世界第三个拥有自主知识产权的先进大推力小涵道比军用涡轮风扇发动机的国家,尽管中国在2015年将航空发动机列为国家重大发展项目,尽 ...

中国航空发动机的发展,牵动着每一个中国人的心。尽管中国是继美国和俄罗斯之后,世界第三个拥有自主知识产权的先进大推力小涵道比军用涡轮风扇发动机的国家,尽管中国在2015年将航空发动机列为国家重大发展项目,尽管中国在2016年成立航空发动机集团,从顶层理顺了航空发动机的研制生产体制,尽管近几年中国航空发动机开始呈现型号井喷发展的喜人形势。但与美欧国家相比,中国在先进航空发动机研制上依然像一个初学者。中国开始加大航空发动机的投入只有20年,军用发动机领域也仅仅是把涡扇-10太行发动机做到了基本堪用的最低要求。

如果说飞机制造是世界工业金字塔的塔尖,那么航空发动机就是塔尖上镶嵌的钻石。中国仿制、生产航空发动机的历史可以追溯到上世纪50年代,虽然中国空军在建国之初就装备了当时世界最先进的米格15和米格17等喷气式战斗机,而且很快就进入国产化阶段,但国产航空喷气发动机实质还是仿制苏联发动机,而且长期落后于世界水平,尤其是在60-70年代,中国和世界航空发动机的差距不但没有缩小,反而差距越来越大。等到美国、苏联等国装备第三代涡扇发动机的时候,中国还在涡喷发动机和第二代涡扇发动机上艰难跋涉。

截止上世纪80年代中期,中国大量生产的堪用的军用航空发动机实际上只有三个型号:涡喷-6、涡喷-7和涡喷-8。其中涡喷-6是为了大量的歼-6战机,仿制苏制Pд-9Б喷气发动机;涡喷-7是为了装备少量歼-7、歼-8战机,仿制苏联Р11-Ф-300发动机;涡喷-8是装备我军轰-6轰炸机,仿制苏联PⅡ-3M发动机。这三种发动机,是当时中国空军的心脏,如果没有这三种发动机,中国空军就相当于不存在了。

【科罗廖夫军评330期】然而这三种技术最成熟、生产数量最大的发动机,在80年代以前,因为技术设计和质量问题导致大量的飞行事故。根据航空发动机和燃气轮机专业媒体——《两机动力控制》日前发表的研究文章,中国空军在建国前30年面临的战机飞行安全问题,最严重的就是缺乏质量合格发动机的问题。

上世纪80年代初,航空工业部质量司曾统计,1952年至1983年,空军战机因产品设计和制造等质量问题共发生等级事故,其中发动机质量占48.3%。等级事故中一等事故占三分之一,其中发动机质量问题约占一等事故的38%。另据空军统计,建国三十多年来发生的一、二等事故中,属于航空发动机设计、制造引发质量问题造成的约占50%,这一数字可以与航空工业部质量司统计的数字相互印证。而外军的飞行事故中,由于航空发动机造成的事故仅占4.5%,这等于说中国航发事故率是世界平均水平的10倍多。

图片:美国J-79涡喷发动机,诸多美国著名战机的心脏

【科罗廖夫军评330期】例如涡喷-6发动机的质量问题就贯穿六十和七十年代,造成大量飞行事故,直到八十年代初才彻底解决。涡喷6是在苏制Pд-9Б喷气发动机基础上仿制并发展而形成的一个系列型号,1959年7月定型,是中国第一款超音速航空发动机,装配于歼-6歼击机和强-5强击机。涡喷-6系列发动机是我国迄今为止生产数量最大的航空发动机,总产量高达29316台,目前仍有相当数量在役。1958年黎明发动机厂(410厂)根据前苏联提供的爱尔德-9Б(Pд-9Б)技术资料开始试制,1961年开始实际批生产。从1964年到1983年经过四个批次的改进,性能有较大提高。首次翻修期在60年代为100小时,经多年改进,于1972年提高到200小时。1977年涡喷-6实现在歼-6和强-5飞机上通用的目标。六七十年代曾发生过擅自修改发动机技术构造,缩小轴头,导致发动机大批故障,出现机毁人亡事故。

中国首台大推力民用航空发动机——涡扇8型 

【科罗廖夫军评330期】空军在80年代初曾经统计,有多达数万多台次的涡喷-6发动机,在寿命期内就返厂排除故障,其中最严重的是涡轮轴断裂问题。空军当时计算涡喷-6的空中停车率高达0.94次/千小时,而美国规定发动机空中停车率为0.2次/千小时,这说明我国战机的空中停车率是美国的4.7倍,这主要由于涡喷-6燃油系统出现故障较多,其次是涡轮和压气机故障。

1980年代以前,中国空军大约装备着2000架以上歼6歼击机,以及300架以上的强5强击机,以这两种战机总数量2500架,年均飞行80小时计算,空军歼6和强5的总飞行小时大约20万小时,按照空中停车率高达0.94次/千小时计算,空军每年发生空中停车的事故次数要超过180次以上,多次造成机毁人亡的一等事故。涡喷6发动机曾多次造成空军歼-6战机的全面停飞。到1974年9月,空军停飞的歼6战机一度超过60%,甚至已经严重危及首都的空防,不得不紧急从西南抽调战机进驻杨村机场。

七十年代初是涡喷6质量事故的重灾区。由于涡喷6发动机的需要量较大,在沈阳和成都两个航空发动机厂同时生产。410厂(沈阳)生产的涡喷-6发动机,1969年共发生重大质量事故41起,废品损失600多万元。1970年从部队返厂检修的发动机达800台次,而该厂当年产量也就1000台涡喷6。1970年2月发生涡轮轴超差事故,237台发动机返厂,302根涡轮轴报废。4月又发生喷嘴油滤开焊事故,153台发动机返修,导致国内外大批歼6飞机因缺发动机而停飞。1971年因发动机质量而导致飞行事故6起,返厂换件的发动机占三年总产量的44%,并迫使涡喷-6发动机减寿一半,降到100小时使用。

420厂(成都)生产的涡喷6发动机质量问题同样突出,在1971年和1972年多次发生涡轮轴折断的一等飞行事故,造成4050台发动机返厂换轴。尤其1971年4月巴基斯坦连续2架歼6发生涡轮轴折断,导致两起一等事故,其中一名牺牲的飞行员还是巴空军的高级军官,造成恶劣影响。1971年两台发动机在外场地面试车时发生爆破事故,造成1969年以后生产的5200台发动机返厂换件。当时涡喷6质量差还反映在一次试车合格率低,曾经出现过有一台发动机反复返修排故,试车24次才合格的奇葩情况。1971年出厂的发动机,最大推力值能达到规定上限的只占16%。

【科罗廖夫军评330期】再加上此时生产的歼-6飞机也存在质量低劣问题,严重危及飞行员的生命安全和国防战备,这一严峻形势引起了国家领导的极度忧虑。涡喷6发动机经过多次改进,质量不断提高,寿命得以延长,到1983年的第四批改进型,才进入质量成熟期,开始获得国内外用户的好评。

英国凯特王妃为罗罗公司研发的大涵道比航发宽弦叶片做宣传。

【科罗廖夫军评330期】“心脏病”一直制约中国航空工业和空军的发展,是中国战斗机乃至民用飞机研制开发的一个短板,成为制约中国经济全面发展以及确保国家安全的心头之患。好在近些年国产航空发动机问题已经获得高度重视,首先在国产大推力军用发动机取得了突破, 涡扇-10太行发动机历经“二十年磨一剑”,从2005年配装战机,又经过近十年的磨合,才真正堪用。

目前国产最新型的歼11B、歼11D,歼16,以及批量生产的歼10B/C等战机,都开始配装国产太行发动机。外界分析认为,随着中国在航空发动机领域的巨额投入和型号发展,预计2到3年内在批量制造高性能喷气发动机方面,会取得涡扇15和涡扇20等五六个型号的突破,但对于制造可靠的世界顶级航空发动机,则还需要5到10年。


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