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斯贝发动机为何用了20多年才仿制成功?只因一个工艺细节

2017-3-22 08:06| 发布者: admin| 查看: 115| 评论: 0

摘要: 斯贝和中国的结缘是从配装达特涡桨发动机的子爵客机开始的。1963年中国引进了英国产的子爵客机,该客机所配备的达特涡桨发动机是罗罗公司生产的,这也为中英航空交往打开了一个小门缝。1972年,随着中美关系的改善, ...

斯贝和中国的结缘是从配装达特涡桨发动机的子爵客机开始的。1963年中国引进了英国产的子爵客机,该客机所配备的达特涡桨发动机是罗罗公司生产的,这也为中英航空交往打开了一个小门缝。

1972年,随着中美关系的改善,闻到风声的英国人也接踵而来,就在当年,罗罗公司总师斯坦利.胡克虽一个四人的小代表团来到中国,英国代表团向中国航空界人士讲述了垂直起降战斗机的概念,并介绍了斯贝发动机、协和超音速客机用的奥林巴斯593和威派尔Viper蝮蛇)发动机及涡桨的达特发动机。在经过多次接触后,胡克意识到中国对以获取许可证生产斯贝发动机(注:当时中国已从第三国引进了三叉戟客机和MK512斯贝民用发动机)产生了浓厚兴趣。

经过一来一往多次交涉,胡克意识到中国真正感兴趣的不是MK512斯贝民用发动机而是MK202斯贝军用加力涡扇发动机,该发动机的加力推力超过了9吨,不加力推力也超过6吨。

经过多轮交涉,经历两年的谈判,直到1975年12月13日终于正式签署了专利协议。

但斯贝的故事没有终结,斯贝发动机,中国型号定名为涡扇9,定点西安红旗航空发动机厂试制生产。西安航空发动机厂于1976年开始试制工作,此前西安生产的是涡喷8,是仿制苏联的РД-3М的产品,用于轰6。经过3年多的努力,1979年下半年,分两批装出了4台发动机。同年11月,由中英双方共同在中国完成了150小时持久试车考核。1980年2月到5月,又在英国完成了高空模拟试车、零下40摄氏度条件下的起动试车,以及5大部件的循环疲劳强度试验,结果都符合技术要求。中英双方代表签署了中国制造涡扇9发动机考核成功的文件。涡扇9发动机的初步研制成功,使中国有了一台推力适中的涡扇发动机,填补了空白,并有效提高了自行研制的水平和能力;通过试制引进了70年代水平的新材料、新工艺、新技术,机械加工工艺比原来提高一级精度以上,工厂掌握了诸如金属喷漆、真空热处理等12项具有世界先进水平的技术和46项国内先进工艺技术。同时,国内冶金、材料、化工、机械等工业的技术水平,也相应得到提高,从而较大幅度缩短了整个发动机制造技术与世界水平的差距。而且,斯贝发动机的引进还为航空工业迎接新时期的改革开放,引进先进技术,开展技术合作与交流,提高发动机及配套产品的技术水平,开了个好头。

需要指出的是如果没有涡扇9,那飞豹也就前途未卜了。但由于种种原因,WS9的研制一直踌躇不前。90年代初期,随着飞豹研制工作的展开,涡扇9的全面国产化工作也提到议事日程上来,95年11月,部分国产化的涡扇9通过150小时试车,此时涡扇9的国产化率已达到70%,仍有部分零件不能生产。1999年下半年,涡扇9发动机全面国产化工作启动,西安航空发动机厂先后攻克无余量精锻(精铸)工艺,数字式电子控制系统等一系列难关,西航集团公司仅用了20天时间就完成了发动机的装配,在成功进行了两次冷运转后,于2000年底一次点火成功,随即开始的150小时工艺试车于2001年圆满结束,试车检验结果表明各项性能技术指标均达到要求,涡扇9被重新命名为秦岭发动机,2002年6月1日上午,凝聚着西航航空人无数心血和汗水的秦岭发动机首飞成功。2003年7月该发动机通过技术鉴定,从此,中国开始有了全国产的大推力涡扇发动机。秦岭发动机于2007~2009年间终于获得了生产定型,从此以后飞豹的量产出现了一片坦途。

需要指出的是,由于斯贝发动机的国产化一直迟滞不前,飞豹在2000年前后的量产用光了所有几十台库存原装斯贝发动机,并从英国引进了一批封存的二手斯贝发动机,保证了飞豹量产的延续,而在本世纪的第二个十年,飞豹量产终于实现了价格便宜量又足。

而在叶片精锻工艺的获得方面,中国之前所有叶片是采用精铸的,由于英国的工艺不同,中国也引进了全套叶片精锻生产线,但开始试生产中,一直出现成品率较低的问题无法解决,而英国方面则说:他们只转让技术和资料,不转让头脑和经验。

一次,红旗厂精锻线的负责人赴以色列参观,偶然的机会中,发现对方的精锻生产中,锻造锤在锻造中每次锻造有一个停顿。

发现了这个秘密的红旗精锻人至此突破了精锻的全部秘密,精锻叶片的突破打开了斯贝国产化的大好局面。当然这只是斯贝国产化无数故事中的一个小故事。

斯贝发动机的原型改自民用发动机,因此也秉承了民用发动机耗油率低的特点。约翰牛的务实精神在斯贝发动机上体现得淋漓尽至;可靠,喘振余度高是斯贝的最大的特点,斯贝也正象一头老黄牛一样,勤勤恳恳,任劳任怨。斯贝是最早采用三元流技术的发动机,该理论是我国著名航空发动机专家吴仲华教授在国外求学期间提出的。

秦岭开始稳定生产后,西航人开始了其改进工作,由于秦岭的涡前温度属于二代,有必要做一定提高,现有技术和材料已经完全满足这个要求。另外秦岭的压气机级数相对于三代发动机已经实在太多了,可以减少的级数不少,从这个角度考虑,减重,增推是秦岭二代版的新想法,据悉秦岭二代版的预计推力已经超过10吨,推比也从5.05提高到6以上,重量也由将近1.9吨减轻至1.7吨左右,涡前温度也由1400K提高到了将近1600K,这已经是三代发动机的标准了,虽然只是门槛标准。

中国从斯贝上获得的也不仅仅是个航空发动机本身,随着对斯贝研究和量产的深入,中国还发展了斯贝的燃气轮机版本,同时斯贝燃气轮机版本的动力涡轮还移植到国产各型燃气轮机获得了巨大成功;而基于斯贝的高压压气机前七级,中国也将其改进用于涡喷14(国产昆仑涡喷发动机)的高压压气机。

从斯贝的想法提出到今天已逾一个甲子,而斯贝在中国的故事还在延续,秦岭为中国带出了一个实力雄厚的航空发动机厂,也为中国航发人打开了眼界,应该说当年花的一亿英镑确实物有所值,甚至物超所值,但希望今后的引进能及早转化为成功,勿让一件好事蹉跎了岁月,绿了芭蕉,红了樱桃,不要在一年又一年中白白空等。

时至今日,新一轮的航空发动机计划正在上路,又一轮的航发大投入正渐入高潮。从斯贝到秦岭二代的故事还在延续,而斯贝发动机的中国传奇将永远铭刻在每个中国航发人心头,激励我们砥砺前行,永远向前!


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