打造更加强劲“中国心”——从新中国首台航空发动机探寻我国航空动力自主创新发展之路

文摘   2024-10-25 19:45   贵州  



首都北京中轴线北延长线的东侧,雍容大度、气势磅礴的中国共产党历史展览馆巍然矗立。展览馆一角的聚光灯下,陈列着一台宛若莲花般的航空发动机,机体斑驳的锈迹浓缩了一段关于奋斗的记忆。


这是新中国制造的第一台航空发动机M-11。1954年,老一辈航发人自力更生、艰苦奋斗,在工业基础薄弱、技术积累一片空白的情况下,绘就出一幅幅大干、快干的生动图景,为新中国航空发动机事业拼出一片新天地,创造了零的突破的奇迹。


走过七十载岁月,我国航空发动机事业已实现从试制活塞发动机到自主研制涡喷、涡扇、涡轴、涡桨等全系列先进发动机的历史性转变。新一代航发人站在新的起点上,正向着打造更加强劲“中国心”、建设航空强国的宏伟目标奋勇前进。


↑1954年10月25日,毛主席向新中国第一台航空发动机试制成功致嘉勉信


传承红色基因
书写从无到有的动力传奇


1954年10月的一天,位于湖南株洲的国营三三一厂(现中国航发南方)的大门前,张贴出一张大红喜报。


这是一封由毛主席在1954年10月25日亲自签署的嘉勉信:“祝贺你们试制第一批爱姆十一型航空发动机成功的胜利。这在建立我国的飞机制造业和增强国防力量上都是一个良好的开端。”


就在三年前,中央人民政府人民革命军事委员会和中央人民政务院刚刚作出《关于航空工业建设的决定》,这是新中国航空工业的原点。仅仅过了三年时间,百废待兴的新中国就要制造出高度复杂的航空发动机,难度可想而知。


然而,从批准设计任务书到试制成功,新中国第一台航空发动机的诞生仅用了七个月零三天。


1954年1月13日,中央人民政府第二机械工业部正式批准《改造三三一厂设计任务书》。任务书规定:三三一厂试制M-11发动机任务的期限为1955年第三季度内。


几千张施工卡要重新编制,3121种工具、夹具、刀具、量具需要设计制造,生产工艺装备的厂房还要从土建开始……


一场航发人与困难斗争、与时间赛跑的序幕就此拉开。



↑国营三三一厂边建设边生产,紧锣密鼓地推进任务完成


没有光学曲线磨床,也没有线切割机床,航发人就用锉刀锉、油石磨,制成数十块型板和样板,最终完成了钢模制造任务;


镀槽尚未加工完成,航发人就用一只痰盂放在一口大缸中,在痰盂外灌开水加温,没有一个专业技术人员、仅凭着一本旧书摊上淘来的《电镀法》,经过无数次试验,航发人成功为第一个零部件镀上了铜;


工人、干部、技术人员不分彼此、通力合作,先后突破汽缸散热片多刀切削、汽缸筒镗磨、汽门导套锁孔、汽缸和缸头热组合等关键工序,试制成功了发动机上的第一个大组件——汽缸组合;


……


无数个拼搏奋进的足迹,叠加在一起,就是迈向成功的铿锵步伐。1954年7月26日,最后一批零部件加工完毕。装配工人接连奋战三昼夜,完成了总装任务。


“开车!”


浑厚有力的指令中,试车工稳稳推动操纵杆。1954年8月16日5时39分,M-11发动机200小时长期运行试车考验顺利结束。在审查有关资料和现场察看发动机运转情况并对发动机进行分解检查后,国家鉴定委员会签署鉴定意见,批准工厂进行成批生产,这标志着新中国第一台航空发动机试制成功。


两个月后,当全体职工看到国营三三一厂门前的大红喜报时,热烈的掌声仿佛气势磅礴的大潮,飞出偏僻的小山冲,直上云霄……


↑上世纪70年代,湖南动力机械研究所干部职工正在卸载试验用油罐


筑牢创新高地
努力攻克更多关键核心技术


攀上一座高山后,你会发现有更多的高山等着你去攀登。


上世纪六七十年代,新一轮世界科技革命风起云涌,航空发动机的温度、压力、转速、负荷等性能指标逐渐逼近极限,成为一个国家工业基础和科技水平的集中体现,被誉为现代工业“皇冠上的明珠”。


从试制航空发动机到自主研发设计制造航空发动机,我国航空发动机事业的征途依然漫漫。


1976年夏天,黄沙漫天的建筑工地上,湖南动力机械研究所(现中国航发动研所)的干部职工正一同卸载从长沙运来的试验用油罐。这一年,是研究所由长沙迁到株洲的第三年。从挖土搬砖到夯基垒台,研究所像一粒种子落入适宜的土壤,充满了生长的力量。


1984年,“玉龙”发动机预研工作在研究所正式起步。与新中国第一台航空发动机相比,“玉龙”发动机的意义同样重大,这将填补我国在自主研制涡轴发动机领域的空白,为我国的直升机装上“中国心”。


“每次去长沙计算中心,半夜就开始排队,计算打印出来的数据要用箩筐来挑,回来后再手工处理,一个一个数据仔细核对。”“玉龙”发动机研制的亲历者回忆,“那时,科研经费短缺,试验人员都十分小心,发动机一有‘风吹草动’就下台分解检查,推转速、上状态,如履薄冰、反复斟酌。”


二十六年磨一剑。2010年,作为我国第一型完全自主创新的先进涡轴发动机,“玉龙”发动机通过设计定型审查。2013年,“玉龙”发动机工程荣获国家科学技术进步奖一等奖,这是我国航空发动机单独申报取得的最高国家级奖项。


中国工程院院士、中国航发科技委原主任尹泽勇在“玉龙”发动机自主创新研发使用发展四十年座谈会上曾这样评价“玉龙”发动机的研制:“我们在跑,别人也在跑,要追上别人,勇于创新才能跑出加速度。”



↑2013年,“玉龙发动机工程荣获国家科学技术进步奖一等奖


党的十八大以来,我国航空发动机事业发展持续按下加速键。


2016年8月28日,这是注定载入航空发动机事业史册的重要时点。以习近平同志为核心的党中央从富国强军战略高度,作出组建中国航空发动机集团有限公司的重大决策,开启了新时代航空发动机事业的崭新篇章。打一场航空动力的攻坚战,从人民希望上升为国家意志。


坚决克服固有观念、惯性思维、习惯做法,新生的中国航发把“创新驱动”摆在“三大战略”之首,并要求每一名干部职工都要努力做创新的开拓者。围绕正向研发、体系建设、仿真应用、“一次成功”、数字化转型等提出一系列创新举措——


聚焦正向研发,中国航发动研所和中国航发南方联合打造信息化协同制造平台,高效实现设计制造各方沟通协调,零件投产时间大幅缩短,助力航空发动机整机研制提速增效;


聚焦“一次成功”,中国航发动研所紧跟国家“碳达峰、碳中和”战略目标需求,发挥湖南通用航空制造业整体优势,积极推进氢燃料发动机、混合电推进系统研制,国内首个以燃气涡轮发动机为基础发展的混合电推进系统飞行演示验证项目,仅用两年便首飞成功;


聚焦体系建设,中国航发南方倾力打造脉动生产线,航空发动机按节拍装配,总装拉动部装,部装拉动仓储配送,仓储配送拉动零部件制造、采购供给,通过全流程精益管理,发动机装配效率显著提升;


聚焦数字化转型,中国航发南方精心建设自动化单元,机器人在自动化磨削加工单元内夹取、放置、行走,一整套动作行云流水、顺畅自如,有效推动了加工方式变革;


……


一批标志性产品取得重大进展,一批关键核心技术取得重要突破,一批先进科研设施投入使用,新时代以来,我国航空发动机事业加快实现自主创新发展战略转型。


↑AES100发动机


孕育崭新赛道
打造低空经济发展强劲引擎


2024年8月,由中国航发动研所为主自主设计研发、中国航发南方牵头制造生产的1000千瓦级民用涡轴发动机AES100,在北京获颁中国民用航空局型号合格证。这是我国第一型严格按照国际通行适航标准自主研制、具有完全自主知识产权的先进民用涡轴发动机,实现了我国先进民用航空发动机自主研制产品从无到有的历史性突破。


2024年,低空经济被首次写入政府工作报告。党的二十届三中全会再次强调,要发展通用航空和低空经济。这款综合性能达到当代国际先进水平的AES100发动机,成为中国航发支撑通用航空和低空经济发展的新引擎。


“让国产民用直升机装上自主研制的先进民用涡轴发动机,这是几代航发人的梦想。”中国航发专职总师、AES100发动机总设计师李概奇说,“当接到任务时,我们都很激动,决心要让梦想成真。”


要拿到中国民航局颁发的型号合格证,意味着AES100发动机要在高温、高压、高转速、高载荷等恶劣环境下,在有限空间内集成上万个零部件长时间安全可靠运行,意味着AES100发动机要通过世界级难度水平的考试,意味着配装的直升机能安全执行巡逻、救援、观光、公务飞行等多种任务。


被冠名以“第一”的每一次抵达,都是开创性的迸发。


李概奇带领团队打破传统思维,注重打好提前量、留出冗余度、做到最极致,针对影响发动机性能、寿命、成本、安全性的关键瓶颈开展技术攻关,首次提出并实施了低油耗、长寿命、高安全性且经济性好的涡轴发动机研制技术路线,首次自主创新完成了涡轴发动机3000小时首翻期寿命、整机结冰、整机包容、高空台燃油结冰和全包线遭遇加减速等一系列适航试验,突破了发动机研制中的数十项关键核心技术,填补了我国民用航空发动机技术领域的诸多空白。



↑在第十三届中国航展上,中国航发展出一系列通航动力产品


低空经济的赛道下,中国航发不只有AES100发动机。将视线转向中国航发动研所科技成果展厅,一台台闪耀着“工业银”金属色彩的发动机,见证着中国航发支撑低空经济发展的通航动力产业布局——


涡轴-16发动机、AES20发动机依次排列,可为海上救援、地震救灾、森林火险等情况复杂、任务紧急的航空应急救援装备提供可靠动力;


AEP100涡桨发动机及其改进型同台呈现,具有着良好的安全性和经济性,在支线物流和短途客运市场有着广阔前景;


AEF100涡扇发动机、兆瓦级氢燃料涡轴发动机、80kW航空混合电推进系统相互映衬,为通航动力电气化、智能化发展与应用提供了新方案。


今朝犹可忆,明日更可期。从新中国成立时的一穷二白,到涡喷、涡扇、涡轴、涡桨等先进航空发动机系列化发展,位于株洲的中国航发动研所和中国航发南方,已经成为我国最重要的中小型航空发动机研制生产基地。锚定高水平科技自立自强,新时代的航空发动机事业也正阔步走向新的征程。



来源:中国航发


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