专访中国工程院院士刘大响:实现“天涯若比邻”离不开航空发动机的进步

    每日经济新闻 2021-09-09 17:08

    ◎中国工程院院士、航空动力专家刘大响表示,发动机要从原材料开始,要突破矿山的开采、合金的冶炼、叶片的加工,这些民营企业都可以参与。有很多人说发动机哪个最重要,我认为对于保证安全来说,发动机任何一个零件都是重要的,包括螺钉螺帽都很重要。所以民营企业也好,其他企业也好,要参与到飞机发动机的产业链里面,就要做大量的工作。

    每经记者 岳琦    每经实习记者 杨煜    每经编辑 陈俊杰    

    “‘空中丝绸之路’主要靠航空、靠飞机,而飞机必须有自己的发动机。”中国工程院院士、航空动力专家刘大响对《每日经济新闻》记者表示。

    9月5日,第三届“空中丝绸之路”国际合作峰会在北京国家会议中心举行。作为“空中丝绸之路”动起来的重要基础,飞机运输能力的保障尤为关键。当前,我国自主研制的大飞机交付时间越来越近,但首架交付使用的依然是国外发动机。

    对此,《每日经济新闻》(以下简称NBD)记者专访中国工程院院士、航空动力专家刘大响,聚焦国产民用发动机的研制进展和难题。

    中国工程院院士、航空动力专家刘大响 图片来源:主办方供图

    民用发动机研制“进展良好”

    NBD:我国民用发动机的研制进展如何?距离成功上天还需要多久?

    刘大响:我们真正搞民航发动机还是大飞机立项之后,我们的大飞机大概明年就可以首架交付,但是首架交付还是用的国外发动机。

    发动机的研制周期比飞机要长,我统计国外的大概要一倍到两倍,飞机如果是十年,发动机必须20年以前就开始搞,而为了研究发动机,所需要的材料和零部件还要更提前。

    由于我们过去没有研究过民用发动机,要从第一代跨到第五代,这个步子太大了,所以研究的周期可能要长,要突破很多的关键技术,做大量的试验。

    现在发动机应该说进展良好,已经做了不少试验,但是要做到适航取证,还要花大量的功夫,因为民航取证的工作要从原材料开始,所有的零件、部件都要做试验,而不是说最后飞得怎么样,这个工作量是非常大的。而且我们在一个很高的水平上,不是从第一代做起,而是一下子到了目前最高水平的发动机,这个难度是不可想象的。

    “设计是主导、材料是基础”

    NBD:我国民用发动机研制跨度大、发展慢的原因是什么?

    刘大响:以前民航飞机都是买的国外的,连发动机一起买了,所以就没有搞过民航发动机,那时没有需求。

    第二,民航发动机的难度更大一点,因为要保证那么多旅客的安全,发动机要出问题那就不得了。我把民航发动机的难度归纳成“三高四低一长”,“三高”就是高性能、高安全性、高可靠性;“四低”就是耗油率低、噪音低、排放低、制造成本和维修成本低;“一长”是寿命要长,不能只飞几百个小时就要换发动机,那成本就太高了。

    我归纳发动机研究有个规律,设计是主导、材料是基础、制造是保障、试验是关键、人才最重要。

    为什么设计是主导?因为整个发动机方案如果设计错了,后面的加工、试验都是错的,达不到要求。我们过去发动机研制,是设计完了就加工、加工完做试验,试验出了问题再研究问题在哪,然后修改设计重新加工出来,这个重复没有四五年下不来。现在我们提出设计要一次通过,让仿真进入设计体系,设计完了先在计算机里面做试验,就可以节省很多经费、缩短研制周期。

    另外就是材料,发动机在高温、高压、高转速条件下做试验的话,没有好的材料是不行的,我们现在要突破这个,没有这个基础,“巧妇难为无米之炊”。

    大飞机要有自己的“心脏”

    NBD:民用发动机对国家和公众的意义是什么?

    刘大响:这个意义很重大,空中交通是非常重要的,远程的只能坐飞机。现在的飞机可以在24小时之内飞到地球的任何一个点,随着民航不断发展,到2030年或者2035年左右,第二代超音速民用飞机出来的话,从北京到纽约3~4个小时就到了,那就真正实现了天涯若比邻,这就靠发动机技术的进步和提高。

    我们目前用的国外发动机,但是我们必须要有替代产品,有自己的发动机。好比一个人,人的躯体很健康,但“心脏”是人家的,到关键时刻就可以把你拿住,不给你发动机你飞机就飞不起来了。所以我坚持大飞机研究的同时必须要研究发动机,不能只搞飞机壳子,必须把“心脏”搞出来。

    NBD:除了科研人员外,社会各界如何参与到发动机事业的共同建设中去?

    刘大响:发动机要从原材料开始,要突破矿山的开采、合金的冶炼、叶片的加工,这些民营企业都可以参与。

    有很多人说发动机哪个最重要,我认为对于保证安全来说,发动机任何一个零件都是重要的,包括螺钉螺帽都很重要。所以民营企业也好,其他企业也好,要参与到飞机发动机的产业链里面,就要做大量的工作。

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