“現(xiàn)代工業(yè)皇冠上的明珠”——航空發(fā)動機(jī)

被稱為“現(xiàn)代工業(yè)皇冠上的明珠”的航空發(fā)動機(jī)是一種高度復(fù)雜和精密的熱力機(jī)械，作為飛機(jī)的心臟，不僅是飛機(jī)飛行的動力，也是促進(jìn)航空事業(yè)發(fā)展的重要推動力，人類航空史上的每一次重要變革都與航空發(fā)動機(jī)的技術(shù)進(jìn)步密不可分。為了深入了解航空發(fā)動機(jī)的重要地位和探索以及航發(fā)企業(yè)主要科技技術(shù)的發(fā)展過程，北京科技大學(xué)啟星之流明企業(yè)調(diào)研實(shí)踐團(tuán)來到了株洲，走入中國航發(fā)南方工業(yè)有限公司，從企業(yè)中探索科技技術(shù)的力量。
1、重要地位
航空發(fā)動機(jī)是飛行器的動力之源。自1903年問世至今一百多年以來，航空發(fā)動機(jī)經(jīng)歷了兩個主要發(fā)展時期，1903年至1945年為活塞式發(fā)動機(jī)統(tǒng)治時期，1945年至今是噴氣式發(fā)動機(jī)時代，未來還會有沖壓發(fā)動機(jī)，爆震發(fā)動機(jī)登場。航空發(fā)動機(jī)作為飛行器的最核心部件，將在很大程度上影響飛行器的發(fā)展進(jìn)程。
航空發(fā)動機(jī)是裝備制造領(lǐng)域的最高端產(chǎn)品，代表著一個國家的科技水平和綜合國力，一直以來都被視為影響國家空中運(yùn)輸、國防安全和保持國家戰(zhàn)略優(yōu)勢的核心技術(shù)。作為飛機(jī)的“心臟”，航空發(fā)動機(jī)的可靠性和安全性極其重要。然而航空發(fā)動機(jī)是十分復(fù)雜的氣動熱力旋轉(zhuǎn)機(jī)械，零部件眾多，很多零部件工作在高溫、高壓、高速旋轉(zhuǎn)、強(qiáng)振動和復(fù)雜多變的環(huán)境條件下，經(jīng)常承受高負(fù)荷和熱沖擊，工作環(huán)境異常嚴(yán)酷，因而很容易發(fā)生故障，并且具有故障模式多、多模式復(fù)合失效等顯著特點(diǎn)。此外，隨著近年來對發(fā)動機(jī)性能要求的提高，航空發(fā)動機(jī)推重比增大，壓氣機(jī)增壓比和渦輪前溫度進(jìn)一步提高，加劇了一些重要零部件工作環(huán)境的惡劣程度和對其性能的苛刻要求。這些都使得發(fā)動機(jī)的可靠性和安全性問題越來越突出。

航空發(fā)動機(jī)結(jié)構(gòu)圖  圖源：人民日報 引
2、發(fā)展歷程
中國航發(fā)公司百余年的技術(shù)發(fā)展，航空發(fā)動機(jī)已經(jīng)發(fā)展成為可靠性極高的成熟產(chǎn)品，而中國航發(fā)的航空發(fā)動機(jī)包括渦輪噴氣、渦輪風(fēng)扇發(fā)動機(jī)、渦輪螺旋槳發(fā)動機(jī)、沖壓式發(fā)動機(jī)和活塞式發(fā)動機(jī)等多種類型，從中國航發(fā)成立以來，生產(chǎn)的航空發(fā)動機(jī)不僅作為各種用途的軍民用飛機(jī)、無人機(jī)和巡航導(dǎo)彈動力，而且利用航空發(fā)動機(jī)衍生發(fā)展的燃?xì)廨啓C(jī)還被廣泛用于地面發(fā)電、船用動力、移動電站、天然氣和石油管線泵站等領(lǐng)域。
中國航發(fā)公司也致力于開展更高效和創(chuàng)新的航空發(fā)動機(jī)，傳統(tǒng)的航空發(fā)動機(jī)正在向齒輪傳動發(fā)動機(jī)、變循環(huán)發(fā)動機(jī)、多電發(fā)動機(jī)、間冷回?zé)岚l(fā)動機(jī)和開式轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)發(fā)展，非傳統(tǒng)的脈沖爆震發(fā)動機(jī)、超燃沖壓發(fā)動機(jī)、渦輪基組合發(fā)動機(jī)，以及太陽能動力和燃料電池動力等也在不斷成熟，研制成果相互轉(zhuǎn)化，可以降低研制成本，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可承受性，同時使得研制成果的效益最大化，對于航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展可以起到很大的促進(jìn)作用。
進(jìn)入21世紀(jì)，航空發(fā)動機(jī)正在進(jìn)一步加速發(fā)展，將為人類航空領(lǐng)域帶來新的重大變革。軍民融合國家級戰(zhàn)略，助力航發(fā)崛起。2015年，十二屆全國人大三次會議解放軍代表團(tuán)全體會議上提出把軍民融合發(fā)展上升為國家戰(zhàn)略，“推動軍工開放，引導(dǎo)社會資源進(jìn)入武器裝備科研生產(chǎn)領(lǐng)域”。
航空發(fā)動機(jī)是典型的軍民兩用產(chǎn)品，在國防建設(shè)和國民經(jīng)濟(jì)中都具有重要地位。在民用領(lǐng)域，航空發(fā)動機(jī)為民航飛機(jī)提供動力，決定著飛機(jī)的飛行速度、穩(wěn)定程度和油耗等參數(shù)。航空發(fā)動機(jī)研制技術(shù)難度高，周期長、經(jīng)費(fèi)投入大，因此能夠在研制階段軍民相互配合，中國航發(fā)公司的創(chuàng)新，航空發(fā)動機(jī)的發(fā)展將使未來的航空器更快、更高、更遠(yuǎn)、更經(jīng)濟(jì)、更可靠，并能夠滿足更加嚴(yán)格的環(huán)保要求，并將使高超聲速航空器、跨大氣層飛行器和可重復(fù)使用的天地往返運(yùn)輸成為現(xiàn)實(shí)！