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2019年10月19日 星期六

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国产航空发动机期待新动力

  □ 本报记者 朱祝何

  12月12日,中航工业贵阳航空发动机产业基地涡轮叶片机加中心生产线点火投产。与此同时,贵阳国家高新区、白云区16个重点航空产业链项目,也集中点火投产。这只是我国航空发动机研制造“发力”的一个侧影。日前,备受各界瞩目的“航空发动机重大科技专项”已上报国务院,有望近期出台。另外,航空制造业界近期纷纷宣称,将加大航空发动机研发投入,力争赶上国外先进水平。

  航空发动机,被誉为飞机心脏。业内人士表示,要想使国产飞机装上自主品牌的“中国心”,从质量角度讲,需要在产品可靠性上狠下功夫,践行全过程质量管控,并且建立起自主的售后服务标准体系。

  航空发动机,号称装备制造业“皇冠上的明珠”,代表一国制造业水平。同国外航空强国相比,我国在航空发动机研发方面,仍有不小差距。据统计,目前世界三大航空发动机生产商,美国通用电气、普拉特·惠特尼(简称普惠)和英国的罗尔斯·罗伊斯(简称罗罗),“垄断”着全球约85%的市场份额。

  截至今年,全球民用航空发动机共有4万多台,装配在约1.7万架飞机上。其中,66%的发动机以匹配120~200座级的大飞机为主要目标。在该级别的发动机供应,主要是CFM56系列和V2500系列发动机。前者由通用电气与法国斯奈克玛公司组成的合资公司生产,后者由普惠和罗罗公司牵头组建的IAE公司生产。

  此外,在波音B747至B777、空客A380等座级更高的大飞机上,罗罗公司的发动机独占鳌头;而在低座级支线飞机市场,则是普惠公司的天下。俄罗斯拥有大飞机发动机的生产能力,但苏联解体后,其生产研发能力长期延缓,目前已很难扭转美、英“二分天下”的格局。

  近年来,加快航空动力发展,根治飞机动力依赖进口的问题,已引起国家及航空业界的高度重视。

  据悉,航空发动机重大科技专项,日前已经上报国务院,有望近期出台。该专项预计投入至少千亿元资金,支持国产航空发动机的自主研发与制造。中航发动机控股有限公司副总经理、研究院院长张健,之前在珠海航展上公开表示,“我们已经启动专项计划,准备投入100亿元开展研发。”航空工业业内人士预测,中国政府将在未来20年内投入3000亿人民币,用于研发航空发动机。

  目前,以“太行”、“昆仑”等大推力、大涵道比涡扇发动机研制成功,表明我国已具备自主研发第三代航空发动机的能力。张健说,预计2020年前后,将正式完成国产大飞机配套发动机的研制工作,加上适航使用时间,预计到2025年前后,达到世界先进水平的国产发动机有望正式投入使用。

  据中国民航大学航空工程学院发动机系教授李书明介绍,从国外航空发动机机型看,产品主要由本体和工作系统组成,本体包括进气道、燃气机、燃烧室、涡轮及排气装置五大部分,工作系统有燃油系统、润滑系统、启动系统等。

  国产航空发动机研发,亟待破解的一大难题是,量产可靠性需要大幅提升。多年来一直研究航空发动机的专家傅前哨告诉记者,“量产时的批量生产,与单机实验生产有差异。”比如,在实验室制造一片涡轮叶片是一回事,而批量生产数以千计的标准化且性能可靠的涡轮叶片,则完全是另外一回事。一台喷气发动机往往需要400~500片各类叶片,稳定的量产质量是发动机制造业的必需。

  傅前哨说,要想在包括量产稳定性的产品研发上有所突破,需要践行全过程的质量管控。从设计开始,要考虑到多方面问题;生产加工,严格按照航空产品的生产流程和规程执行,每一个零部件生产出来后,都要严格按照标准进行检验、检测;同时,重视组装质量管控;最后,多听取用户的使用反馈意见,形成设计制造、使用的良性循环。

  另外,国内航空发动机制造业,需要努力实现的,是六西格玛或全面质量管理能力,这样才能确保质量管理的有效性,确保所有质量问题得到监督,以及生产和质量数据的真实性。业界认为,如果这一点无法实现,那么中国在发动机研发制造技术迈进过程中的代价,将是巨大的。

  “用国外发动机,受制于厂商。”从民航航空发动机使用与维修角度切入,李书明直截了当地说,航空发动机的使用和维修,由厂家提供手册,按照手册来执行即可。但是如果要涉足维修,需要通过发动机生产厂家的认证,认证你有维修技术能力后,才发证准予维修。

  但是,一个问题出现了,目前我国民用飞机配置的发动机,几乎全靠国外进口。这就意味着,进行售后维修服务,需要通过国外厂商的认证。从这方面讲,受制于人。而且,航空发动机“原初的设计技术、设计方面的资料,对我们是保密的”。李书明表示,国外航空发动机制造商提供的手册,都是从用户的角度制定的,相当于产品说明书,而最核心的产品设计技术却学不来。因此,国产航空发动机研发技术要想“更上一层楼”,急需建立自主售后服务标准体系。

  “设计部门和维修部门要结合起来,形成自己的售后服务规范和标准。”在李书明看来,我国在航空发动机维修技术上没有太大问题,关键是维修管理方面,需要维修机构设立专门的质量控制部门,在维修等售后服务中逐渐形成自身独特的管理方法及标准体系。

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