【行業】軍用航空發動機-戰鷹心臟工業之花

高溫、高速、高負荷工作條件,考驗現代工業技術極限。航空發動機是典型的技術密集型產品,要求重量輕、體積小、使用安全可靠、經濟性好,滿足在高溫、高壓、高轉速和高負荷等苛刻條件下長期反復工作指標,因而必須設計精巧、加工精密、使用高性能材料部件,其研制是氣動、燃燒、傳熱、控制、機械傳動、結構、強度、材料等多種學科或專業綜合優化的結果,也與計算機硬件能力、商用和專用設計軟件、材料與工藝、測試與試驗設備、數據采集與處理能力、科技管理水平等密切相關。航空發動機的超高研發、制造難度,考驗現代工業技術極限。航空發動機是一個高門檻、極具技術壁壘、新手難以進入的尖端技術領域。

研制周期長、資金投入大、軍民通用性強。研制周期長——航空發動機研制周期長,預研和工程研制階段長達30年。航空發動機的研發周期包括基礎預研、工程驗證機研制和改進改型等多個階段,一般比飛機研制時間長一倍以上。戰斗機發動機全新研制周期(從最初的方案設想到全面生產)一般為9-15年。20世紀80年代以來,由于技術領域又取得了重要進展和技術要求的不斷提高,國內外發動機研制周期又略有增長,即從型號驗證機到設計定型17-19年,第四代發動機研制周期比第三代發動機研制周期明顯延長。

軍民通用性強——基于核心機系列化研制模式,軍民一體化推動航空產業發展。由高壓壓氣機、燃燒室和高壓渦輪組成的發動機核心機包括了推進系統中溫度最高、壓力最大、轉速最高的組件,其成本和周期在發動機研制中占比重大,是發動機研制主要難點和關鍵技術最集中的部分。據統計,發動機研制過程中發生的80%以上的技術問題都與核心機密切相關。高技術、高投入的特點也決定了航空發動機研制的高風險。基于高風險的特點,各航空發動機巨頭紛紛傾向于基于自身技術特點走出一條航空發動機產品的系列化、衍生化發展道路。國外從四代機研制開始,普遍采用提前開展技術驗證機研究的發展思路,使型號發動機中應用的新技術能得到充分的前期技術驗證。美國典型的四代機發動機F119,在預研階段,以充分的核心機技術驗證為基礎;進入型號階段后,核心機上采用同期開展的各項技術驗證計劃中經驗證的成熟技術;設計定型后,以核心機為驗證平臺,派生發展途徑從系列化已逐漸跨越到多用途層面。

 

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