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“昆仑”发动机:中国专家为空军战机装上中国心
2005-06-23 08:21:58 科技日报网络版 
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  南方网讯 五月,东北某机场上,一架装有我国自行研制成功的“昆仑”发动机的新型战鹰首飞上天。中国的战鹰,装着强健有力的“中国心”,焕发出青春的活力。

  六月,由“昆仑”发动机派生发展的QD128燃气轮机运抵大庆油田。这是继QD128燃气轮机在河南中原油田试验并网发电成功之后,正式推向市场的第一台商业机组。预计七月份可投入使用。

  目前世界上只有欧美少数几个国家具备独立设计、制造航空发动机和燃气轮机的能力。拥有自主知识产权的“昆仑”航空发动机及其派生的利用清洁能源的新一代动力装置QD128轻型燃气轮机的问世,填补了国内空白,打破了国外产品的市场垄断。也展现出我国航空发动机产业的美好前景。

  中国第一台自主研制成功的航空发动机“昆仑”与QD128燃气轮机的总设计师正是严成忠。

  为了这一天,他等了四十年

  2002年5月20日,中国航空战线传来振奋人心的喜讯:中国第一台自行设计,拥有完全自主知识产权的先进航空发动机——“昆仑”涡轮喷气发动机在沈阳通过设计定型审查!听到通过审查的结论,严成忠的眼中顿时溢出了幸福的泪水,“为了这一天的到来,我等了四十年!”他与在场的研制人员紧紧地拥抱在一起。

  “昆仑”的研制成功,在中国航空工业发展史上具有重大的里程碑意义。它不仅结束了中国不能自行设计研制航空发动机的历史,而且使我国一跃而成为继美、俄、英、法之后世界上少数几个能够自行研制航空发动机的国家之一。

  为了争气机,他不惜付出

  上世纪70年代,航空发动机的技术掌握在少数大国手中。由于当时中国还没有自主研发能力,只能向外国购买。于是,我国向某国购买一种发动机的生产专利。但是,对方苛刻地提出在购买该发动机专利同时,必须要至少购买五十台该品种的发动机,而且价格十分昂贵。因为当时不具备发动机的自主设计能力,面对这样有意的刁难,我国也只能同意。而在当时,这种发动机早已停产,无论在性能还是技术指标上,都无法同当时的主流发动机相提并论。就是这件事令严成忠至今刻骨铭心,“没有自己的发动机技术,就要处处受制于人,看别人的脸色,而且在航空竞争中处于劣势。因此,不管付出多少心血,一定要研制出真正属于中国的‘争气机’”!

  “‘昆仑’发动机的研制起于1984年,然而我们对航空发动机的研制早在上世纪50年代末就已经开始了,这是个常人无法想象的艰辛历程。可以说,‘昆仑’今天的辉煌是建立在三代航空人毕生心血的基础之上的。”通过严老动情的讲述,“昆仑”背后那段鲜为人知的故事一幕幕浮现眼前。

  早在1957年,第一代航空科研者就致力于发动机的自主研制工作,喷发1A航空发动机、涡扇五航空发动机、涡扇六航空发动机,这三个“流产”的孩子让无数航空人心疼不已。尤其是涡扇六的研制历程,从1964年到1984年,辗转于沈阳、四川、湖南之间,四次上马,三次下马,五次转移研制地点,耗费了研制者近二十年的心血精力,但是失败也为后来“昆仑”的诞生提供了宝贵的经验。

  为了十几万个数据,他一干八年

  研制发动机是件难事,在中国研制就更难!我国由于工业基础薄弱,资金投入有限,再加上技术储备与研制水平的落后,航空发动机技术与国际存在着巨大差距。1984年,带着祖国和人民的殷切期待,严成忠肩负起“昆仑”发动机总设计师的重任。

  在“昆仑”立项研制后不久,严成忠就遭遇到了一个前所未有的难关。按照型号规范要求,发动机的设计材料必须符合负三西格玛的标准。但是,我国当时却没有符合要求的材料性能数据。对此,严成忠打了个有趣的比喻:“这好比厨师炒菜,但是菜还没有,一切得从种菜开始。”

  “没有条件,创造条件也要上!”在严成忠的带领下,一场耗时长达八年的突围战打响了。严成忠组织了二十多家单位协助,收集整理了十几万个数据,在无数次编辑校对评审后,终于出版了中国第一部《航空发动机设计用材料数据手册》,解决了“昆仑”的难题,实现了零的突破,也为今后发动机的研制奠定了坚实的基础。

  为了首飞成功,他果断决策

  到1991年,在严成忠主持设计下,发动机经历了两次重大修改突破,攻下压气机转子叶片、涡轮叶片断裂等技术关键。“昆仑”试飞前只剩下最大的一只“拦路虎”:压气机的高、低压部分不匹配。

  压气机是发动机最重要的核心部件和安全运行的保证。“昆仑”发动机的压气机分低压、高压两部分,如果这两部分工作不匹配、不协调就会造成严重后果。首飞的日期已迫近,时间不等人。

  夜幕降临,会议室里却灯火通明。专家组成员们的眉头紧锁,情绪有些低落,气氛也变得格外沉重。面对眼前的一切,严成忠打破沉寂:“国外先进的发动机都是从无数失败挫折中诞生的。我们决不能因为这只‘拦路虎’就丧失信心,决不让‘昆仑’在我们手中成为遗憾!”

  经过无数个日夜的缜密思索,严成忠决定实行“两步走”的灵活方案——即第一步在高压部分设计“放气”装置,防止不匹配产生的喘振,保证“昆仑”首飞安全上天;第二步用“不放气”方案保证定型。

  1993年12月12日,一个振奋人心的日子。这一天,装备着“昆仑”的战机带着人们的希冀与期望划过跑道,展翅在广阔的天宇中!“昆仑”首飞成功了!

  为了数年夙愿,他不放过每个细节

  “昆仑”试飞成功后,遭遇到了更艰巨的挑战。“昆仑”能否通过严格的定型考核将最终决定其命运。按照当时研制任务书、型号规范以及上级追加的考核要求,“昆仑”必须要通过多达二百五十九项严格的地面考核与几百次空中试飞,才能最终达到定型标准,如果其中任何一项考核失败,都有可能使“昆仑”面临下马的结局。面临这近乎苛刻的要求,有人向严成忠诉苦说:“二百五十九道坎,这对于‘昆仑’的要求是不是太高了,能不能松一点儿?”对此,严成忠郑重严肃地回答道:“这些标准和规范是前人用鲜血和生命总结出来的,我们的研制工作不容有一点松懈侥幸。二百五十九道关口,我们一道道过,一道也不能少!”

  1997年,“昆仑”在高空大马赫数试飞考核时,发动机出现多次“停车”。飞行员一下飞机,就生气地质问严成忠:“发动机到底出了什么问题?……”

  听着埋怨,严成忠的心仿佛扎上了无数根刺。他说,如果地上有缝,我都能钻进去。问题十分严重,只有在短时间内解决高空大马赫停车这一难题,“昆仑”才能得到转机。

  “化失利为动力”,严成忠迅速从阴影中振作起来,他细致分析了成千上万个试飞数据,从纷繁冗杂的疑团中理出头绪,弄清了原因,并设计出一套切实可行的解决方案。

  严成忠组织起骨干力量,日夜奋战,对设备的每一处细节都严格把关,亲自监督。功夫不负有心人。经过十五天的严密测试,终于拿到了令人信服的数据结果,统一了大家的思想。严成忠提出的解决方案很快得到落实,最终,仅用四个月就解决了高空大马赫停车的技术难题。一位有经验的试飞专家说,以往解决这样的技术问题,通常至少需要一年以上的时间。

  2001年12月20日,“昆仑”通过全部的二百五十九项考核试验。严成忠主持的定型攻坚战宣告胜利!那天他最高兴,在当晚的庆祝会上,从不喝酒的他一口气干了一大杯白酒,萦绕胸口数十年的航空夙愿终于实现了。

  为了航空事业,他仍充满激情

  “昆仑”发动机的研制成功,使我国在数十项先进技术、新材料和新工艺方面,取得了重大突破。其中,最突出的当数“昆仑”发动机采用的定向凝固无余量精铸复合冷却空心涡轮叶片技术。这项国际先进技术有着当代航空发动机技术“王冠上的明珠”之美誉。

  在上级领导支持下,严成忠组成一支名副其实的“国家队”,召集了全国最出色优秀的设计、工艺、材料、检测等相关领域专家日夜鏖战。经过上千次精密试验设计,历经八年的反复钻研试验,终于为“昆仑”戴上了这颗璀璨夺目的“明珠”。

  2004年,严成忠以自己杰出的成就获得何梁何利科技进步奖,二十万元港币的奖金他悉数捐献给所在的沈阳发动机设计研究所,作为鼓励青年科技创新的奖励启动基金。

  “一个国家,如果没有自主的航空发动机事业,就没有真正独立自主的航空工业和强大的国防力量。因此,我们必须要不断创新,发展自己的‘动力’才行!”严成忠的一番话充满着激情和期待。

  人物档案

  严成忠,男,一九三九年生,山东济南人。研究员。中共党员。一九六一年毕业于南京航空学院发动机系。历任沈阳发动机设计研究所副总设计师、总设计师、“昆仑”、“昆仑”Ⅱ和QD128燃气轮机总设计师、辽宁省工程热物理学会理事长、国家863-2第二届专家委员会委员、北京航空航天大学、西北工业大学、南京航空航天大学兼职教授、《航空动力学报》副主编、《航空发动机》主编等。在国内外发表研究论文三十余篇。获国家科技进步二等奖、国防科工委国防科学技术一等奖两次、二等奖一次,全国国防科技工业系统劳动模范,享受国务院政府津贴。二○○四年获何梁何利基金科学与技术进步奖。(编辑:许雨青)


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