制约我国发动机发展的关键因素讨论

制约我国航空发动机发展的因素Ⅰ摘要航空发动机被誉为工业之花，又被誉为人类工业皇冠上的明珠。其是一种高度复杂精密的热力机械，为航空器提供飞行所需动力的发动机。在航空发动机发展的竞赛中，中国是处在世界二流的水平的。且距离世界一流的水平还是有一定的距离。朝鲜战争结束后，我国航空发动机发展正式拉开序幕。从开始仿制苏联的发动机，到后来自主研发。中国的航空发动机一步步走来，命途多舛。虽然如今我国研发的“太行”已装备部队，但问题不断，可靠性不高。因此，我们不禁要问，中国的航空发动机发展的瓶颈到底在哪。以目前中国的市场经济为背景，以及目前世界发动机市场的竞争格局。我认为我国航空发动机发展的制约因素在于经费以及人才和管理。关键词：中国，航空发动机，制约因素，经费，人才，管理4目录引言............................................................................................................................................11.1研究背景..............................................................................................................................12.1因素概况.............................................................................................................................22.2因素分析.........................................................................................................................................32.2.1经费.......................................................................................................................................32.2.2人才.......................................................................................................................................32.2.3管理.......................................................................................................................................33.1因素综合分析....................................................................................................................53.1.1经费+人才的不足性.........................................................................................................33.1.2经费+管理的不足性..........................................................................................................33.1.3管理+人才的不足性..........................................................................................................3总结与展望................................................................................................................................6参考文献................................................................................................................................................7Ⅰ第一章引言1.1研究背景航空发动机是人类工业皇冠上的明珠。目前世界上拥有最顶尖技术的莫过于美国。世界上三家顶尖航空发动机公司，GE，罗罗，普惠。其中GE，普惠均在美国。且能够生产大涵道大推力高性能民用涡扇发动机的公司只有GE,罗罗和普惠，能生产的国家就只有美国和英国。可见美国航空发动机技术的先进程度。世界上拥有制造航空发动机先进技术的还有俄罗斯。苏联未分裂之前，其航空发动机的技术可与美国一较高下。但因为苏联的分裂，其航空产业也被瓜分。大部分分给了乌克兰和俄罗斯。瘦死的骆驼比马大，俄罗斯虽然目前航空发动机技术进步速度较慢，但其掌握的技术依然属于世界顶尖。此外，英国与法国的航空发动机技术也是世界一流，其中罗罗公司就是属于英国。目前世界上航空发动机技术发展也是日新月异，日前，美国GE公司公布了在俄亥俄州Evendale实验室进行的第五代发动机演示画面。美国将在其他国家还未研制完成大推力第四代航空发动机的情况下，提前进入五代航发时代，其意义非同小可。美国在世界的航空发动机中扮演着领头羊的角色。朝鲜战争之后，中国意识到航空发动机发展的必要性。开始将航空发动机发展提上日程。一开始中国走的是仿制的道路。仿制了苏联的BK-1φ发动机，生产出了我国的第一台发动机，涡喷5。之后涡喷6，涡喷7相继仿制出来。但随着航空发动机技术的发展，新型航空发动机对各项技术的要求逐步提高。尤其在材料方面，各种复合材料，新型材料投入使用。使得新型航空发动机的研发难度上了一个新台阶。中国之前单纯的仿制道路已经走不通了。必须寻找到中国自身的自主研发道路。然而我国自主研发的航空发动机表现却不尽人意。例如我国最新研制的涡扇10发动机。寿命最多500小时，与美国七十年代的航空发动机水平相近。我国从五十年代就开始了航空发动机的发展。为何如今却落后美国近四十年的时间？本篇文章就这一问题展开讨论。北京航空航天大学第二十六届“冯如杯”学生创意大赛参赛作品Ⅱ第二章因素讨论2.1因素概况航空发动机是集合了一国工业顶尖技术的产业。目前世界上能制造大推力军用涡扇发动机的国家只有美俄中，而能生产大涵道大推力高性能民用涡扇发动机的国家只有美英。可见航空发动机所要求技术之高。而发展航空发动机的关键要素，莫过于经费，人才和管理。2.2因素分析2.2.1经费航空发动机的研发，无疑是一个烧钱的过程。一个经济实力不太雄厚，又缺乏航空工业基础的国家是不太可能发展航空发动机的。装配在美国主力三代机F-15和F-16的F100发动机，由普惠公司研制生产，是世界最早投入使用的推重比达8的一级军用发动机，是真正意义上的“大推力涡扇发动机”。如果从官方给出的数据来看，F100从1970年3月开始工程研制，1974年11月，F100-PW-100型交付空军，历时4年零8个月实现设计定型交付，研制总费用为4.57亿美元，按1996年美元币值计算，其研制费用为14.1亿美元(这不包括其基本概念研究费用、预先研究费用、验证机研制费用等)，如果粗略地按照1:8的汇率，约合人民币是112亿，对比一下1996年中国全年的军费支出是720亿人民币，这相当于中国一年军费的1/7。但航空发动机的发展远没有这么简单，在F100立项之前，美国空军、海军就已经联合提出了初始工程发展计划，要求在18个月内造出一台验证机，也就是说1970年F100立项的时候已经完成了验证机研制。当普惠开始F100验证机研制的时候，手头上已经有了成熟的核心机JTF22，而核心机JTF22的研制也花费了十年的时间。因此F100的研发花费还要再算上一笔。此外F100-PW-100在1974年底交付以后，出现了一系列致命性问题，发生了多起机毁人亡的事故，甚至迫使美国空军一线战斗机全面停飞。就这样，F100经过反复改进，直到1984年，最新型号F100-PW-220研制完成，才算基本解决F100-PW-100发动机的问题。此后F100-PW-220从定型到Ⅰ批量生产、投入使用又耗费了近两年的时间，史无前例地完成了4000个循环的加速任务试验。至此(1986年)，F100用血淋淋的事实换来了最终的成熟，而时间距离核心机JTF22开始研制已经过去了28年。因此，如果从JTF22的研制开始算起，F100的成功研制总共经历了28年。大概的投入可达336亿人民币。在1976年，336亿人民币将近中国一年军费总支出的1.5倍。再说俄罗斯的AL-31系列发动机，AL-31F发动机1970年代初开始论证，1973年开始研制，1984-1985年通过了调试和国家鉴定试验。在其研制工作的1976-1985年期间，使用51台发动机进行试验验证，总试验时数22900小时，其中台架试车时数16625小时，飞行试验时数6275小时。航空发动机试验是指利用专门的试验和测试设备检验发动机的性能、可靠性和耐久性的实验。全台发动机的试验又称发动机试车。航空发动机是在高温、高压、高转速和高负荷等极为苛刻的条件下工作的。如果仅计算实验过程中燃油的耗费，航空发动机实验一小时就要耗费30万元的燃油。再加上设备的维修，实验设备的保障，其一小时的实验耗费更是不可估量。而实验时长又是必不可少的，例如普惠为了缩短研制周期，片面强调性能，忽视了适用性、可靠性、耐久性和维修性;最重要的是减少了最不应该减少的试验时间，使发动机远未得到充分试验验证。F100-PW-100在1974年底交付以后，出现了一系列致命性问题，发生了多起机毁人亡的事故，甚至迫使美国空军一线战斗机全面停飞。这也是中国走上自主研制道路的不易，曾经仿制发动机时，许多数据可以参考。但自主研制就需要自己实验，自己收集数据，数据是研制航空发动机必不可少的原材料。而获得这些数据往往需要大量实验，可以说这些数据都是靠钱烧出来的。德国的工业水平在世界也是数一数二的，但其航空发动机技术并不是十分先进。因此可以证明，工业基础并不是航空发动机发展的关键因素。2.2.2人才航空发动机是一项高精尖的产业，从业者往往需要十分全面的基础知识或是十分丰富的实践经验。例如英国的罗罗公司，其在全球有17000多位工程师，超过员工总数的三分之一。这是一个工程师主导的公司，很多资深工程师从学徒开始就在罗罗一直工作到退休。因此丰富的实践经验让工程师在产品设计的过程之中能节省不少时间。罗罗没有自己独立的研发机构，新材料、前沿技术的发现和开发是通过全球二十多个大学研究中心进行，验证和应用开发由公司北京航空航天大学第二十六届“冯如杯”学生创意大赛参赛作品Ⅱ技术和工程团队负主导。因此，依靠雄厚的技术研发团队，罗罗研制了一系列优质航空发动机，如民用的RB211系列涡扇发动机，军用发动机有应用于“鹞”及“海鹞”垂直/短距起降飞机上的“飞马”(Pegasus)系列可转喷口涡扇发动机；应用于“狂风”战斗机上的RB199发动机；应用于“鹰”200多用途战斗机上的英、法合作研制的阿杜尔(Adour)双轴涡扇发动机；应用于AMX战斗机上的斯贝(Spey)发动机；欧洲“台风”战斗机选用的国际合作研制的EJ