昆侖發動機發展歷史

"昆侖"是我國第壹臺走完自行設計、試制、試驗、試飛全過程的航空發動機，是國內目前最先進的中等推力級的軍用渦噴發動機。該發動機經過幾百項嚴格的地面考核試驗和空中考核試飛後，於2002年7月被國家軍工產品定型委員會正式批準設計定型。它的研制成功使我國成為繼美、俄、英、法之後世界上第五個能夠獨立研制航空發動機的國家。 昆侖發動機的軍用代號是渦噴14，據昆侖發動機總設計師嚴成忠稱，其性能超過以往中國所有軍機的國產發動機，包括之前最好的渦噴13乙。昆侖發動機的設計單位是中國壹航沈陽發動機設計所。研制周期長達18年。立項時間是1984年。試飛時間長達8年。 航空發動機是知識密集、 技術密集和資金密集的產品。其研制屬於技術高、風險大、周期長和投資多的工程，要研制出可以投入使用的航空發動機，特別是軍用航空發動機，沒有堅實的技術和經濟基礎是不可能的。目前，世界上真正能獨立研制航空發動機的國家只有美國、俄羅斯、英國和法國。 自1956年第壹臺渦噴-5發動機從沈陽航空發動機廠仿制成功以來，我國的航空發動機行業壹直以仿制和改進別國發動機為主，雖然也曾自行研制過幾種發動機，但都因種種原因中途夭折了。 "昆侖"發動機的研制成功標誌著我國真正走完了航空發動機自行設計、試制、試驗、試飛的全過程。 中國航空工業發展的裏程碑 "昆侖"發動機是由中國航空工業第壹集團公司沈陽發動機設計研究所總設計、沈陽黎明航空發動機集團公司、西安航空發動機（集團）有限公司和貴州紅林機械有限公司等34個單位聯合研制的渦噴發動機。經過幾百項嚴格的地面考核試驗和空中考核試飛後，該發動機於2002年7月被國家軍工產品定型委員會正式批準設計定型。 "昆侖"發動機是國內目前最先進的中等推力級的軍用渦噴發動機，可用於殲7和殲8系列飛機。該發動機在性能和壽命方面仍有發展潛力，其發展型還可以滿足中國空軍對中等偏大推力級渦噴發動機的需求。它的研制成功標誌著我國航空發動機從只能測繪仿制、改進改型跨入了自行研制的新階段，結束了我國長期以來不能自行研制航空發動機的歷史，也標誌著我國航空發動機設計翻開了自主發展新的壹頁。 "昆侖"發動機是沈陽發動機設計研究所全面貫徹國家軍用標準《航空渦輪噴氣和渦輪風扇發動機通用規範》(GJB241-87)自行研制的第壹臺具有全部知識產權的中等推力級加力渦噴發動機。"昆侖"發動機的研制成功是中國航空工業發展史上的壹個"裏程碑"。 新技術的結晶 "昆侖"發動機是完全按照最嚴格的國家軍標研制的，它經過了近乎嚴酷的地面試驗和長時間試飛的考核，具有更好的性能、更高的可靠性、耐久性和發展潛力。 與仿制發動機相比，由於經過了設計、制造、試驗、試飛、定型的整個過程，"昆侖"發動機的任何技術細節、設計思路都非常清楚。 而仿制發動機的過程好像摸著石頭過河，存在知其然、不知其所以然的現象。因而壹旦出現問題往往還要回頭去重新摸清設計思路。而且由於仿制的原型發動機技術已經過時，要提高性能往往遇到基礎的限制，很難采用更新的技術。為提高發動機性能，有時不得不犧牲發動機結構強度儲備和安全壽命儲備，使發動機的可靠性受到影響。 "昆侖"發動機的強度和壽命是嚴格按國家軍標要求設計的。其低循環疲勞壽命試驗按指標的2倍進行,這使發動機壽命大大高於現役的型號，性能也有大幅提高。 在指標要求嚴格、試驗設備缺乏、研制經費緊張等不利條件下，所有"昆侖"發動機參研單位歷盡艱辛、頑強拼搏，歷時10多年，先後攻克了高低壓壓氣機工作不匹配、高壓渦輪葉片斷裂、振動、高空大M數喘振停車、高空小表速切斷加力停車等幾十項重大關鍵技術，排除了地面試驗和空中試飛中的上百次故障，按研制任務書、型號規範的規定和空軍後追加的試驗要求，全面完成了地面考核試驗和空中試飛任務，實現設計定型，具備了裝備中國空軍的條件。整個研制中完成了零部件試驗603項***數萬小時，整機試車數千小時及大量空中試飛，其試驗項目之多、範圍之廣、難度之大，在國內航空發動機研制史上是空前的。 "昆侖"發動機在繼承成熟技術的基礎上采用了近40項新技術、新材料、新工藝，如現有世界先進發動機都在應用的定向凝固、無余量精鑄、復合冷卻空心渦輪葉片技術等，這些技術的應用使我國在同等材料水平上有效地提高了渦輪前溫度，大大提高了發動機的推力。 同時，"昆侖"發動機還采用了環形燃燒室、高級陶瓷塗層、數字式防喘系統和狀態監控等技術，有效提高了發動機工作穩定性和可靠性，其單位推力和單位迎風面積接近20世紀80年代中期世界先進水平。 滿足不同需求的改進改型 實踐證明，航空發動機的改進改型具有投資少、風險小、研制周期短的特點，它能較快滿足客戶需求，使制造商在市場競爭中占據有利地位。西方四大發動機制造商都采用這種方法發展航空發動機。我國"昆侖"發動機的發展也正在沿用這種方法，並發展了幾種改型。 "昆侖"I 是原型機的1號改型機，其性能與原型機相同，為適應飛機要求，對外部機匣、附件和管路做了適應性改進。 "昆侖"Ⅱ是在"昆侖"原型機基礎上發展的推力增大型。它是在不犧牲發動機的工作可靠性、耐久性和不損失工作裕度的前提下，通過采用先進技術增大發動機的空氣流量，提高其部件效率，減少漏氣和流體損失，從而大幅度地提高了發動機推力，降低了耗油率。此外，為提高"昆侖"Ⅱ的先進性，擬采用數字式電子調節系統。 為驗證"昆侖"Ⅱ的技術可行性，早在幾年前，沈陽黎明航空發動機集團公司和沈陽發動機設計研究所便開展了關鍵部件和關鍵技術的試驗研究工作，並取得了很大進展。2002年3月，在壹臺已工作350小時的"昆侖"基礎上改裝成"昆侖"Ⅱ的驗證機。該發動機首次裝配和試車進展都很順利，經過6小時36分鐘的初步調試，發動機的各項性能就達到或超過了設計指標，試車數據有良好的重復性。 通過試驗表明，"昆侖"Ⅱ的性能已達到或超過設計指標，在發動機推力大幅度增加的同時，耗油率大幅度下降，發動機的經濟性得到顯著改善，在相同載油量的情況下，可增大飛機的航程和作戰半徑。在壹臺原型機改裝的驗證機上，首次試車性能便超過設計值，這表明發動機的性能還有壹定裕度。"昆侖"Ⅱ仍保留了維護性好、使用總壽命較長和左右發動機可以互換等優點；當飛機對發動機的推力有更大需求時，可以很容易地將現役殲7和殲8飛機的發動機換裝成"昆侖"Ⅱ。 "昆侖" Ⅱ的推重比為7∶1，最大外徑882毫米，總長4635毫米。 由"昆侖"派生發展的另壹項產品是QD-128中等功率燃氣輪機。它具有功率大、效率高、體積小、汙染少、工作可靠及價格低等特點，因而既可用於發電或電、熱聯供，地面輸氣加壓站，也可用作艦船動力。它的主要設計性能參數見表2。QD-128具有優良的工作可靠性和長壽命，燃氣發生器大修間隔時間不少於6000小時；動力渦輪大修間隔時間為20000小時；動力渦輪總壽命為100000小時；燃氣發生器總壽命為40000小時。