中中原人民共和国宇航斯特林发动机,航空添重力

  航空发动机的控制系统就像人的大脑,负责接收各个传感器信号,进行计算处理,再控制执行器进行操作,它控制着发动机的启动、运行、调节等一系列活动。“大脑”的重要性不言而喻,是影响飞机和航空发动机研制水平的关键因素之一。中航工业动力所某型发动机数控系统项目团队经过近十年的风雨历程,开辟了国内数字电子控制系统的先河,使得某型发动机数控系统赶超了国外第三代战斗机控制系统水平,真正打造出了航空发动机的“最强大脑”。

  克难更弥坚,风雨见彩虹。中航工业动力所某型机研制团队以自强不息的气势,创新超越的精神,创新研制思路,走国人自行研发路。近两年来,某型发动机研制团队以一种理念、一种方式、更是一种态度,披荆斩棘,屡创佳绩,打造中国战鹰强劲心脏,为了托举这个动力梦想,他们倾尽心血执着追求。不畏创新风险突出、研制任务异常繁重,在自主研制航空发动机的道路上迎难而上,奋勇向前。

一颗“中国心” 航空添动力(庆祝中国共产党成立97周年)

  一支优秀的团队,始终能够克服一切困难,完成不可能完成的任务。打造出前所未有的航空发动机“最强大脑”的团队由动力所第六研究室及航机总体一部的人员组成。项目研制初期,由于技术难度大,数控系统基础薄弱,研制体系及设计流程不完善,试验条件、试验手段及试验标准不完备,工程化研制经验不足等诸多问题,想打造出航空发动机的“最强大脑”仿佛天方夜谭。但某型发动机数控系统项目团队带着初生牛犊不怕虎的冲劲,在动力所总设计师刘永泉、所长助理蔚夺魁的带领下,全力开展技术攻关。孙志岩、吴新、梁彩云三位副总师各司其职,从前期方案设计、关键技术决策、控制系统与发动机总体匹配,到后期发动机试飞、关键技术鉴定,带领团队稳扎稳打,合作攻坚。

  创新铸就利剑,打破研制阻碍。为了进一步满足作战使用需求,以适应未来面临的作战环境和部队转型建设,某型发动机开始了全新的研制历程。某型发动机控制系统复杂、安全性要求很高,多项技术难题亟需突破,设计参数也都需要重新调试,研制难度大,风险高,资源冲突严重。该型发动机研制团队一步一个脚印,以开拓进取的精神,先后完成控制系统、新材料、新工艺等关键技术攻关,解决了制约型号研制的难题,突破了数十项关键技术,在国内首次完成整机吞鸟等一系列高难度、复杂试验,对后续型号研制起到十分重要的作用。

由中国航空发动机集团研制生产的多款新型航空发动机近日集体亮相重庆高交会……中国航发正致力于打造从研制到生产的全产业链,航空发动机稳步行走在“由弱到强”的新发展阶段。

  成功的路上总是坎坷泥泞,问题也总是接踵而来。从数学模型的建构、修模,到控制参数及控制品质优化,再到半物理模拟实验,从无到有,从宏观到微观,从理论到实际,在历经了3年零3个月艰苦卓绝的努力后,项目团队突破了多项技术难关,数控系统动态响应、稳态精度等控制品质不断优化,产品可靠性不断提高,技术质量问题逐步归零,航空发动机的“最强大脑”应运而生。

  总师系统统筹策划安排,把控发动机研制进程。在某型发动机研制的过程中,总师刘永泉以聪明才智和丰富经验,统筹规划、深入分析并抓住工作重点,驾驭型号研制全局。在攻关过程中高度关注研制进展,经常深入科研一线,组织实施攻关计划。总师系统在发动机研制遇到困难、科研人员力量不足的情况下,果断决定,全力保障研制节点,通过统筹安排、合理调度,使各方面资源发挥了最大效用。副总师蔚夺魁多次在试飞现场临危不乱,本着不回避、及时解决问题的原则,带领设计人员分析故障原因,制定排故计划,落实排故措施,使型号研制突破阻碍,顺利进行。在排故攻关之时,排故领导小组带领研制团队运用科学的工作方法,秉持严谨的工作态度,克服一切困难,制定了排故措施,开展了大量计算分析,完成3次压气机部件试验、上百次整机地面试车、高空台试验及飞行验证等工作,终于达到故障归零条件。该项排故工作开展迅速、方法科学系统,得到上级领导高度赞扬,积累了宝贵的工作经验。

“航空发动机的春天来了,我相信只要脚踏实地,自主突破关键技术是早晚的事。”中国航空发动机集团沈阳发动机研究所总设计师刘永泉,作为新一代航发领军人,接过了带领中国航空发动机走向“由弱到强”的接力棒。

  在数控系统研制的过程中,动力所航机总体一部负责站在发动机全局的立场上对“最强大脑”的功能进行设计,研制人员充分利用了数控系统实现复杂设计要求的优势。在施磊、邴连喜、刘亚君的带领下,团队成员设计的起动闭环技术、高空小表速加力接通控制以及数控系统总体技术状态都取得了较好的成绩。

  试验保障发动机研制取得实效。某型发动机试验、试飞任务艰巨、难度大、风险突出。面对严峻形势,研制团队毫不气馁、顶住压力、顽强拼搏。团队成员主动进驻外场,为了工作连续几个月没有回家,用坚守和奉献保证了试验的顺利进行。试飞保障团队在4000米的高原克服了缺氧、头痛欲裂、食欲减退、无法入眠、强烈的紫外线照射等不利因素,奋战30天,成功完成了各项高原试验任务。初始寿命试车时间长、难度大、条件艰苦,总共持续了三个多月,正值东北很冷的冬季,为了保证试车进度夜以继日。每个跟试人员兢兢业业,以保证试车圆满完成。既做航空人就得多辛苦,他们唯一的愿望就是发动机试验进展顺利、试飞取得成功。

“必须振作精神,马上全身心投入攻关排故”

  动力所第六研究室的栾东、李春光、荣莉是发动机控制系统的行家里手,也是团队的中坚力量。在面对突发问题时他们沉着冷静,利用过硬的技术和丰富的经验,带领和指导团队成员集智攻关,使一个个难题迎刃而解。作为集团一级技术专家的荣莉,带领成员攻坚克难,在工作中不仅严于律己、刻苦钻研、事事率先垂范,更积极做好传帮带工作。

  某型发动机研制团队用智慧和坚韧创造了不俗的成绩,使某型发动机捷报频传。动力梦想在远方,心永远在路上,动力奋斗者像所有为祖国的发动机事业拼搏的人一样,某型发动机研制团队仍以敬业诚信、求真务实的精神,在自主研制航空发动机的道路上一步步朝既定目标大步迈进。(来源:中国航空报
金辰)

“航空发动机是我们国家的薄弱环节,学这个将来会有发展。”高考之后物理老师的一句话,在年轻的刘永泉心上扎了根。在志愿表上,他满怀憧憬地写上了西北工业大学发动机系。

  经过近10年的戮力拼搏,经历了方案设计、产品设计、数值仿真、台架试车、飞行试验和技术鉴定的六个阶段,某型发动机数字控制系统完成了从暴露问题到完善设计直至试验验证的多次迭代。这是一支目标清晰、分工明确、团结互爱的团队,是一支敢拼、敢做、甘于平淡、善于创新、为梦想不懈追求的优秀团队。你可能不会想到,这个打造了发动机“最强大脑”的团队中“80后”占了一大半。在10年的时间里,“80后”们陆续结婚生子,身份和角色的变化带来了更多的牺牲:李利新婚不久就奔赴外场,高原、阎良都有他的足迹;李昌红孩子体质差、有哮喘,经常生病住院,作为母亲却因为出差和加班不能陪伴在生病的孩子身边;柳阳的父亲身患恶疾,她却无暇在身边照料,远赴离家千里的高原,参加发动机试验;赵明阳顾不上刚刚出生的女儿,连续参加调试多日,保证了新机顺利出厂……每一个团队成员都有类似的故事,只要有发动机出现的地方,就有他们忙碌的身影。外场保障、长试考核、排故攻关、小批交付常常是披星戴月,连续奋战。发动机内外场累计试车试飞数千小时,团队人员精心地伴随发动机度过每分每秒。

“一入航空深似海”。本科毕业后,刘永泉进入了我国航空发动机设计研究所里成立最早、实力最强的动力所,其间又赴北京航空航天大学动力系攻读硕士学位,之后再次回到所里主持科研设计。这一干,就是34年。“干了多年之后,发现自己的喜怒哀乐,基本都围绕着航空发动机,感觉这辈子再也离不开这个行业了。”刘永泉说,此后他研制航空动力“中国心”的道路,越走越坚定……

  型号成功我成才!伴随着“最强大脑”的研制,某型发动机数控系统项目团队青年人已经成长为控制系统设计技术骨干,而倾尽他们十年的青春和汗水的“最强大脑”也成为我国自主研制航空发动机征程上的里程碑。(来源:中国航空报)

“冬天从所里到试验基地去做试验,技术人员要坐着半敞开的‘大篷车’,1个小时车程后,人冻得像冰棍一样,但一下车,都毫无怨言地马上投入工作。”刘永泉这样描述上世纪80年代艰苦的工作条件,“当时我们的试车台都很简易,没有消音塔,近距离噪音高达150分贝,贴着耳根说话根本听不见,感觉心脏随时要跳出来,周边3公里范围内都能听到试车声。”……很多试验设备、试验器材都是动力所的人亲手从荒地上建起来的。

如今,现代化的试验设施林立,先进的技术被广泛应用。在刘永泉的带领下,动力所不断挑战新的技术要求,航空发动机部件的设计、系统的设计、系统和发动机的匹配、发动机和飞机的匹配以及工艺、材料等方面的水平大为提升了,突破了数十项关键技术。刘永泉带领团队为攻克制约型号研制的重大共性难题——整机振动技术,创新性地提出发展整机动力学,为解决国产航空发动机使用中的振动问题、加快国产航空发动机技术成熟以及后续发动机的研制奠定了坚实的基础,开辟了新的途径。

回顾34年航发生涯,刘永泉说,“酸甜苦辣咸,五味俱全”。每逢重大工程获得进展、重大节点如期实现,他都会涌起满满的成就感,但面对一个个接踵而至的问题,焦虑也随之而来,“必须振作精神,马上全身心投入攻关排故。”刘永泉说,多少次咬着牙负重前行,都是为了航空发动机低沉的轰鸣声响彻云霄……

“党员同志起到了先锋模范作用”

在刘永泉看来,作为总师,将研发队伍拧成一股绳,也需要讲究科学方法。

在“太行”发动机设计定型的阶段,刘永泉组织各团队召开了第一次攻关会。“会上,我发现一些队员多少有点情绪,他们认为问题出在对方身上。”各打五十大板还是劝解?刘永泉另辟蹊径,选择从根子上找原因、解决问题。

“我把攻关难题重新定性。比如说原来定性为控制系统的问题,根据实际情况把它定性为控制系统与发动机匹配的问题。”刘永泉说,航空发动机由各个复杂的技术环节构成,任何一个问题都不是孤立的,需要各个系统协同解决。这样一来,团队不仅找到了难题的根本所在,有了积极的解决方法,内部的职责也更加明确,整体工作氛围得到很大改善。

刘永泉主张并践行“技术民主”,听取团队每个成员的意见,最终形成技术决策;他注重人才培养,对于一些肯钻研、勤奋积极的年轻人,精神鼓励之外也给予实际奖励;他还鼓励及时总结,带领大家形成阶段性总结经验教训的习惯,团队成员经常找他谈新想法、新思路……

“整个团队逐步形成了一种进取心强、坚韧不拔、精益求精的团队精神,随着产品的成熟,团队也在成熟,大家的自豪感、归属感明显增强。”刘永泉说,“这种氛围的形成跟共产党员的理想信念分不开。动力所70%以上的员工都是共产党员,党员同志起到了先锋模范作用。”

“一定要自主研发,仿制不可能吃透”

有人问刘永泉,航空发动机的研制,究竟难在哪儿。刘永泉打了一个形象的比方,“天上飘的云,具体形状难以描述又处在时刻变化中,航空发动机内部的气体流动也是如此,流场状态时刻在变,没法用一个固定的方程来完全准确地描述它。需要通过数据的长期积累,进一步发现发动机运行的规律,修正理论模型,从而攻克关键技术,逐渐逼近‘精确’描述。”

刘永泉对我国航空发动机的研制道路思路清晰:首先要重视基础研究,加强流体力学、热力学、材料、加工制造各个领域基础研究,鼓励成功也宽容失败;结合工程实践,在加强工程经验积累的基础上,加强以数字仿真乃至AI技术为代表的技术研发、应用,提高模拟试验的精确度。

没有豪言壮语,但刘永泉有一种不动声色的坚定。“一定不能急功近利,要遵循科学规律,脚踏实地,厚积薄发”“一定要自主研发,仿制不可能吃透,更何况我们的目标不仅是追赶”“与此同时也要开放研究,在基础研究等方面寻求行业内外一切可以合作的力量,加速进步”……

赵展慧

赵展慧

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