斯贝发动机传奇

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Re: 斯贝发动机传奇

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七十年代引进英国斯贝发动机过程

一、我国航空发动机的困境

我国自1950年代开始生产涡轮喷气发动机,并在1960年代开始试研涡轮风扇发动机;然而国内技术不足,加上文化大革命等对学术、制造领域的破坏,我国的高阶技术人材出现的断层,加之中苏关系恶化,也让我国开发喷气发动机的脚步迟缓许多。由于技术远落后于国际水准的安全问题,周恩来总理在某次航空产品质量座谈会上指出,必须加强航空发动机的设计制造水平。

二、向英国引进发动机

英国是和我国建交较早的西方国家之一,并保持了贸易往来,还是航空发动机强国。我国于1972年和英国接触,商讨引进民用型的斯贝发动机MK511。在当时冷战的国际背景下,苏联对西方各国造成军事威胁,使得西方考虑拉拢中国大陆以牵制苏联。使得英国于1974年的实质谈判中主动提出提供军用型号RB.168 MK202,我国立即派出考察团考察斯贝发动机。

在赴英考察调研报告中,对斯贝MK-202发动机的评价为: 1974年1月13日,发动机考察组向外交部、外贸部、三机部写出考察报告对斯贝MK202发动机的评价为:优点为巡航耗油率低,比歼6、歼7约低20%,航程可高20%,加力比大;发动机各部件性能较高,例如表示发动机工作稳定度、泼辣程度的指标喘振裕度约为26%,歼6为19%,歼7为9%;中、低空使用速度范围比歼6、歼7更宽;发动机比较可靠,寿命较长。缺点为高空性能不好,在12 000米以上发动机推力下降快;结构比较复杂,制造工时多;由于各部件性能已经比较高,进一步改进提高比较费力费钱。


装备斯贝MK202发动机的F-4K战斗机从皇家方舟号航母上起飞
最终,中英双方于1975年12月13日与中方签署许可生产协议,中国以7679万英镑(1976年币值)的代价向英国购入MK-202发动机技术。然而在谈判过程中,由于“帝国主义”与“资本主义”国家采购发动机此事,受当时的政治环境影响,最后在国务院与三机部等单位力保下维持决策。


出口给我国的RB.168 Mk.202发动机,在英国主要装备F-4K舰载机
三、斯贝MK-202发动机国产化过程

根据最初引进斯贝MK202发动机的考虑,该发动机用作强击轰炸机比较合适(后来的确就是用在歼轰-7上)。用作歼击机尚待进一步论证。引进这种发动机专利,可以争取在三、四年内仿制出来,比我国自己测绘民用斯贝再加改型,可以缩短时间4~5年。

国产化工作的主要技术难点 斯贝发动机制造工艺在某些方面比我国先进,如精密铸造、精铸和精锻用的模具精度比我们先进,相差10倍。一套模具生产周期为6个星期,而我国当时则为3~4个月。其他工艺,如采用电子束焊、化学铣切、数控机床等。1976年3月,西安航空发动机厂开始以来件组装的形式生产斯贝MK202发动机,并在罗尔斯·罗伊斯工程师指导下加工组装4台原型机。1979年7月25日首部发动机组装完成实施测试,测试全程由英国方面验收,并在1980年5月30日完成检验。


仿制斯贝MK202发动机形成的技术材料
虽然组装技术通过英方的技术考核,然而当时的中国工业生产技术习惯了苏联标准规格,要转换生产西方技术规格的发动机出现大量的生产障碍。同时发动机的授权费用高昂,让发动机国产化工作遭遇阻力,直到1988年中国才完成了铸造发动机压气机叶片段等工艺开发。80年代末后更让技术支援全面中断。不过,英国在商业利益考量上并没有对中国采取全面封锁,在1990年代F-4K与F-4M战斗机退役后,英国以废五金的名义将尚未达到操作寿限的MK202发动机出售给我国。我国除了用这批发动机生产歼轰-7,也积极的试制相关零件试图早日达成国产化。


20世纪90年代,歼轰-7的研制与装备部队推动了斯贝发动机国产化的进程
四、国产化型号成功

1999年,MK202发动机全国产化计划正式启动,国产化的WS-9(涡扇-9)在2000年首次点火成功,并命名为“秦岭”。装备WS-9(发动机的歼轰-7则在2002年首飞,目前服役的各型歼轰-7均已更换为WS-9,此发动机的相关技术与生产经验也为西安发动机厂打下后续开发涡轮风扇发动机的扎实基础。
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1975年12月由外贸部中技公司代表中方和罗罗公司签订了合同。主合同是关于英方向我方转让生产许可权和技术决窍的合同,规定了英方应向我方提供的资料目录;十项技术诀窍的内容;技术支援项目的内容,共180人月;技术培训项目的内容,共1080人月;此外还有关于发动机和关键零件的考核等等。合同总价为4000多万英镑。合同还规定了款项的支付办法以及其他各项标准商务条款等。与主合同同时签订的有一份购买合同:按规定的时间进度和价格,英方向中方销售;中方向英方购买共52台发动机以及一些备件、毛料和成件。合同规定了发动机的基本价格和浮动公式。合同总价3000多万英镑。由于实际价格是按公式浮动计算的,所以实际总数估计要超过很多。购买合同是技术转让必要的附加条件。此外对有关发动机的各项辅机,双方也签订了相应的生产许可权转让合同和购买合同。

1976年1月,罗罗公司就派专家组来对西安430厂进行考察。开始斯贝生产准备定在黎明公司,后来考虑黎明公司要承担606所设计的新机的研制和生产,就改行安排在西安。专家组访问的目的是了解中方工厂现有的设施情况,以便提出关于为生产斯贝所需补充的设备的建议书。

英方专家组在考察工厂后写出的建议书中,相当详细地说明了制造各种零件所需设备。人们对斯贝发动机试制和生产的难度和工作量的认识逐步加深。1977年9月部里在西安召开了技术会议,讨论试制中的各项技术问题,确定斯贝发动机试制成功后,将按每年120台的批量进行生产,各种叶片因为有备件需要,按每年400台份进行生产。工厂虽然增添了少数关键设备,但还是不能满足批生产的要求。为了在430厂建立斯贝发动机生产线,经中央批准,国务院拨款一亿英镑用来对430厂和有关的辅机工厂进行技术改造,这笔金额在当时来说不算一个小数,充分说明中央对航空工业的重视。为了开展这项技改工作,主管副部长下令组织一个专家工作组来具体办理。工作组由部基建局局长牵头,从基建局、物资局、四院,621所、625所和303所等单位抽调人员组成。我当时作为625所发动机工艺研究室副主任也被调来参加这个工作组。

1978年春节后,工作组研究技改方案。技术改造的内容主要有两个,一是要建设一些新的精铸厂房、精锻厂房、数控加工厂房、电解加工厂房和部分实验室等;另外就是按照英方建议书中的要求购买各种设备,包括精铸、精锻方面的全套设备,各类金属切削机床,焊接和热处理设备,计量仪器和理化测试仪器等。当时高层曾提出请罗罗公司来帮助430厂进行技改,甚至考虑请英方来总承包整个改造方案,包括厂房建设和设备采购。因此英方曾派小组数次来访。但在较深入地进行研究时,英方要求我方提供关于430厂的详细资料,包括平面布置、地质水文等资料,同时初步开出了一个天文数字的预算。这样,委托外商主办技改的打算只好放弃,确定自己来办。

按照部里的部署,我们30余人技改工作组用了大约两个月的时间对与斯贝有关的生产现场考察了一遍。每到一处都是先参观车间生产现场,由英方技术人员向我们介绍制造各类零件所用的设备以及他们在使用这些设备中的经验和遇到过的问题,,再由我们提问讨论。
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斯贝发动机传奇

文:承路

斯贝发动机是英国罗·罗公司研制生产的涡扇发动机。1964年其民用型投入航线使用后立即开始了军用型的设计研制, 并于1968年开始装备部队服役, 当时具有国际先进水平。我国从巴基斯坦购得了4架“三叉戟”飞机后, 决定对其所装的民用斯贝发动机进行测绘仿制, 仿制地点定在沈阳。1971年, 我参加了斯贝发动机附件的定点协调会, 133厂凭借位于长春的地理优势被确定为燃油系统附件的仿制厂家。测绘仿制工作从1971年起到1974年中结束。因国家决定从英国直接引进斯贝军用型发动机, 购买制造许可权, 于1974年起开始了较长时间的谈判。这时,军用斯贝发动机任务的定点发生了重大变化, 发动机主机厂改在西安, 机载设备厂的定点也有许多变化。133厂虽然失去了地理位置的优势, 但却拥有技术继承性的长处,最终被确定为主燃油系统×型附件的制造厂家。我参加了引进项目谈判机载设备组的工作, 担任对英国主要附件公司卢卡斯公司谈判的主谈。1975年12月13日, 引进斯贝发动机合同在北京饭店正式签字, 我也在合同书英文版的对应部分逐页逐段地留下了签名。这一段经历对我进一步确立航空报国的事业心和责任感起到了很大作用。报效祖国,就是要为国防航空事业奉献一切, 落实到自己的具体行动上, 就是要把斯贝发动机的5型主燃油系统附件搞出来。

接触到斯贝发动机资料以后, 我如饥似渴地学习, 从中汲取知识并通过实践验证新鲜技术。例如, 对于离心块这种发动机自动控制系统中常见的转速敏感元件, 过去苏联的资料对其的总结是“低转速时灵敏度不高, 高转速时稳定性不好”, 教科书还列出了计算临界转速的公式。但我们发现斯贝发动机燃油调节器中的几种离心块工作转速非常高, 远远超过用苏联教科书公式计算出的临界值, 却不存在不稳定的问题。最初我对此感到疑惑, 后来通过深入钻研, 很快就弄明白了其中的奥妙。对这些基础元件和系统的分析, 我曾发表过专题论文, 后来都编入到几所航空院校的专业教科书中。

合同开始执行后, 各承制厂都按计划开展了试制工作。其中, 也包括初期派出技术人员和工人去英国实习, 并接受英方人员来华进行技术服务等。1978年初, 我同部属厂所院校的其他9名同志一起组成一个小组, 委派到英国罗·罗公司学习斯贝发动机附件控制规范的编写。我任副组长,后又担任英方工程师讲课的翻译。通过近5个月的学习,技术水平有了较大的提高。回国后, 小组分工整理出版了一整套附件控制规范, 有一定的实用价值。通过几年的努力, 主机厂和机载设备厂用英方提供的毛坯和原材料完成了产品的试制并按合同节点通过了规定的各种试验。但不幸的是, 由于诸多原因, 斯贝发动机项目在20世纪80年代初停止了研制生产。除主机厂还保留一点力量细水长流外, 各机载设备厂都彻底停了下来, 且一停就是10年。斯贝发动机不搞了, 也没有其他航空产品可搞,我当时感到十分郁闷和无奈。1981年, 我考取了三机部的出国培训班。从1982年到1984年, 我受教育部派遣去美国宾夕法尼亚州立大学做了两年访问学者。回国后仍在133厂工作, 搞了多年的“军转民”。

20世纪90年代初, 国家提出恢复斯贝发动机生产。这时,斯贝发动机配套的机种也终于明确下来, 即后来定名的“飞豹”。这一时期, 中央军委提出的斯贝发动机发展思路是“一装二修三化四改”, 即先把以前从英国购买剩余的一部分斯贝发动机装到飞机上用起来;然后修理并部分国产化; 再实行全部国产化 (中国型号为涡扇9发动机), 形成批量后装备部队; 最后改进改型。规定在“八五”期间 ( 1991~1995年) 要实现斯贝发动机部分国产化, 随后再逐步实现全部国产化。因此, 133厂又承担起斯贝发动机主燃油系统国产化的研制任务。我也从“军转民”的队伍中归队, 被任命为斯贝发动机工程项目的副总设计师。我的内心既激动兴奋又深感责任重大。

一次, 海军总代表找到我说:“承总, 我就想听你个人说一句老实话: 究竟这个厂有没有可能把斯贝发动机产品搞出来?”我回答说:“可能。只是要下大工夫, 出大力气。”自参加工作以来, 我与军代表的关系一直处得很好, 他们知道我说话办事可信可靠。当时, 军代表的担忧也是全厂干部职工共同的担忧。为了使同志们消除顾虑,树立信心, 我经常给大家讲课, 宣传斯贝发动机任务对国家、对工厂的重大意义, 既讲技术也讲政治, 讲中国的南海权益被侵犯及南海周边严峻的军事形势, 还讲自己的学习体会。无论军代表或本厂任何一个单位要我讲课, 我都有求必应, 把讲课当成自己义不容辞的分内工作。讲课对全厂上下统一思想、树立信心起到了良好的作用, 我也因此得了一个雅号“承斯贝”。

斯贝发动机部分国产化项目启动以后, 按照武器装备系统工程项目研制的管理要求, 项目设行政指挥系统、技术系统和质量师系统。技术系统内包括设计师系统、工艺师系统、冶金师系统、计量师系统和标准化师系统。作为项目副总设计师, 我同各个系统保持着密切联系, 融洽相处。经过全厂上下几年的艰苦奋斗、协同努力, 部分国产化的5型附件终于生产出来, 且性能试验成功; 经军代表验收后, 交付主机厂。我到主机厂参加了首台部分国产化斯贝发动机第一次150 h长期试车。听着久违了的发动机轰鸣声, 真是心潮难平。不料, 试车进行到40h, 发动机突然出现转速悬挂, 主燃油控制系统中的核心附件燃油流量调节器出了故障。当时, 我的心情异常沉重, 压力很大。因为我知道, 这不仅仅是一般的产品质量问题, 而是关系到国家武器装备研制任务全部计划能否按期完成, 关系到工厂是否有能力和机会继续承担这项任务的问题。我向主机厂表示马上带着故障产品返厂查找原因, 在最短的时间内排除故障。我打电话将长试情况向工厂领导做了汇报, 并通知设计所马上做好准备。

1995年11月3日, 我背着产品从西安飞回长春。晚上10点多下飞机, 未入家门直接进了工厂, 会同相关人员连夜分析故障原因, 研究排故方案。次日, 立即组织相关人员测试故障产品。业内人士常把发动机比做飞机的心脏, 而把燃油流量调节器比做发动机的大脑, 其重要性可想而知。该产品由燃油、空气、电子等众多系统的1000多个零组件组成。如果逐个系统测试、分解查找故障, 势必耗时很长。凭着对产品长期钻研达到的熟悉程度和积累的技术经验, 在测试了几个调节点的技术参数之后, 我准确地判断出故障的具体部位。经对产品局部分解、更换相关零组件后, 测试合格, 产品性能恢复正常。在短短3天之内, 我和同志们日夜苦干, 以高度的责任感和一丝不苟的敬业精神完成了排故任务。11月9日,工厂再次派人将产品送往主机厂继续进行长期试车。当长试成功的喜讯传来, 我长长地舒了一口气。后来, 我多次参加发动机试车, 在实践中积累了不少经验, 在出现异常情况时均能够较准确地判断出是调节器的问题还是发动机的问题。

斯贝发动机部分国产化的完成, 以技术鉴定为正式标志。作为斯贝发动机副总设计师,我多次参与了中航总其他兄弟单位的斯贝发动机项目鉴定和评审工作, 有时也帮助协调解决其他单位的一些技术问题, 工作量和难度都有所增加。但我始终保持一个信念: 在有生之年一定要坚持到实现斯贝发动机全部国产化。部分国产化成功之后, 中航总曾为有功单位和个人颁奖。133厂荣立集体功, 我立一等功。在133厂历史上, 作为附件厂的一名工程技术人员,为发动机研制立一等功还是第一次。我感到光荣, 并深知今后任重道远。

军用斯贝发动机全部国产化项目开始以后, 工厂依然举步维艰, 经济效益不好。很长一段时间内, 全厂职工不能按时足额领到工资, 技术人员大量流失。有人多次劝我:“凭你的技术到私人企业去可以挣到大钱。”有人曾把几万元现金放到桌子上要把我立刻领走, 还有人以年薪几万美元的条件要同我签约。对此, 我都一一予以谢绝。许多人都说:“你太亏了。”我回答说:“我并不觉得亏。我评上了研究员级高级工程师, 还享受着政府特殊津贴,亏什么呢? 而且, 人生的价值是不能单用金钱衡量的。”当许多人在为金钱忙碌的时候, 我在为工厂技术人员的流失而深感忧虑。为了把自己所掌握的技术知识和实践经验传给年轻人, 我采取了和过去一样的做法, 经常给年轻的技术人员讲课。为了让更多的人了解斯贝发动机, 我就针对国家最初引进斯贝发动机的原因, 斯贝发动机的性能及关键附件的作用, 工厂承制这些附件的工艺、关键参数、技术难点等有关专业知识, 进行详细讲解。有人听完我的讲课说:“听承总讲课是一种享受, 他能把许多抽象难懂的东西讲得通俗易懂。”对讲课,我自己也感到越来越得心应手, 针对不同的对象采用不同的讲课方法: 对军代表和领导干部是一种讲法, 对设计人员是另一种讲法; 对一般技术人员是一种讲法, 对工人群众又是一种讲法。我曾在小范围内开设近百小时的专题讲座, 更多的是较大范围的几小时的综合性介绍。我感到, 不为名, 不为利, 把自己所学的知识与他人分享, 也是一件快乐的事情。

对年轻的技术人员, 我尽力关心、培养。遇到暂时经济困难的同志, 在家人的支持下,我尽量予以帮助。一次, 一位年轻的技术人员受工厂委派去西工大进修英语。我知道他经济困难, 主动送他几百元买了一台小录音机, 鼓励他努力学好英语。后来, 这位同志调到设计所同我共事多年, 任斯贝发动机主燃油泵的主管设计师。对来斯贝发动机设计室工作的同志, 我都要先为他们做两件事。一是带他们到工厂档案馆去详细介绍馆藏的斯贝发动机资料, 从原文的产品图样, 到加工、装配、试验工艺规程, 到工艺装备的图样和各种技术规范, 等等, 指导他们学会查询资料的基本功, 掌握设计人员的应知应会。二是“纸上谈兵”, 用产品零组件图样把产品组装起来, 使其在研制的产品尚未做出来之前提前熟悉产品的具体结构。

我退休后, 不断有人登门高薪聘请我出去工作, 说:“你为工厂作贡献已经尽到责任了, 够意思了。如今退休了,凭自己的技术多挣点儿钱吧。”我回答他们说:“工厂要返聘我继续为斯贝发动机国产化出力呢!”实际上, 办完退休手续后, 我一直照常上班忙碌。特别是1999年春节后, 斯贝发动机附件国产化进入关键的装配调试阶段, 我每天不离生产线,同技术人员和工人们一起工作, 常常夜以继日。同志们知道我有高血压, 担心我的身体吃不消;为照顾我, 在工作现场为我配备了一把皮靠背椅, 让我边看试验边休息, 并多次劝我回家休息。鉴于我的病情, 医生曾多次向我发出严重警告, 要我完全休息, 甚至住院治疗。我感谢他们的一片好意。但是, 在最后的冲刺阶段,每一天都以分、秒计算。在繁忙的工作中, 什么年龄、病情都被我忘得一干二净。1999年7月, 斯贝×型发动机附件的全部国产化产品终于交付出厂。

这里还有一件事值得一提, 那便是燃油流量调节器的性能调试攻关。这是中航总批准立项的重大攻关项目, 立项的原因是该产品的性能调试十分复杂。该项目由我提出方案论证报告, 到北京通过答辩后, 制订了细致的攻关实施计划。产品待试项目有44个, 调整部位有26个。试验项目同调整部位之间多数存在交叉影响, 即一个调整部位可以影响到几个性能试验项目, 而一个试验项目又可以用几个部位来实施调整。因此, 性能调试过程中经常发生顾此失彼的情况, 技术难度很大。英国原文资料中对此项调试缺乏有效的说明。去英国实习过的同志说, 在英国, 一台装配好的调节器交到一名经验丰富的老工匠手里, 一般要花整整一周的时间才能完成调试。为了满足将来国产化成功之后批量生产的要求, 一定要提前解决好产品的性能调试问题。工厂组织了一个“三结合”的攻关小组来攻克这一难题。我虽已退休, 不当组长, 但积极组织和参与了该小组的全部活动。我们主要采取直接的试验手段,在理论指导下, 探索该产品性能调整的定量规律。经过整整一年的辛勤努力, 小组取得了富有创新性的成果, 使产品性能调试技术水平有了突破性的提高。

英国人用一周左右才能调出一台合格产品, 攻关成功后我们用两天左右的时间即可做到。为此, 大家都十分高兴, 还有人说这是我们厂自己创造的“诺号”( Know-How )。为了总结攻关工作中各项专题研究的成果, 我们组织大家撰写了15篇科技论文。在中航总组织的验收会上, 除通过了对该攻关项目本身的验收外, 这些论文受到专家们的一致好评。在15篇论文结集出版时, 都署上攻关组其他同志的名字。日后尽管企业遭遇困难, 但这些同志始终没有跳槽, 都成为斯贝发动机产品科研生产的骨干。其中, 攻关组中唯一的一名高级工人技师还当上了吉林省劳动模范。我为这个团队的成长和进步感到高兴, 这也实现了我的初衷。

斯贝发动机国产化工程项目最后通过了技术鉴定, 我也到西安参加了隆重的鉴定会, 以副总设计师的身份在鉴定书上庄严地签下了自己的名字。联想到35年前在斯贝发动机引进合同上签字的情景, 往事历历在目。谁能说清这一段历史的见证者们, 面对“我们终于成功了”这一时刻内心的万般感受呢?

133厂也在不断的变化之中。工厂在实施政策性破产的同时, 分立组建了新的专门从事军工产品科研生产的长春航空液压控制有限公司, 斯贝×型发动机附件成为新公司的支柱产品, 每年都有相当数量的订货。为了满足国防建设的应急需要, 发动机厂还从英国购买了上百台库存的“堪用”斯贝发动机, 因此, 新公司每年还增加了数十台“堪用”斯贝发动机附件的修理订货, 公司的经济效益有了大幅度的提升。对此, 人们有各种议论, 时而也听到一些关于我“吃亏了”的说法。对此种议论, 我回答说:“前人栽树, 后人乘凉, 这不是天经地义的事情吗!”

国家对于我有培育之恩, 对此我永生难忘。在斯贝发动机部分国产化阶段和全部国产化阶段, 我又先后3次被派往英国罗·罗公司和为斯贝发动机配套主要附件的卢卡斯公司考察学习。在继续提高自身水平的同时, 我更加迫切渴望把自己的技术和经验传给后人。我先后不署名地撰写了《对斯贝发动机最大军用转速的几项研究》、《主燃调与发动机的排故协调问题》等论文和发动机今后改进改型的建议留给相关设计人员; 编写了《沉痛的历史教训》, 以及我国航空工业质量史上因油泵调节器类产品装配试验工作中的偶然失误造成发动机和飞机等级事故的若干实例,作为前车之鉴, 送给装试车间的工人朋友。因斯贝发动机国产化工程的完成, 中航二集团又一次授予我一等功。2004年, 国防科工委为此项工程授予我“国防科学技术一等奖”。
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Re: 斯贝发动机传奇

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从文章里可以看出来斯贝发动机的国产化进程很艰难,国产化后的斯贝比照原版可靠性会下降,故障率升高,另外当年为解燃煤之急,还从英国订购了数百台“堪用”斯贝,所谓“堪用”斯贝,是指英国退役后封存的斯贝,我们买回来接着用,性能肯定会下降。最后因为歼轰七是一款歼击轰炸机,经常低空低速飞行,还要海面巡逻,作战环境恶劣,出了事故反应时间很短,所以容易摔飞机。
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主要是飞豹系列先天设计是给海军使用,低空低速性能不好,后来空军看上当轰炸机使用,气动布局不适合低空低速,飞豹糸列事故从未一起是因发动机问题引起,可见罗罗发动机厉害之处。
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十年与四十年——“斯贝”发动机引进国产化历程

冰封之龙
2022年06月07日 16:35
今天打算分享一个旧闻,斯贝发动机的国产化历史,从中我们能够学习到引进消化外国先进技术的宝贵案例。
斯贝发动机国人想必不会陌生,都知道它一开始曾经搭配在英国“F-4鬼怪”战斗机上使用,后来随着F-4鬼怪从英国退役而淘汰。不过,斯贝发动机的衍生型号也有着广泛的市场。如著名的三叉戟客机就采用RB163民用斯贝发动机。

三叉戟客机采用斯贝RB163发动机
斯贝发动机和美国同行一样,也衍生出舰载燃气轮机,代号SM-1系列。日本是该引擎的较大使用国之一,高波级、秋月级护卫舰的主发动机就是SM-1系列,如秋月级的SM-1C发动机轴马力可达32000马力。

秋月级护卫舰采用SM-1C发动机
甚至时至今日,英国罗伊斯罗尔斯的官方网站上,仍将斯贝发动机列入公司产品序列,并继续为军用斯贝发动机提供持续的售后服务。

斯贝发动机官方网站,展示的是采用斯贝807引擎的意大利AMX攻击机
接下来,让我们聊聊斯贝的国产化问题吧。
cut-off
"斯贝"MK202型是英国在60年代中期研制的一种性能较为先进的涡扇发动机,长5025毫米,直径1093毫米,重1850千克,最大推力54.5千牛,加力推力91.1千牛,推重比5.05,最大军用耗油率0.0684千克/牛·小时,最大加力耗油率0.2千克/牛·小时,涵道比0.62。

1971年12月26日,周恩来总理在航空产品质量座谈会上指出:“航空工业就是有心脏病,要好好治一治这个心脏病。”并表示可以研究引进英国“斯贝”军用航空发动机。1972年5月19日和5月23日,周总理、叶剑英副主席两次听取外贸部和接待小组汇报。年底,英国同意向我国单独出售民用“斯贝”发动机。
1973年1月10日,航空工业部正式向国务院、中央军委报告,建议购买军用“斯贝”发动机专利。1975年8月至12月,中英双方进行第六轮实质性谈判,1975年12月13日,签订了中国引进英国“斯贝”军用航空发动机专利的合同,内容包括购买军用“斯贝”发动机专利合同(4150万英镑)、发动机整机购销合同(3097万英镑)和发动机辅机专利合同(432.5万英镑),合计7679万英镑(不含此后北京航空学院购买试验设备、实习试验等费用)。合同的总体目标为:一是在3年内,我国用英国材料、毛坯、成品和附件复制出与英国同等质量水平的发动机;二是在5年内,用国产材料、毛坯、成品和附件复制出符合上述要求的发动机。在合同实施期间,英方有义务通过培训、派出专家帮助我方解决问题、掌握技术。
引进中,争取到英方产品设计资料137份,并规定和实施了费用支付和产品考核挂钩。通过到英方试验考核,不仅对试制产品进行了鉴定,而且深入了解了产品的性能和英国高空试车台等试验设备和试验方法,有利于促进我国航空发动机的科学试验研究,这是过去苏联援助我国所没有的新鲜经验。
经过3年多的努力,1979年下半年,西安航空发动机厂分两批装出了4台发动机。同年11月,由中英双方共同在中国完成了150小时持久试车考核。1980年2月至5月,又在英国完成了高空模拟试车、零下40摄氏度条件下的启动试车以及五大部件的循环疲劳强度试验,试验结果符合技术要求。中英双方代表签署了中国制造涡扇9发动机考核成功的文件。到1980年6月,由冶金工业部、机械工业部、化学工业部和航空工业部所属的74个厂所承制的1096项原材料、大型锻铸件和成品、附件中已有948项签订了协议,占总数的86.5%,其中金属材料已试制成功72.5%。“斯贝”第一期基本建设工程也于1983年年底竣工验收。
实际上,在军方引进斯贝MK202时,国内航空工业表达了强烈的反对,因为这将显然对国内正在发展的涡扇6发动机造成强烈的冲击(然而实际上却是两款发动机不是一个体量,按如今的划分,涡扇6是大推力涡扇发动机,而斯贝MK202却是中推力发动机,搭配装机对象不可能相同,因此国内抵制的动机是经不起推敲的)。在国内航空工业强烈的抵制下,斯贝国内落地厂商不得不从技术最强的沈阳黎明发动机厂(也是涡扇6的研发生产机构)转移到阻力较低的西安飞机发动机厂,并在1983年实现了“竣工验收”。但是一切也就戛然而止。在中国经济结构转型的阶段中,相当大一批军工产品遭遇下马结局,斯贝发动机和同期国产涡扇6发动机一起遭受到了下马的命运。但是斯贝发动机和涡扇6下马,并不意味着中国所有的航空发动机都按下了“暂停键”,相反的,在1985年后,国内又再次通过了研发多款飞机发动机的计划。

涡扇10工程于1987年启动,2003年宣布定型,但由于技术问题2010以后才开始规模投产,2015年实现年产量破百并大规模装机使用,也是1985-2000年立项研发的一系列大型发动机中唯一幸存下来的产品


涡喷14昆仑发动机1984年立项,延续了很多涡扇6发动机的成果,为沈阳606所设计制造,但因为设计不良曾在歼8C试飞过程造成严重事故,2002年宣布定型,但迄今没有明确装机对象


涡喷13发动机,来自于中国逆向工程埃及获得的米格21比斯的发动机技术,后替代了国内不可靠的涡喷7成为了歼7,歼8(歼8C除外),教练9和FTC-2000的发动机,也用于无人机试飞


涡扇11发动机,1986年以AI-25发动机为蓝本仿制,属于小推力发动机,用于K8教练机。比较独特的是,它是由南方航空动力公司研制的
除此之外,找不到图片的还有1985年被推上研发日程的涡扇12发动机,该发动机是成都624所提出的研发计划,对标类型是美国F404发动机,预计搭配中国未来的歼14战斗机使用。该飞机是中国“高低搭配”计划中的高端双发飞机,其技术性能接近于后来的F-18和米格29,与单发的歼10形成搭配,预计1993年设计完成,2000年前后试飞服役。后因为苏27意外来华而胎死腹中,涡扇12也随之下马,后来部分技术被涡扇13发动机继承下去。

网上推测的歼14三视图
所以说,1983年涡扇6和斯贝发动机下马,其本质原因并非是某些人推测的“因国防工业大幅缩水而下马”,相反的,是因为当时国防工业在接触到了欧美三代机后,对于飞机发动机的胃口更大,急切希望跳过以涡扇6,斯贝发动机为代表的第一代涡扇引擎,直接一步到位到对标F-110,F404为代表的第二代涡扇发动机。
对比一下技术指标就能看得出这种差别。
涡扇6发动机:来自百度百科
技术数据 最大加力推力(daN)
WS6 12220
中间推力(daN)
WS6 7130
加力耗油率[kg/(daN·h)]
WS6 2.3045
中间耗油率[kg/(daN·h)]
WS6 0.6342
推重比
WS6 5.93
空气流量(kg/s)
WS6 155.0
涵道比
WS6 1.0
总增压比
WS6 14.60
涡轮进口温度(℃)
WS6 1077
最大直径(mm)
WS6 1370
长度(mm)
WS6 5645
质量(kg)
WS6 2100
斯贝MK202:来自维基百科:

AL-31F:数据来自维基百科
Thrust-to-weight ratio: 4.77:1 (dry), 7.87:1 (afterburning)(俄罗斯标准,若按照美国标准约7左右)
F-110数据:来自维基百科
Manufacturer: General Electric Co.
Thrust: F110-GE-129: 29,500 pounds; F110-GE-132: 32,000 pounds
Overall Pressure Ratio at Maximum Power: F110-GE-129: 30.7; F110-GE-132: 33.3
Thrust-to-Weight Ratio: F110-GE-129: 7.29; F110-GE-132: 7.90
Compressor: Two spool, axial flow, three-stage fan
LP-HP Compressor Stages: 0-9
HP-LP Turbine Stages: 1-2
Combustor Type: Annular
Length: 182.3 in (4.63 m)
Diameter: 46.5 in (118 cm)
Dry Weight: F110-GE-129: 3,980 lbs (1,805 kg); F110-GE-132: 4,050 lbs (1,837 kg)
Platforms: F-16 Fighting Falcon; F-14 (retired); F-15K Slam Eagle; F-15SA; F-15SG; F-2
Price/Unit Cost: Unknown
First Run: 1992 (F110-GE-129)
显然,对比1980年代的第二代涡轮风扇发动机可达7-8的推重比,无论是研发陷入瓶颈的涡扇6还是刚刚能够组装生产的斯贝发动机都是无法对比的。在这样国产技术和国外同类水平明显越来越大差距的情况下,且国内生产制造仍处于困境的情况下,决策层放弃既有项目转向跟随下一代技术也是情有可原。但是——接下来发生的事情很快超过了决策层的估计,中美和中欧蜜月戛然而止,苏联突然解体,中美从合作骤然转回敌对状态,这样一来,国内继续通过引进消化吸收欧美技术强大国防已经基本不可能,而战机短缺发动机的危险局势已经严重威胁到了国家海空防线的稳定,此时完全能够国产化,并且能够满足战时大量生产需求的飞机仅存歼7E/G这唯一的型号(不过论1990年代服役数量,J-6仍然是绝对主力,但歼-6可靠性严重不足,且已经严重落伍)。

J-7E战斗机是1990-2000年国内能够稳定量产的唯一一种实战战斗机,但不能发射中距弹


1990年代歼8II计划因美方停止合作陷入困境,一直到1995年才初步解决发射阿斯派德导弹能力,但阿斯派德国产化(即霹雳11)则到了2000年才解决


苏27在1990年代末期是我国最先进的飞机,但是数量较少,战时难以补充,因此几乎全部用于中国重点城市的保卫。同时,原厂苏27没有任何多用途能力,无法执行反舰对陆打击,一直到2000年后苏30交付才解决这一问题
在这样的大背景下,1991年,国家又被迫做出了“继续斯贝发动机国产化计划”,以确保中国当时唯一具备对地对海打击的战斗轰炸机歼轰7的生产。
1995年11月,斯贝发动机通过了150小时持久试车,国产化率达70%,此时已被正式命名为涡扇9型发动机。不过,由于国内面临的紧张局势,中国不得不再次和英方谈判,要求继续购买剩余的二手斯贝发动机,并邀请英方人员来华继续支援斯贝发动机国产化。

1996年在西安成立的西罗航空部件有限公司,由西飞集团发动机公司(后并入中国航空发动机集团有限公司)和罗伊斯罗尔斯合资成立,生产涵盖多种发动机核心部件


罗伊斯罗尔斯中国网站的介绍
2001年,涡扇9通过150小时工艺试车,国产化率达100%,并且,部分部件已经采用了我国的改进工艺。
2003年,涡扇9型发动机通过了技术鉴定,此后逐步生产,完成了飞豹发动机的国产化。2010年起,所有的采用二手斯贝发动机的飞豹陆续换成了国产发动机。
因此,虽然名义上从1970年代开始了斯贝发动机的国产化,但真正意义上“国产化”却是1995年以后的事情。所以,如果以引进斯贝发动机来看,国产斯贝发动机用了40年时间,但从实质性阶段看,只用了10年时间就全面完成了国产。
同时,凭借这次全面和罗伊斯罗尔斯的技术合作,中国学习到了很多的航空发动机的生产制造、质量管理、工程管理的先进经验,使得中国很多企业为了加入RR的全球供应链而不断改善工艺水平,最终优化了整个中国的航发和涡轮机体系。如国内上海电气下属的无锡透平叶片厂,为加入罗伊斯罗尔斯全球供应链,从海外知名公司引进大量先进生产技术和管理技术(如下图斯达拉格集团报道的无锡透平叶片厂的技术改造案例),使得自己从过去仅能生产落后的蒸汽轮机叶片一举成为国内数一数二的发电汽轮机,燃气轮机,飞机涡轮机叶片的翘楚企业。

斯达拉格集团对无锡透平叶片厂的报道


斯达拉格集团对成都发动机厂的报道,该厂目前生产涡扇18发动机

无锡透平叶片公司顺利中标英国罗尔斯·罗伊斯发动机公司的高温合金低压涡轮盘锻件项目
五兵王子 · 394阅读
所以说,在中国1980年代至2000年一系列国产发动机的失败后,中国航空发动机最终回归到了“认真消化,吃透技术,改进提高”的正确路线上,认真而踏实的从国际合作汲取中国所欠缺的设计、生产、质量管理的重点环节经验,不断提升产品品质和加工水平,最终才在2010年代结出硕果,使得国产飞机基本上摆脱了“心脏病”的根本问题。


歼-10C首飞仍采用AL-31FN发动机


如今的歼10C已经换装国产发动机,作为一款单发战斗机,采用太行发动机已经表明该发动机的安全性已经达到了较高的水平
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Re: 斯贝发动机传奇

帖子 freemind »

我觉得就是个借口,不想这个空降项目影响自己的那些发动机项目。故意拿涡扇和涡喷比较高空高速性能。

斯贝怎么说也是60年代国际先进技术,油耗低,寿命长,可靠性好,在七十年代比它强的只有F100。

斯贝如果美国人的技术和经验来挖,就算达不到推重比7.5 但7出头还是没问题 的。推力超过12吨也是没问题的,更高,咱没法瞎猜。正常搞,挖潜推力超11.5吨,推重比6。把WP14的资金量投过来就够。斯贝早期是被砍了,燃气轮机项目是厂家在原型机阶段就进行大幅度修改,还没学会爬就考虑怎么跑,结果导致数据难看。如果没那么功利,项目正常推进,不至于出现空窗。

斯贝就算不行也比涡扇6好啊 而且斯贝推力可以改进到11吨 f16早期动力f100推力还不到11吨。

80年代最好的选择就是和英国罗罗好好谈判,斯贝发动机国产化,然后增推减重,推力增加20%,重量降低到1.5吨以下,这个从技术上说不存在任何问题。使斯贝能够达到早期的F16发动机F100水平,军用推力65,加力推力107,这都已经很不错了。歼十用这个推力完全够用,如果这样选择,也许歼十95年前就可以首飞了。
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