近年來,《長空之王》等影視作品
通過再現飛機和航空發動機試飛過程,
將“試飛員”這一職業,
推到了人們的視野中。
作為“刀尖上的舞者”,
他們的工作危險又偉大。
其實,在試飛之前,
我們會先對飛機進行一系列安全試驗。
一款新型航空發動機正式列裝交付前,
都必須進行大量的
地面試驗和飛行試驗,
以確定航空發動機
能滿足飛機使用需要,
提供可靠的動力保障。
高空臺試驗
能夠模擬發動機的全部飛行范圍,
驗證空中工作包線。
相對于空中飛行試驗而言,
高空模擬試驗減少了飛行試驗的時數,
降低了試飛員的風險,
且不受天氣影響,
能夠縮短試驗周期、節約試驗成本,
在參數測試、試驗安全性
和試驗條件可控性方面
具有顯著的優勢。
從亞洲第一個高空臺誕生,
到如今試驗能力與水平達世界一流,
我國的高空臺試驗之路
走過了30載時光。
今天,小新帶你走進中國航發渦輪院,
一起了解托舉“中國心”的自主創新路!
航空發動機高空模擬試車臺模型
高空臺,一個復雜的試驗系統
航空發動機高空臺試驗
就是在地面檢驗航空發動機飛行性能,
將發動機裝在高空試驗艙里,
使其處于飛行中所承受的壓力和溫度條件下,
測取發動機性能參數,
評定發動機在實際飛行條件下的
功能、性能及其工作極限。
簡而言之,
就是在地面人工“制造”高空飛行條件,
使安裝在地面上的發動機
如同在高空一樣。
高空模擬試車臺
是目前唯一能夠
模擬發動機高空飛行環境的關鍵設備。
我國是亞洲首個
擁有大型連續氣源高空臺的國家。
自高空臺建成投入使用以來,
大量的發動機飛行試驗
都可以轉到高空臺上進行。
發動機安裝在高空模擬試驗艙中
那么,高空臺是如何工作的?
要想真正掌握高空環境下
航空發動機的運行特性,
需要的是一個模擬高空環境、
貫穿氣體流動全過程的
復雜試驗系統。
首先為了模擬高空特定的溫度和氣壓環境,
高空臺的供氣系統
要通過壓氣機組將空氣壓縮,
再把經過除塵和加/降溫處理后的
壓縮空氣
源源不斷地供給至試驗艙內的發動機,
有時為了達到試驗要求,
壓縮后的空氣密度
堪比在深海中的艱難潛泳。
接著為了驗證發動機的特性,
需要設置上千個測試通道
對試驗艙中的壓力、溫度、
轉速、推力等關鍵數據
進行精確測量。
要知道在高空快速變化的氣流中,
一個微小的設計偏差,
都有可能釀成機毀人亡的災難。
高空模擬試驗設備圖
不僅如此,試驗會產生
足以熔化普通金屬的高溫燃氣,
必須經過水冷卻的特殊處理,
這些氣體才能由抽氣系統排出大氣。
而試驗過程中耗費的水、電、油
更不能車載斗量,
甚至在我國試驗臺建成初期
需要舉全城之電
來保障一臺試驗的順利進行。
因此,高空模擬試驗
不僅是一項多系統集成配合的大型試驗,
而且還涉及氣動、結構、電氣、
控制、測試、計量、工藝等等
多學科的交叉融合。
“你們中國人真是魔術師!”
誕生于抗美援朝炮火聲中的中國航空工業,
始終處于世界航空強國的
小心防范和威懾封鎖中。
在全球航空發動機市場高度壟斷狀態下,
在半個世紀里,
幾代航空動力人在山溝里
為中國建設起“亞洲第一臺”,
誓為中國飛機裝上“中國心”。
1970年,時年33歲的劉大響
隨同308人包乘的一輛專列
從東北老工業基地城市沈陽出發,
一路開進西南的大山里。
“最難的遠不是條件艱苦,
而是那時候全中國沒有幾個人
見過真正的高空臺。”劉大響說,
新中國迫切需求的高空臺建設任務,
對于他們來說是絕對的“零起點”。
這個世界性的大難題
最終被中國航空動力人
打開了突破口,
他們在英國參加斯貝發動機高空臺試驗時
“親眼見到了真的”,
隨后在極端困難的條件下
在大山里創造了奇跡——
建成亞洲第一、世界第五的高空臺。
“過程曲折,無限艱難,
說起來現在的人連想都想不到有多難。
參加建設的安裝隊伍前前后后好幾批,
加上所內的職工家屬,
有一萬多人撲在高空臺的建設上。”
劉大響說。
中國工程院院士、著名航空發動機專家劉大響說,必須探索自主創新的技術路徑,為中國飛機裝上強勁的“中國心”(攝于2016年12月28日)。 新華社記者 劉詩平攝
低調吃苦耐勞的航空動力人
最終克服千難萬險
給國家交上一份凝聚血淚和生命代價的
“國之重器”——
建設周期長達三十年的
中國大型連續氣源高空模擬試車臺。
直到1989年12月,
當中國航空專家到俄羅斯中央航空發動機研究院考察時,
前蘇聯專家還以為中國沒有高空臺。
有的專家還從ABC講起,
反復強調高空臺如何復雜,
如何重要,如何昂貴,
“甚至說中國如果建不起,
將來有需要可以把發動機
送到他們那里去做試驗。”
日后,當劉大響帶著到訪的外賓
乘汽車鉆過松花嶺大山深處的隧道
看到高空臺,
他們很多人都非常驚訝甚至大惑不解,
說鐵路和公路的山體隧道那么窄小,
如此龐大的設備是怎么運進來的。
有外國專家非常感慨地說,
“你們中國人真是魔術師!”
從“亞洲第一”到“世界一流”
1995年,我國在四川江油
建成投用了亞洲第一個高空臺,
并研究探索出一整套
航空發動機高空模擬試驗技術,
中國也成為繼美、俄、英、法之后
第五個擁有直連式高空臺的國家。
2008年“5·12”地震后,
從國家利益的角度出發,
高空臺試驗基地遷至綿陽,
并進一步擴大建設。
進入綿陽高空臺新基地,
迎面是巨幅五星紅旗,
兩側書寫著:
祖國終將選擇那些
忠誠于祖國的人,
祖國終將記住那些
奉獻于祖國的人。
從山溝里的江油松花嶺
到“中國科技城”新基地,
中國航空發動機幾代人
在半個世紀里進了大山,
又走出大山,再啟新征程。
目前,中國航發四川燃氣渦輪研究院
綿陽航空發動機試驗基地的
試驗能力與水平達到了世界一流,
具備了進行航空渦噴、渦扇、
渦軸、渦槳發動機
以及臨近空間飛行器動力等
新型發動機試驗的條件與能力。
今天綿陽航空發動機試驗基地
代表國家承擔著航空發動機狀態鑒定任務,
是國內唯一從事航空發動機
高空模擬技術研究與試驗鑒定的
大型試驗研究基地,
為我國加快航空發動機自主研制
提供了堅實的條件保障,
將在推動我國從航空大國向航空強國邁進中
發揮不可替代的重要作用。
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責任編輯丨陳婷
校對丨苑洪濤
執行主編丨劉海草 張灝然
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