新民网移动客户端
您现在的位置： >
解读：中国航空发动机维护与国际先进水平差距在哪？
航空发动机
　　寿命是衡量发动机耐久性的常用指标，它包括技术寿命和服役期限。技术寿命定义为发动机从其使用时间开始，或经过翻修后恢复工作，直到极限状态前的工作时间；服役期限又称日历寿命，是发动机从其使用时间开始或经过一定形式修理后恢复工作，直到极限状态前的日历持续时间。工作的核心是通过工程学科中的先进技术，验证零件及其材料的疲劳寿命，并根据零件工作和负荷的性质，按危险性影响的程度对零件进行分类，以实施不同的寿命控制管理。
　　寿命控制
　　航空发动机是非常复杂的系统，有不同的方法进行寿命控制。当出现的故障对发动机安全和经济性不产生影响，则可以使用到发动机出现故障，即故障前控制的方法。对关键零件，可按照寿命确定后进行控制的方法，但对整台发动机都按固定寿命进行管理实际上是不经济的。另外，可采取按发动机的技术状态进行管理的方法，通过预先对可能出现故障的零部件进行更换。当然，当代最先进的是以可靠性为中心的控制方法，即对故障的危险性进行分析，对可使发动机的使用期限尽可能长，可在零件故障危险性达到一定程度的时候再采取措施。
　　在某国，对发动机的寿命确定方法进行过长时间的研究。早在60~70年代，当时发动机的寿命只有200小时左右，一般按试验方法（地面试验和飞行试验结合）对发动机定寿，在飞行试验时飞机不载人，显然这种方法的经济性很差，而且发动机寿命增长也需要很长时间。在80年代，出现了发动机寿命加速试验方法，即按等效寿命循环的办法进行发动机寿命考核。等效试验的循环数比实际发动机的工作循环少，通过较大的载荷循环等效小载荷水平循环，其优势表现在能减少60%左右的发动机定寿时间，而且费用也减少60~80%。在80~90年代，计算机技术开始在设计中大量采用、结构强度、寿命计算方法取得很大突破，发动机的寿命得到大幅度的提高，从2000循环到4000循环以上。在90年代出现了新的寿命控制方法，即发动机按技术状态投入使用，并以可靠性为中心进行控制。
　　寿命控制的三种方法：
　　1) 针对老发动机，按发动机的试验寿命；
　　2) 重视导致发动机从飞机上拆除的故障，对一般故障根据技术状态和故障后果视情处理，实际上导致发动机从飞机上拆除的故障主要决定于关键件的寿命和技术状态，即按发动机关键件的试验寿命确定发动机寿命；
　　3)主要零部件不按试验寿命，而用计算方法获得，通过计算应力应变状态、低周疲劳曲线和试件试验结果来确定循环寿命，从而再确定零件寿命（需要低周疲劳数据库）。该方法大大减少了寿命试验的支出，在设计阶段便能确定主要零部件的寿命，从而大大提高了发动机的竞争力，通过采用先进的，提高了发动机的安全性和效能。
　　航空发动机维护
　　技术维护的发展历程
　　发动机技术维护的发展基本可分为四个阶段：
　　1）40～50年代，故障前维护；
　　2）60～70年代，按固定寿命进行维护；
　　3）80～90年代，按技术状态进行维护（ЭТС）。这要求发动机进行很好的监测和故障诊断，有可能在寿命到期后还可使用；
　　4）1995年后，出现了以可靠性为中心的视情维护（RCM）。随着计算机技术和的发展，这种维修方法不是按单一发动机的技术状态进行，而是在综合分析机群使用的发动机的可靠性信息，充分考虑故障率、故障后果和维修经济性分析的基础上确定发动机的维修计划。
　　ЭТС与RCM的对比
　　二者的对比见下表：
　　西方国家有很多关于RCM的标准和技术文件，在这方面居于世界先进水平。目前某国现役的飞机发动机中还没有严格按照该方法来维护的，用户一般都是按自愿进行维护，但是要求对新研制的发动机必须考虑采用RCM。西方国家目前关于RCM工作流程制定的主要标准有MSG-3等，MSG-3是要求按发动机和飞机的安全性和可靠性来维护，通过一系列的问题和判断、选择，可以得到诸如结构改进设计、保证安全性和经济性、增加可靠性的措施与技术途径等。
　　MSG-3规定了技术维护方式，包括计划的和非计划的维护。计划维护包括润滑（比如滑油）和加注、规程性的目视检查、技术检验、功能性检查及恢复和报废等。而非计划性的维护，按维护的结果要确定一个专门时间，按技术文件进行维护工作，按数据进行分析，考虑故障的后果。
　　几个问题的思考
　　某国与国内的概念是基本一致的，即用发动机翻修寿命和总寿命控制发动机的使用。而西方国家则普遍采用单元体或大部件的机制，只规定关键件及单元体或大部件的寿命，没有发动机总寿命的概念，实际使用寿命与飞机相当，可达几千小时。对于单元体或大部件，要求同一单元体或大部件内各关键件的使用寿命尽量一致，若不同则应取其中最小者作为单元体或大部件的翻修寿命。基于维修过程中大部件的相互串装及经济性的考虑，应规定单元体或大部件的最小剩余寿命，即业已使用而寿命未尽的大部件的剩余寿命必须大于某一最小值，否则将是不经济的。如某型发动机，规定大部件的最小剩余寿命不得低于400 小时。这个最小剩余寿命的确定综合了维修、制造成本及使用安全等因素。在我国虽已按西方标准规定了新研制发动机须采用单元体体制，但现役发动机均采用传统的模式，即使是引进的原采用单元体或大部件管理的发动机亦不例外，按翻修寿命和总寿命的概念不需要如此长的关键件寿命，这就造成了不必要的寿命成本浪费。究其原因，主要是未转变观念，管理体制不适应。
　　裂纹扩展
　　裂纹扩展的研究涉及设计方法，这需要建立材料的低周疲劳性能数据库，即需要在大量试件试验基础上得到材料在不同使用条件的低周疲劳性能参数及低周疲劳曲线和裂纹扩展曲线，该项工作很庞大，由单独的公司建立很不经济，于是公司之间联合建立数据库的做法越来越受到重视。某国也准备联合开展此项工作，需要专门的昂贵的试验台并且至少需要十台进行两年的试验。而国内虽然也掌握了设计的理论方法，但尚未着手材料的低周疲劳性能数据库。
　　结束语
　　航空发动机及维护方面国内的很多做法与某国基本类似，但在不少环节上我们与国际先进水平相比还存在一定差距，比如某国已准备进行材料低周疲劳性能数据库的建立工作，该数据库对发动机的准确定寿工作意义重大，建议我们国内也要加快加紧的开展此项工作。另外，可在今后的工作中能针对可靠性的关键分析技术对国内的可靠性技术人员开展深入的专向培训，以提高我国的可靠性设计分析水平，尽快缩小与国际先进水平的差距。
　　（作者单位系中航工业黎明 于丽君）
每天侪想听听上海闲话，聊聊上海城事，问问“阿里好吃好白相”……关注新民网出品的微信账号“侬好上海”，小侬天天陪侬“茄山河”！
更多关于的新闻
数据加载中……
【看4D大片，玩科技馆！】 最近，小侬给小朋友们的福利一波接一波。报名时间：5月23日—5月27日
6月15日晚，停放在世博园新能源主...
作为嘉宾的知名主持杨澜客串访谈主持人。
第十七届上海电影节昨晚开幕，400...
第17届上海国际电影今天（6月14...
上海人民的老朋友，匈牙利建筑师邬达...
据悉，这是绿房子首次对公众开放，因...
第二十届上海电视节白玉兰奖今晚揭晓。
2014白玉兰奖将在今晚揭晓，6月...
新民网友：
评论成功，谢谢参与！
点“看微博”查看您的
评论成功，谢谢参与！发动机是中国飞机的瓶颈&&&中国有能力制造比美国更好的航空发动机
一架飞机最具挑战性的三个方面是：1.机翼；2.冶金、复合材料；3.发动机。
　　机翼制造仍然是关键领域之一，像波音这样的顶级企业也很少会外包，而中国航空工业集团（运-20的研发单位）仍然让俄罗斯安东诺夫航空公司帮助为其ARJ-21（喷气式）开发机翼。
　　冶金是一门严格的学科，俄罗斯在这方面曾投入巨大的资源，而中国在这一领域的知识似乎仍然不足。
　　最后，飞机发动机仍然是中国在航空领域最大的弱点。
发动机是中国飞机的瓶颈
　　一般而言，军用运输机的动力装置分为：1.涡桨发动机、2.涡喷发动机、3.涡扇发动机、4.桨扇发动机四种。
涡桨发动机一般多用于轻型和中型运输机，涡喷发动机和涡扇发动机多用于重型或战略运输机。上世纪五六十年代，有一些运输机在采用涡喷发动机，但这与后来发展出的涡扇发动机相比，耗油率偏高，经济性不好，逐渐被淘汰，现在的大型军用飞机一般都采用涡扇发动机，油耗率低，但加工难度很高，研发周期比飞机还要长。
　　中国海军军事学术研究所研究员李杰曾对媒体表示，运-20项目与其他飞机项目一样，也面对着同样的难题发动机难题。不过，如果我们能克服这个难题，解放军将军事力量投射到战场上的能力，或者将救援物资运送到灾区的能力必然会显著增强。
　　“飞机发动机的研发周期一般比一架飞机机身的研制周期要长5一6年，甚至更长，发动机的研制一直是我国飞机制造业的瓶颈。美国等西方国家也对中国进行技术封锁。”
　　目前，运-20安装了4台俄罗斯的D-30发动机，推力略小。我国正在研发国产的发动机，也已接近尾声，未来运-20的载重量还能再提升10吨左右。
中国的航空动力产业已经进入了一个大发展的时期。
去年年底，中航工业公布了国产航空发动机追赶世界先进水平的“三步走”战略：最终目标是确保和发达国家“并驾齐驱”，而近期目标是到2015年左右达到西方先进国家80年代的水平。中航工业董事长林左鸣则希望用5年时间在“十二五”期间打一个航空发动机的翻身仗。
　　 中国军事专家王亚男25日在接受《环球时报》采访时称，乐观估计，5年之内，保守估计10年之内，中国的完全自主知识产权、具有国际先进水平发动机将取得重大突破。最重要的一个军用发动机型号“太行”的一比一样机，已经在珠海航展上亮过相，相信距离量产不会太远了。
　　中国航空发动机差距在哪？
　　“心脏病”的问题，一直是困扰中国航空工业发展的瓶颈。目前，中国研制的歼-10、歼-20、歼-31以及“枭龙”，都被广泛认为是使用了俄罗斯的AL-31、和RD-93发动机。那么中国发动机和世界水准差在哪里？
高性能航空动力装置研发有“三难”：1.设计难；2.加工组装难；3.材料难。航空发动机零部件工作在高温、高压、高转速条件下，而且要有几千小时的工作寿命，达到很高可靠性，这对设计、加工、及航空材料的要求非常高。中国发动机在上述三个领域都落后于世界先进水平。中国飞机以往大多以仿制和授权生产为主，自制高性能发动机工程经验非常少，发动机研制在设计理论方面就落后于发达国家。在加工制造方面，则受制于整个航空基础工业水平和缺乏高素质工人的限制。例如涡轮盘出现零点几毫米的安装误差，发动机的性能就会降低10%。在材料方面，目前国产最先进“太行”发动机仍未使用国外第三代航空发动机广泛使用的单晶涡轮叶片和整体粉末冶金涡轮盘。上述几方面的差距累计起来，直接导致了目前中国航空发动机落后于飞机型号的局面。
　　王亚男则认为，在这三大难关之上，还有一个核心问题一直困扰中国航空工业。从建国开始，国产发动机很长时间之内都没有按照发动机研发的科学规律发展，而是发动机一直在追赶飞机型号，而一款发动机的研制周期要比研制飞机长得多，所以我们永远是疲于奔命。直到世纪之交时，才开始重视发动机的预先研究和技术储备，军用的“太行”、大飞机的发动机“长江-1000”都得益于这种思想的转变。
　　很多人一直在纠结，为什么中国已经把卫星送上了天，运载火箭的可靠性和运载能力在国际上也数得着，为什么高性能的航空发动机却研制不出来？因为，先进涡扇发动机与火箭发动机相比，研制难度更大。火箭发动机的结构通常要比涡轮风扇发动机结构更为简单，而且大多数情况下是一次性使用，累计寿命也就几分钟。另外，在大众眼中，评价火箭性能优劣的指标无非是可靠性、运载能力和经济性，而只做到这几个指标优秀并不难。这就形成了中国火箭“先进”的印象。实际上，就运用的具体技术而言，中国火箭在世界各国中的地位和航空发动机基本持平。中国目前现役的最先进的“长征-3号”运载火箭采用的液氢液氧发动机，与欧洲的“阿里亚娜-5”、日本的H-2A火箭使用的发动机，在很多技术指标上都有较大差距。而中国正在研制的“长征-5号”运载火箭，国际上同类性能的产品也已出现二三十年了。
　　学技术，更要学理念。
　　航空发动机从很大程度上决定了一种机型的性能，决定了一支空军的水平，体现一个国家航空工业甚至是整个基础工业的水平。美国在航空发动机核心机基础上研发的LM2500燃气轮机成为西方大多数驱逐舰、护卫舰的动力装置。美国通用电气公司就在GE9核心机的基础上，经过一系列改进，衍生出F101、F404、F110、CMF56等型号发动机，用于满足B-1B战略轰炸机、F/A-18系列舰载战斗机、F-15和F-16战斗机以及众多民航客机的动力需求。王亚男认为，研制核心机已经是国际航空发展的重要趋势之一。中国的“太行”绝对可以看做是一颗中国航空发动机的种子核心机，一旦它发芽开花，必将会百花齐放、争奇斗艳。
　　王亚男认为，中国应学习西方军事大国的发动机预研机制，美国的某一型号发动机从立项到生产过程很短，这是因为美国军方和工程方始终在对发动机的材料、总体设计、燃气循环的处理等子领域进行预先研究，五角大楼每年都有很多的发动机预研的立项，每年都要投资，有些项目甚至进行了几十年。这些才是美国发动机持续进步的关键。
中国完全有能力制造出比美国更好的航空发动机。
早在2009年某军刊就已在无形中泄露，中国高推重比涡扇发动机核心机研制成功的消息，其中对推力矢量技术作了业内论证。09年末，北京科技大学新金属材料国家重点实验室表示，具有中国独立自主知识产权的新一代航空航天发动机用材料、高温高性能高铌钛铝合金材料将步入产业化阶段。新型高温高性能高铌钛铝合金可以进一步提高涡扇叶片的耐高温能力，从而允许提高发动机进气口温度，进而增加发动机推力。
现今西方国家使用的耐高温材料为镍基耐高温合金，而中国研制出的新型高温高性能高铌钛铝合金，耐高温密度超过镍基耐高温合金的一半。这一技术将使中国航空、航天发动机材料居世界领先水平。据介绍，高铌钛铝合金的应用开辟了航空、航天、汽车等重要领域的新发展，使现有设备得到突破性发展。更为关键的是，由于高铌钛铝合金密度大约是镍基合金的一半，使用它制造发动机的耐高温部件，可以大大减轻发动机的重量，从而极大提高发动机的推重比。
　　去年3月，“中国最为先进军用航空发动机已试制交付2台”。由该公司动控所四室年轻设计团队从研制生产到顺利交付2台目前国内技术最先进、功能最复杂某重点型号航空发动机，中国航空发动机决不会拖中国四代机的后腿。中国四代机J-20首飞的发动机是国产矢量推力发动机，将成为中国四代机提前列装空军的重要保证。相信该型先进航空发动机经J-20试飞已经获得了很大的数据收获。国产矢量推力航空发动机的成功向世界证明中国军工世界一流，并有望在不远的将来与美、英、法、俄争夺新一代航空发动机的桂冠。
&附：关于《飞机飞行试验》&&&
飞机在真实的飞行环境条件下进行的各种试验，简称飞机试飞。飞机试飞的目的是验证理论和地面试验的结果，鉴定设计指标、适航性和使用性能。飞机的设计和地面试验都是在理论假设和非全面模拟条件下进行的，需要通过试飞来验证。
分类：试飞按性质和任务分为研究性试飞、调整试飞、定型试飞、使用试飞、出厂试飞、和验收试飞。
1、研究性试飞：为验证某项基础理论和技术，研究实验室内不能解决的复杂技术问题而进行的试飞，包括用试验研究机的研究试飞和一般试验机的专题试飞。
2、调整试飞：又称发展试飞。通常在调整试飞之前新型发动机和各种机载设备已在定型的飞机上做过试飞，定型后才装上新型飞机。被试飞机从滑跑、预起飞开始，然后进行机动飞行以查明设计缺陷，排除影响飞行的重大故障。
3、定型试飞：又称鉴定试飞。在调整试飞后全面鉴定新型飞机是否达到设计技术指标，考核其飞行性能、可靠性和调整试飞时所采取的各种措施的可行性，决定是否可投入成批生产。
4、使用试飞：在实际使用条件下为投入航线或服役作准备而进行的试飞。其目的在于进一步评定飞机及其装备的使用性能和可靠性，确定飞行员训练要求、地面维护要求和外场保障设备。为使试验具有代表性，通常用10～20架飞机试飞。有时把调整、定型和使用试飞结合进行,以缩短试飞周期。
5、出厂试飞:分为抽查试飞和交货试飞。前者是从批生产中按比例抽出一些飞机作特定科目试飞，以检查这批飞机是否稳定地达到设计指标；后者考核每架飞机的生产质量。一般由制造厂按合同规定进行。
6、验收试飞：使用部门根据合同规定检验飞机和机载装备的性能与质量的试飞，由使用部门派代表到制造厂实施。
成批生产的飞机一般只做出厂试飞和验收试飞。
已投稿到：
以上网友发言只代表其个人观点，不代表新浪网的观点或立场。中国航空发动机维护类似某国: 落后国际先进水平
来源：编辑：gudegao
日卫星侦察歼20突然消失:美日都惊呆了
日本的自卫队空间情报演习所最新的情报显示，中国大陆用秘密的武器对飞跃中国的日本卫星进行了电磁的攻击，毁坏了日本卫星上的控制晶片。而在过去几年，西方的间谍卫星在飞跃中国大陆上空的时候，受到了中国军方的攻击，而这次遇袭的日本卫星，是2006年9月从日本的鹿儿岛发射的第三颗日本间谍侦查卫星。
　　据美军的情报分析说，这次中国攻击日本间谍卫星的事件，和上次中国军方用激光制盲美军间谍卫星一样，是中国展示太空军事实力的举措，也是对美日军事同盟的严重警告和挑衅，而美日军方不能坐视不理，不过中国军方对此没有回应。　
日卫星侦察歼20突然消失：美日都惊呆了
　　根据美军的分析，中国使用的电池脉冲武器是偷猎者一号，是中国在02年启动的绝密级的军事研发的工程。解放军的电磁脉冲武器偷猎者一号，可以在一分钟之内持续发射几百万瓦的电磁脉冲，破坏几公里范围之内，一切运作的军用、民用的电子资讯和通讯的系统，也可以使敌方的内部晶片自毁。
　　解放军曾经在2007年，首次成功地进行了导弹击中卫星的试验，美国已经是相当的震惊，并且对中国之前没有进行通报和预报表达不满，让美军倍感压力，加上之前美军也曾经披露过，大陆解放军曾经用卫星主动地贴近美军运行当中的太空的军事间谍卫星。喷出了涂料，遮蔽美军卫星的侦射，涂鸦的技术，美国说中国大陆解放军正在全力地研发，太空攻击的相关战力，解放军有多种攻击和干扰卫星的手段。美军担心一旦中美开战，解放军对于美军的指挥、通讯、侦查卫星都可以进行攻击或者干扰。解放军的太空战斗力对美国的军事卫星和美军是恶梦。
　　中国打卫星有两个意义，一个意义就是把美国的耳目给打掉，使美国的作战能力是大大下降到十分之一左右。再有一个就表现出它的反导系统，有了一定的水平，卫星能打，洲际导弹也一样能打，就是这一点，使得美国有所忌惮。
　　笔者以为，不管事件真相与否，中国反卫星能力已是不容置疑，中国反卫星武器已达最尖端水平这是世界不得不承认的事实，08年中国自毁卫星的实验，证明一点，中国能够成功完成了一次最尖端的太空战演习：一次精确的狙杀，就象用一枚子弹击中另一枚飞行中的子弹一样，这是日本人没有能力完成的。
当我们第二架歼20试飞成功之时，却听到大洋彼岸的美国军方要限制F22了，因为F22的安全问题多如牛毛，飞行员不敢将自己的生命交给这个空中棺材，由此看来，F22也不是某些国家传的那么神乎其神的，再说F22无论是生产成本，使用成本还是维护成本都高的吓人，美国使用其作战能有多大真实效用呢，估计出不了几趟就把美国军费给掏空了，而我们的歼20的各种费用可能不及对方的零头，因为我们拥有这个实力。
　　综上所述，歼20第二家原型机的试飞成功标志着我们歼20性能完全达到设计标准其离成军一步之遥，歼20的潜在的巨大无形效应也即将形成，某些国家可能要哭了，而我们喜不自胜之外倒要看看某些国家怎么的不得劲。
　　J20首飞后，参考消息以&J20一飞冲天，中国向美亮剑&为题进行了报道，此中深意值得细细玩味。
　　针对有意安排的传言，一些所谓专业人士煞有其事的出来分析：先进战机的研制、试飞是一个系统工程，必须按步就班、周密计划，这是事先确定的一个节点，绝不是有意安排。也不知这些人是真不懂还是装不懂。以中国人办事的稳妥，首飞这样风险性极高的事情，绝不会暴露在大众眼皮底下，除非有绝对把握。我们只是在寻找一个时机，把J20公之于众，盖茨访华就是这样一个时机。这是中国人精心导演的一出戏而已。与其说是战机研制进程中的一个节点，不如说是国家战略安排的一个节点。
　　军事从来都是一张牌，只是过去我们这张牌太弱，不仅没有威慑力，反而老拖我们的后腿。如今中国军力羽翼渐丰。J20军事本身的价值，不必多言，我们所要做的是充分挖掘J20军事背后的价值，实现综合效应最大化．
提示：支持键盘“←&→”键翻页
关键词阅读
关键词:中国
网友评论仅供其表达个人看法，并不表明复兴网同意其观点或证实其描述。
&Copyright
2010 &版权所有 苏ICP备号-1