在日常學(xué)習(xí)、工作或生活中,大家總少不了接觸作文或者范文吧,通過(guò)文章可以把我們那些零零散散的思想,聚集在一塊。寫(xiě)范文的時(shí)候需要注意什么呢?有哪些格式需要注意呢?接下來(lái)小編就給大家介紹一下優(yōu)秀的范文該怎么寫(xiě),我們一起來(lái)看一看吧。
航空概論的論文篇一
在這幾周的公共課學(xué)習(xí)之后,我非常慶幸我能選到《航空航天技術(shù)概論》這門課,因?yàn)樗屛覍W(xué)到了很多在我平時(shí)的專業(yè)課、基礎(chǔ)課上無(wú)法學(xué)到的東西。過(guò)去我只知道飛機(jī)、衛(wèi)星、火箭等這些算航空航天范疇之內(nèi),但是理論上,我并不明白航空和航天到底有什么區(qū)別,上述那些又屬于哪些類別,在技術(shù)層面上有何不同。通過(guò)課程的學(xué)習(xí),我認(rèn)識(shí)了航空航天的區(qū)別,飛行器,飛機(jī),火箭的具體劃分和本質(zhì)區(qū)別。我對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行了劃分: 1.飛天夢(mèng)和飛行器的發(fā)展史
我原來(lái)所知道的也就是古希臘神話中伊卡洛斯和戴達(dá)羅斯的典故,卻不知道試圖利用火箭作為交通工具的第一人是我國(guó)古代的萬(wàn)戶。這讓我感到汗顏,原來(lái)前人在很早的時(shí)候就有了飛向天空的夢(mèng)想,并且為此做出了各種嘗試,甚至于不惜丟了自己的身家性命。這種將自己的生死置之度外而全心全意投入到飛天的夢(mèng)想中去的精神和信念應(yīng)當(dāng)獲得今人至高的敬意,而不應(yīng)該被我們遺忘,我們不該僅僅知道萊特兄弟,更應(yīng)該知道萬(wàn)戶、蒙特高菲爾兄弟、凱利爵士、奧托李連泰等為航空航天事業(yè)做出貢獻(xiàn)的人們。
還有一個(gè)關(guān)于王牌飛行員的內(nèi)容,讓我受益頗豐。世界上第一位王牌飛行員是第一次世界大戰(zhàn)時(shí)期法國(guó)的加洛斯,后來(lái)也用他擊落5架敵方戰(zhàn)機(jī)的戰(zhàn)績(jī)作為衡量王牌飛行員資格的標(biāo)準(zhǔn)。而更有意思的是機(jī)槍同步協(xié)調(diào)器的發(fā)展過(guò)程,竟然是因?yàn)閼?zhàn)機(jī)墜落到敵方的地盤而使機(jī)槍同步協(xié)調(diào)器得到了快速地發(fā)展,德國(guó)的??说陌l(fā)明真讓人贊嘆不已,讓飛行員可以毫無(wú)顧忌地在螺旋翼后發(fā)射子彈。這些有趣的內(nèi)容都是我平常不會(huì)去探究而且也無(wú)從得知的。
我對(duì)我國(guó)航空航天技術(shù)的發(fā)展歷程也有了一定的認(rèn)識(shí):
很久以前,人類就有飛出地球、探知太空奧秘和開(kāi)發(fā)宇宙資源的愿望,我國(guó)古代的不少神話故事便是突出的反映。最典型的是流傳很廣的嫦娥奔月,它描寫(xiě)一個(gè)叫嫦娥的美女,偷吃了丈夫后羿從西王母那里求得的長(zhǎng)生不老的仙藥后,身體變輕飄到月亮上去了。
歷史上第一個(gè)試驗(yàn)乘火箭上天的人是15世紀(jì)中國(guó)官員萬(wàn)戶。1945年,美國(guó)學(xué)者基姆在他的《火箭與噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)》一書(shū)中是這樣描寫(xiě)的:萬(wàn)戶先做了兩個(gè)大風(fēng)箏,并排裝在一把椅子的兩邊。然后,他在椅子下面捆綁了47支當(dāng)時(shí)能買到的最大火箭。準(zhǔn)備完畢后,萬(wàn)戶坐在椅子當(dāng)中,然后命其仆人點(diǎn)燃火箭。但是,隨著一聲巨響,他消失在火焰和煙霧中,人類首次火箭飛行嘗試沒(méi)有成功。
20世紀(jì)80年代,改革開(kāi)放帶來(lái)了航天技術(shù)的春天。1986年,中共中央、國(guó)務(wù)院批準(zhǔn)了《高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(“863”計(jì)劃)綱要》,把航天技術(shù)列為我國(guó)高技術(shù)研究發(fā)展的重點(diǎn)之一?!?63”高技術(shù)航天領(lǐng)域的專家們對(duì)我國(guó)航天技術(shù)未來(lái)的發(fā)展進(jìn)行了深入細(xì)致的論證,描繪了我國(guó)航天技術(shù)發(fā)展前景的藍(lán)圖,一致認(rèn)為載人航天是我國(guó)繼人造衛(wèi)星工程之后合乎邏輯的下一步發(fā)展目標(biāo)。1992年1月,黨中央批準(zhǔn)研制載人飛船工程。自此,我國(guó)的載人航天工程正式啟動(dòng)。1999年11月20日,我國(guó)成功發(fā)射了自行研制的第一艘飛船神舟1號(hào),成為世界上第三個(gè)發(fā)射宇宙飛船的國(guó)家。此后,又分別把神舟2、3和4號(hào)送上九重天。在1992年開(kāi)始研制載人飛船之前,我國(guó)“863”高技術(shù)航天領(lǐng)域的專家們?cè)鵀檠兄颇姆N運(yùn)輸器這個(gè)問(wèn)題進(jìn)行了幾年的研究,即對(duì)從研制飛船起步和越過(guò)載人飛船直接發(fā)展航天飛機(jī)的多種技術(shù)方案進(jìn)行了充分的論證、比較和分析,甚至還激烈地爭(zhēng)論過(guò)。
2003年10月15日?qǐng)A了萬(wàn)戶的夢(mèng),因?yàn)樵谶@一天中國(guó)人民期待已久的第一艘載人飛船神舟5號(hào)順利升空并安全返回,實(shí)現(xiàn)了中華千年飛天的理想。它也打破了美國(guó)和蘇聯(lián)。俄羅斯在這一領(lǐng)域的多年壟斷格局,成為世界第3個(gè)獨(dú)立自主研制并發(fā)射載人航天器的國(guó)家,這對(duì)世界載人航天事業(yè)的發(fā)展和振興中華會(huì)起到巨大的推動(dòng)作用。
此外,我還見(jiàn)識(shí)到了各種型號(hào)的殲擊機(jī)、強(qiáng)擊機(jī)、轟炸機(jī)、殲擊轟炸機(jī)、艦載機(jī)等等飛機(jī)的圖片和說(shuō)明,拓寬了我對(duì)飛機(jī)的認(rèn)識(shí)。知道了我國(guó)戰(zhàn)機(jī)的各種型號(hào),從殲5到殲20,強(qiáng)5,梟龍,殲轟7等等,我國(guó)的戰(zhàn)機(jī)越來(lái)越先進(jìn)了,雖然很大部分是改進(jìn)的蘇聯(lián)的機(jī)型,但也足以顯示我國(guó)的實(shí)力在不斷地增強(qiáng)。 2.飛行器的飛行原理
飛行需要空間。航空器主要在大氣中的平流層飛行。大氣對(duì)航空器的物理性質(zhì)影響有連續(xù)性、壓強(qiáng)、可壓縮性、粘性、聲速等。流體流動(dòng)基本規(guī)律有3點(diǎn),相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理、流體流動(dòng)連續(xù)性原理和伯努里定理。人們基于這三點(diǎn)規(guī)律,來(lái)為設(shè)計(jì)飛行器建立數(shù)學(xué)模型。
相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理:在實(shí)驗(yàn)研究和理論分析中,往往采用讓飛機(jī)靜止不動(dòng),而空氣以相同的速度沿相反的方向流過(guò)飛機(jī)表面,此時(shí)在飛機(jī)上產(chǎn)生的空氣動(dòng)力效果與飛機(jī)以同樣的速度在空氣中飛行所產(chǎn)生的空氣動(dòng)力效果完全一樣,這就是飛行的“相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理”;
流體流動(dòng)連續(xù)性原理:根據(jù)質(zhì)量守恒定律,對(duì)于不可壓縮氣體,有v1a1=v2a2=v3a3,即流管橫截面變小,平均流速必須增大;反之,流管橫截面變大,平均流速必須減小;
伯努里定理表明:流動(dòng)速度增加,流體的靜壓將減?。环粗?,流動(dòng)速度減小,流體的靜壓將增加。但是,流體的靜壓和動(dòng)壓之和,稱為總壓始終保持不變。 飛行器的外形設(shè)計(jì)也會(huì)對(duì)飛行構(gòu)成影響。如果在翼型上產(chǎn)生空氣動(dòng)力,必須讓它與空氣有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。這受到四方面影響因素:機(jī)翼面積、相對(duì)速度、空氣密度和機(jī)翼迎角形狀。而飛機(jī)同時(shí)會(huì)受到主要四方面阻力:摩擦阻力、壓差阻力、誘導(dǎo)阻力、干擾阻力。減小這些消極影響是極其必要的。直升機(jī)的飛行原理與一般飛行器不同,它需要在沒(méi)有與流體相對(duì)運(yùn)動(dòng)的情況下克服重力直接起飛。
航天器飛行原理基于kepler軌道設(shè)計(jì)。航天器在地球中心引力場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡稱為航天器的kepler軌道。根據(jù)萬(wàn)有引力及航天器在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中能量和動(dòng)量矩保持不變的特性可以滿足此方程:(p稱為半通徑,e稱為偏心率)。e為不同值時(shí),有不同的軌跡。由kepler軌道類型不同,從而得出第一宇宙速度7910m/s、第二宇宙速度11186m/s。因?yàn)榈厍虿⒉皇钦蛐?,使得引力并不是?zhǔn)確地指向地球中心,而且還存在其他微小的作用力,如大氣阻力、太陽(yáng)輻射壓力和其他天體的吸引力等,這些統(tǒng)稱為攝動(dòng)力。在上述這些攝動(dòng)力的作用下,實(shí)際軌道不同于kepler軌道,這樣的偏差成為軌道攝動(dòng)。衛(wèi)星穩(wěn)定姿態(tài)有四種控制方法:自旋穩(wěn)定法、重力梯度穩(wěn)定、磁力穩(wěn)定和三軸穩(wěn)定法。
3、飛行器的動(dòng)力系統(tǒng)
航空航天技術(shù)中,飛行器的動(dòng)力系統(tǒng)與機(jī)械自動(dòng)化方向聯(lián)系最為緊密,它利用電機(jī)推動(dòng)技術(shù)為飛行器提供動(dòng)力,可以說(shuō)它是飛行器的“心臟”。目前常用的發(fā)動(dòng)機(jī)有兩大類:活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)和噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)。
空氣噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)誕生于1943年3月5日,裝有w2b型發(fā)動(dòng)機(jī)的格羅斯特“流星”戰(zhàn)斗機(jī)首次試飛成功。渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理:進(jìn)氣道系統(tǒng)是發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)氣通道,它的主要作用是整理進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)的氣流,消除漩渦,保證在各種工作狀態(tài)下都能供給發(fā)動(dòng)機(jī)所需要的空氣量。流體通過(guò)進(jìn)氣道系統(tǒng)進(jìn)入壓氣機(jī)。壓氣機(jī)的作用是提高進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的空氣壓力,有兩種類型離心式和軸流式。變?yōu)楦邏旱臍怏w,通過(guò)燃燒室進(jìn)行動(dòng)力工作。而渦輪的作用是將燃燒室出口的高溫、高壓氣體的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能,最后氣體通過(guò)排氣道系統(tǒng)噴管排出。排氣系統(tǒng)一般由中介管和噴口組成,中介管就是氣體排出時(shí)通過(guò)的管道。噴管的特殊作用(反推力裝置裝在噴管上)可以改變推力的方向,使飛機(jī)迅速減速,以縮短滑跑距離。
飛行器的發(fā)動(dòng)機(jī)是一個(gè)高度技術(shù)集成的動(dòng)力裝置。它不僅要克服在空中流體氣體的來(lái)源狀態(tài),以提供燃料環(huán)境,還要經(jīng)過(guò)加工來(lái)完善燃料的高利用度,并且要確保排出。其中壓氣機(jī)是進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)氣體加工的地方,現(xiàn)在利用率較高的是軸流式壓氣機(jī)。它由多扇葉組成,高速氣體經(jīng)過(guò)幾層葉輪,并且每層葉輪的葉片上的導(dǎo)流設(shè)置方向均不相同,這樣的設(shè)計(jì)可以使氣體流速加大從而增大氣體壓力,有助于燃燒室的利用。噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的能量轉(zhuǎn)換原理是高溫高壓氣體流過(guò)并轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)向器,從而由熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。由于大大減少了熱能的消耗,提高了能量轉(zhuǎn)化的利用率,所以噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)成為一個(gè)新的發(fā)展方向。
當(dāng)然還有其他類型的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),但組成基本上大同小異,只是設(shè)計(jì)的各部件形狀不同,從而產(chǎn)生的特殊作用不同,這是為一些有特殊任務(wù)的飛行器而設(shè)計(jì)。比如,渦輪軸(渦軸)發(fā)動(dòng)機(jī),它是現(xiàn)代直升機(jī)的主要?jiǎng)恿?,它結(jié)構(gòu)不同在于它的進(jìn)氣系統(tǒng)和排氣系統(tǒng)在發(fā)動(dòng)機(jī)的一邊,這主要取決于直升機(jī)的飛行特點(diǎn),氣體經(jīng)過(guò)壓氣機(jī)的超高壓處理,流入燃燒室,因?yàn)槠淇捎媚芰繋缀跞哭D(zhuǎn)變成渦輪的軸功率,因而燃?xì)獠惶峁┩屏?,直升機(jī)可以在無(wú)相對(duì)速度的前提下靠旋翼旋轉(zhuǎn)自產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)騰空而起。高速度、高迎角的起飛動(dòng)力全靠發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)決定,瞬時(shí)的達(dá)到飛行高度是軍事用機(jī)需要解決的問(wèn)題。所以發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、材料設(shè)計(jì)及機(jī)械動(dòng)力轉(zhuǎn)化裝置的高利用率仍然是現(xiàn)在發(fā)動(dòng)機(jī)的研究發(fā)展方向。
火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的主要特點(diǎn)是不僅自帶燃燒劑,而且自帶氧化劑(燃燒劑與氧化劑統(tǒng)稱為推進(jìn)劑),所以不但能在大氣層內(nèi)工作,也可在大氣層外的真空中工作。按推進(jìn)劑的不同,可以把火箭發(fā)動(dòng)機(jī)分為三類:液體發(fā)動(dòng)機(jī)、固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和混合式發(fā)動(dòng)機(jī)。非常規(guī)推進(jìn)系統(tǒng),即在發(fā)動(dòng)機(jī)的內(nèi)部某些助力裝置由非常規(guī)推進(jìn)方式組成,大致可以分為三類:電推進(jìn)系統(tǒng)、核推進(jìn)系統(tǒng)和太陽(yáng)能推進(jìn)系統(tǒng)。
以上是我通過(guò)課上學(xué)習(xí)和課下看書(shū)資料等,總結(jié)整理而得的知識(shí),可以說(shuō)這門課不但開(kāi)拓了我的眼界,了解了很多知識(shí),還能促使我與現(xiàn)學(xué)的專業(yè)課程相結(jié)合做出跟多的聯(lián)想和創(chuàng)新。
航空概論的論文篇二
飛行器及其動(dòng)力裝置、附件、儀表所用的各類材料,是航空航天工程技術(shù)發(fā)展的決定性因素之一。航空航天材料科學(xué)是材料科學(xué)中富有開(kāi)拓性的一個(gè)分支。飛行器的設(shè)計(jì)不斷地向材料科學(xué)提出新的課題,推動(dòng)航空航天材料科學(xué)向前發(fā)展;各種新材料的出現(xiàn)也給飛行器的設(shè)計(jì)提供新的可能性,極大地促進(jìn)了航空航天技術(shù)的發(fā)展。
航空航天材料的進(jìn)展取決于下列3個(gè)因素:①材料科學(xué)理論的新發(fā)現(xiàn):例如,鋁合金的時(shí)效強(qiáng)化理論導(dǎo)致硬鋁合金的發(fā)展;高分子材料剛性分子鏈的定向排列理論導(dǎo)致高強(qiáng)度、高模量芳綸有機(jī)纖維的發(fā)展。②材料加工工藝的進(jìn)展:例如,古老的鑄、鍛技術(shù)已發(fā)展成為定向凝固技術(shù)、精密鍛壓技術(shù),從而使高性能的葉片材料得到實(shí)際應(yīng)用;復(fù)合材料增強(qiáng)纖維鋪層設(shè)計(jì)和工藝技術(shù)的發(fā)展,使它在不同的受力方向上具有最優(yōu)特性,從而使復(fù)合材料具有“可設(shè)計(jì)性”,并為它的應(yīng)用開(kāi)拓了廣闊的前景;熱等靜壓技術(shù)、超細(xì)粉末制造技術(shù)等新型工藝技術(shù)的成就創(chuàng)造出具有嶄新性能的一代新型航空航天材料和制件,如熱等靜壓的粉末冶金渦輪盤、高效能陶瓷制件等。③材料性能測(cè)試與無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)步:現(xiàn)代電子光學(xué)儀器已經(jīng)可以觀察到材料的分子結(jié)構(gòu);材料機(jī)械性能的測(cè)試裝置已經(jīng)可以模擬飛行器的載荷譜,而且無(wú)損檢測(cè)技術(shù)也有了飛速的進(jìn)步。材料性能測(cè)試與無(wú)損檢測(cè)技術(shù)正在提供越來(lái)越多的、更為精細(xì)的信息,為飛行器的設(shè)計(jì)提供更接近于實(shí)際使用條件的材料性能數(shù)據(jù),為生產(chǎn)提供保證產(chǎn)品質(zhì)量的檢測(cè)手段。一種新型航空航天材料只有在這三個(gè)方面都已經(jīng)發(fā)展到成熟階段,才有可能應(yīng)用于飛行器上。因此,世界各國(guó)都把航空航天材料放在優(yōu)先發(fā)展的地位。中國(guó)在50年代就創(chuàng)建了北京航空材料研究所和北京航天材料工藝研究所,從事航空航天材料的應(yīng)用研究。
簡(jiǎn)況 18世紀(jì)60年代發(fā)生的歐洲工業(yè)革命使紡織工業(yè)、冶金工業(yè)、機(jī)器制造工業(yè)得到很大的發(fā)展,從而結(jié)束了人類只能利用自然材料向天空挑戰(zhàn)的時(shí)代。1903年美國(guó)萊特兄弟制造出第一架裝有活塞式航空發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī),當(dāng)時(shí)使用的材料有木材(占47%),鋼(占35%)和布(占18%),飛機(jī)的飛行速度只有16公里/時(shí)。1906年德國(guó)冶金學(xué)家發(fā)明了可以時(shí)效強(qiáng)化的硬鋁,使制造全金屬結(jié)構(gòu)的飛機(jī)成為可能。40年代出現(xiàn)的全金屬結(jié)構(gòu)飛機(jī)的承載能力已大大增加,飛行速度超過(guò)了600公里/時(shí)。在合金強(qiáng)化理論的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一系列高溫合金使得噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的性能得以不斷提高。50年代鈦合金的研制成功和應(yīng)用對(duì)克服機(jī)翼蒙皮的“熱障”問(wèn)題起了重大作用,飛機(jī)的性能大幅度提高,最大飛行速度達(dá)到了3倍音速。40年代初期出現(xiàn)的德國(guó) v-2火箭只使用了一般的航空材料。50年代以后,材料燒蝕防熱理論的出現(xiàn)以及燒蝕材料的研制成功,解決了彈道導(dǎo)彈彈頭的再入防熱問(wèn)題。60年代以來(lái),航空航天材料性能的不斷提高,一些飛行器部件使用了更先進(jìn)的復(fù)合材料,如碳纖維或硼纖維增強(qiáng)的環(huán)氧樹(shù)脂基復(fù)合材料、金屬基復(fù)合材料等,以減輕結(jié)構(gòu)重量。返回型航天器和航天飛機(jī)在再入大氣層時(shí)會(huì)遇到比彈道導(dǎo)彈彈頭再入時(shí)間長(zhǎng)得多的空氣動(dòng)力加熱過(guò)程,但加熱速度較慢,熱流較小。采用抗氧化性能更好的碳-碳復(fù)合材料陶瓷隔熱瓦等特殊材料可以解決防熱問(wèn)題。
分類 飛行器發(fā)展到80年代已成為機(jī)械加電子的高度一體化的產(chǎn)品。它要求使用品種繁多的、具有先進(jìn)性能的結(jié)構(gòu)材料和具有電、光、熱和磁等多種性能的功能材料。航空航天材料按材料的使用對(duì)象不同可分為飛機(jī)材料、航空發(fā)動(dòng)機(jī)材料、火箭和導(dǎo)彈材料和航天器材料等;按材料的化學(xué)成分不同可分為金屬與合金材料、有機(jī)非金屬材料、無(wú)機(jī)非金屬材料和復(fù)合材料。
材料應(yīng)具備的條件 用航空航天材料制造的許多零件往往需要在超高溫、超低溫、高真空、高應(yīng)力、強(qiáng)腐蝕等極端條件下工作,有的則受到重量和容納空間的限制,需要以最小的體積和質(zhì)量發(fā)揮在通常情況下等效的功能,有的需要在大氣層中或外層空間長(zhǎng)期運(yùn)行,不可能停機(jī)檢查或更換零件,因而要有極高的可靠性和質(zhì)量保證。不同的工作環(huán)境要求航空航天材料具有不同的特性。
高的比強(qiáng)度和比剛度 對(duì)飛行器材料的基本要求是:材質(zhì)輕、強(qiáng)度高、剛度好。減輕飛行器本身的結(jié)構(gòu)重量就意味著增加運(yùn)載能力,提高機(jī)動(dòng)性能,加大飛行距離或射程,減少燃油或推進(jìn)劑的消耗。比強(qiáng)度和比剛度是衡量航空航天材料力學(xué)性能優(yōu)劣的重要參數(shù):
比強(qiáng)度=/
比剛度=/式中[kg2][kg2]為材料的強(qiáng)度,為材料的彈性模量,為材料的比重。
飛行器除了受靜載荷的作用外還要經(jīng)受由于起飛和降落、發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)、轉(zhuǎn)動(dòng)件的高速旋轉(zhuǎn)、機(jī)動(dòng)飛行和突風(fēng)等因素產(chǎn)生的交變載荷,因此材料的疲勞性能也受到人們極大的重視。
優(yōu)良的耐高低溫性能 飛行器所經(jīng)受的高溫環(huán)境是空氣動(dòng)力加熱、發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)庖约疤罩刑?yáng)的輻照造成的。航空器要長(zhǎng)時(shí)間在空氣中飛行,有的飛行速度高達(dá)3倍音速,所使用的高溫材料要具有良好的高溫持久強(qiáng)度、蠕變強(qiáng)度、熱疲勞強(qiáng)度,在空氣和腐蝕介質(zhì)中要有高的抗氧化性能和抗熱腐蝕性能,并應(yīng)具有在高溫下長(zhǎng)期工作的組織結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鉁囟瓤蛇_(dá)3000[2oc]以上,噴射速度可達(dá)十余個(gè)馬赫數(shù),而且固體火箭燃?xì)庵羞€夾雜有固體粒子,彈道導(dǎo)彈頭部在再入大氣層時(shí)速度高達(dá)20個(gè)馬赫數(shù)以上,溫度高達(dá)上萬(wàn)攝氏度,有時(shí)還會(huì)受到粒子云的侵蝕,因此在航天技術(shù)領(lǐng)域中所涉及的高溫環(huán)境往往同時(shí)包括高溫高速氣流和粒子的沖刷。在這種條件下需要利用材料所具有的熔解熱、蒸發(fā)熱、升華熱、分解熱、化合熱以及高溫粘性等物理性能來(lái)設(shè)計(jì)高溫耐燒蝕材料和發(fā)冷卻材料以滿足高溫環(huán)境的要求。太陽(yáng)輻照會(huì)造成在外層空間運(yùn)行的衛(wèi)星和飛船表面溫度的交變,一般采用溫控涂層和隔熱材料來(lái)解決。低溫環(huán)境的形成來(lái)自大自然和低溫推進(jìn)劑。飛機(jī)在同溫層以亞音速飛行時(shí)表面溫度會(huì)降到-50[2oc]左右,極圈以內(nèi)各地域的嚴(yán)冬會(huì)使機(jī)場(chǎng)環(huán)境溫度下降到-40[2oc]以下。 在這種環(huán)境下要求金屬構(gòu)件或橡膠輪胎不產(chǎn)生脆化現(xiàn)象。液體火箭使用液氧(沸點(diǎn)為-183[2oc])和液氫(沸點(diǎn)為-253[2oc])作推進(jìn)劑,這為材料提出了更嚴(yán)峻的環(huán)境條件。部分金屬材料和絕大多數(shù)高分子材料在這種條件下都會(huì)變脆。通過(guò)發(fā)展或選擇合適的材料,如純鋁和鋁合金、鈦合金、低溫鋼、聚四氟乙烯、聚酰亞胺和全氟聚醚等,才能解決超低溫下結(jié)構(gòu)承受載荷的能力和密封等問(wèn)題。
耐老化和耐腐蝕 各種介質(zhì)和大氣環(huán)境對(duì)材料的作用表現(xiàn)為腐蝕和老化。航空航天材料接觸的介質(zhì)是飛機(jī)用燃料(如汽油、煤油)、火箭用推進(jìn)劑(如濃硝酸、四氧化二氮、肼類)和各種潤(rùn)滑劑、液壓油等。其中多數(shù)對(duì)金屬和非金屬材料都有強(qiáng)烈的腐蝕作用或溶脹作用。在大氣中受太陽(yáng)的輻照、風(fēng)雨的侵蝕、地下潮濕環(huán)境中長(zhǎng)期貯存時(shí)產(chǎn)生的霉菌會(huì)加速高分子材料的老化過(guò)程。耐腐蝕性能、抗老化性能、抗霉菌性能是航空航天材料應(yīng)該具備的良好特性。
適應(yīng)空間環(huán)境 空間環(huán)境對(duì)材料的作用主要表現(xiàn)為高真空(1.33×10[55-1]帕)和宇宙射線輻照的影響。金屬材料在高真空下互相接觸時(shí),由于表面被高真空環(huán)境所凈化而加速了分子擴(kuò)散過(guò)程,出現(xiàn)“冷焊”現(xiàn)象;非金屬材料在高真空和宇宙射線輻照下會(huì)加速揮發(fā)和老化,有時(shí)這種現(xiàn)象會(huì)使光學(xué)鏡頭因揮發(fā)物沉積而被污染,密封結(jié)構(gòu)因老化而失效。航天材料一般是通過(guò)地面模擬試驗(yàn)來(lái)選擇和發(fā)展的,以求適應(yīng)于空間環(huán)境。
壽命和安全 為了減輕飛行器的結(jié)構(gòu)重量,選取盡可能小的安全余量而達(dá)到絕對(duì)可靠的安全壽命,被認(rèn)為是飛行器設(shè)計(jì)的奮斗目標(biāo)。對(duì)于導(dǎo)彈或運(yùn)載火箭等短時(shí)間一次使用的飛行器,人們力求把材料性能發(fā)揮到極限程度。為了充分利用材料強(qiáng)度并保證安全,對(duì)于金屬材料已經(jīng)使用“損傷容限設(shè)計(jì)原則”。這就要求材料不但具有高的比強(qiáng)度,而且還要有高的斷裂韌性。在模擬使用的條件下測(cè)定出材料的裂紋起始?jí)勖土鸭y的擴(kuò)展速率等數(shù)據(jù),并計(jì)算出允許的裂紋長(zhǎng)度和相應(yīng)的壽命,以此作為設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和使用的重要依據(jù)。對(duì)于有機(jī)非金屬材料則要求進(jìn)行自然老化和人工加速老化試驗(yàn),確定其壽命的保險(xiǎn)期。復(fù)合材料的破損模式、壽命和安全也是一項(xiàng)重要的研究課題。
報(bào)告題目:我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展簡(jiǎn)述
所屬系部:航空工程及自動(dòng)化系
學(xué)生姓名: 萬(wàn)奎 班級(jí)、學(xué)號(hào): 075032-28 專 業(yè):飛機(jī)制造技術(shù)
西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院制
2007年12月20日
摘 要
本文主要介紹我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r,以及對(duì)我國(guó)未來(lái)航空發(fā)動(dòng)提出了一些建議。依次是從我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)概貌、航空發(fā)動(dòng)機(jī)的作用、 我國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展水平與航空發(fā)達(dá)國(guó)家的差距及落后原因、對(duì)我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的淺見(jiàn)以及我國(guó)常用的航空發(fā)動(dòng)機(jī)等方面闡述我國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)在民航領(lǐng)域和軍事領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用及重要作用。主要以發(fā)動(dòng)機(jī)的性能、使用周期和它所代表的科技水平等方面介紹給讀者,讓讀者對(duì)我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展能夠有一個(gè)充分的認(rèn)識(shí)和了解。同時(shí)也告訴航空發(fā)動(dòng)機(jī)的科技工作者他們肩上的責(zé)任。要努力的發(fā)展我國(guó)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)事業(yè),縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距。
關(guān)鍵詞:航空發(fā)動(dòng)機(jī)
目錄
:
一 我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展道路的選擇
二 我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展歷程回顧
三 我國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展水平與航空發(fā)達(dá)國(guó)家的差距及落后原因
四 對(duì)我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的淺見(jiàn)
隨著社會(huì)的發(fā)展,科技的進(jìn)步,人們?cè)诓煌5母脑爝@個(gè)世界。在很久以前,
人們把升天看作是幾乎不可能實(shí)現(xiàn)的事??赡切┈F(xiàn)如今已經(jīng)變成了現(xiàn)實(shí),并且人們把它當(dāng)作一個(gè)高科技產(chǎn)業(yè)去發(fā)展。不管是在民航領(lǐng)域還是在軍事領(lǐng)域都有廣泛的發(fā)展前景。
要發(fā)展一個(gè)國(guó)家的航空事業(yè),關(guān)鍵的核心就是要看這個(gè)國(guó)家的航空發(fā)動(dòng)機(jī)水平的高低。飛機(jī)的飛行是要靠強(qiáng)大的動(dòng)力系統(tǒng)的推進(jìn)才能起飛的,沒(méi)有了發(fā)動(dòng)機(jī)那么飛機(jī)就是一堆可供人觀賞的廢品。因此,現(xiàn)代的人民認(rèn)為,航空發(fā)動(dòng)機(jī)水平的發(fā)展是衡量一個(gè)國(guó)家是否成為大國(guó)的重要標(biāo)志。尤其是對(duì)我國(guó)這個(gè)航空事業(yè)比較落后的來(lái)說(shuō),航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展顯得尤為重要。它不僅僅是一個(gè)國(guó)家軍事實(shí)力的重要標(biāo)志之一,更重要的也是一個(gè)國(guó)家科技水平的重要標(biāo)志之一。因此,可以毫不猶豫的這樣說(shuō):“一個(gè)國(guó)家的科技水平的發(fā)展需要航空事業(yè),一個(gè)國(guó)家的軍事力量需要靠先進(jìn)的航空事業(yè)做后盾。在戰(zhàn)爭(zhēng)中,是否擁有制空權(quán)還是要靠航空事業(yè),而航空事業(yè)發(fā)展的核心又在于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展水平的高低。”所以說(shuō),航空發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)發(fā)展航空事業(yè)是至關(guān)重要的。 一 我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展道路的選擇
雖然我國(guó)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)走的是一條引進(jìn)仿制的路,其過(guò)程歷經(jīng)了不少失誤與反復(fù),但仍走完了引進(jìn)-仿制-改進(jìn)改型的全過(guò)程,積累了豐富的改進(jìn)改型與生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。而且,20世紀(jì)80年代以來(lái)進(jìn)行的高性能推進(jìn)系統(tǒng)的預(yù)先研究工作,在核心機(jī)方面取得了重大進(jìn)展,使我們有了一定的技術(shù)儲(chǔ)備,已經(jīng)具備了走適合我們自己的發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展道路的條件。總結(jié)我們過(guò)去走過(guò)的路,借鑒國(guó)外的成功經(jīng)驗(yàn),我們認(rèn)為,目前應(yīng)當(dāng)集中物力財(cái)力,突破重點(diǎn)型號(hào),以滿足國(guó)內(nèi)急需,在此基礎(chǔ)上加大預(yù)先研究力度,走以核心機(jī)衍生的發(fā)展道路,在條件合適的情況下開(kāi)展國(guó)際合作。
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(1)集中力量,突破重點(diǎn)型號(hào)。
國(guó)防動(dòng)力的需要使我們不可能坐等研制出我們自己具有領(lǐng)先水平的航空發(fā)動(dòng)機(jī),因此,把改進(jìn)改型的路繼續(xù)走下去以滿足軍機(jī)發(fā)展的動(dòng)力需求是當(dāng)務(wù)之急。20世紀(jì)80年代中期,我國(guó)在國(guó)外某核心機(jī)的基礎(chǔ)上研制的渦扇10發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)計(jì)到2005年可裝備部隊(duì),推重比7.5,相當(dāng)于國(guó)外第三代發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)水平,這將使我國(guó)與航空發(fā)達(dá)國(guó)家在航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能水平上的差距縮短到20年左右,為下一階段的自行研制奠定基礎(chǔ)。
(2)加強(qiáng)預(yù)先研究,走以核心機(jī)為基礎(chǔ)的衍生發(fā)展道路。
總結(jié)我國(guó)新機(jī)研制的經(jīng)驗(yàn),代表一個(gè)新機(jī)水平的關(guān)鍵技術(shù)往往成為型號(hào)發(fā)展的障礙,其根本的原因在于技術(shù)儲(chǔ)備不夠。因此,下大力氣搞好預(yù)先研究工作,集中有限的資源多開(kāi)展幾個(gè)類似“航空推進(jìn)技術(shù)驗(yàn)證計(jì)劃(aptd)”的預(yù)先研究,突破推重比為10一級(jí)的發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)關(guān)鍵,進(jìn)行技術(shù)儲(chǔ)備,不僅是我國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需要,而且是發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展規(guī)律的客觀要求。
核心機(jī)主要是指基準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)上的高壓系統(tǒng),它包括高壓壓氣機(jī)、主燃燒室和高壓渦輪三大部件。在一個(gè)成熟的高壓系統(tǒng)基礎(chǔ)上加上不同的低壓系統(tǒng),就可衍生出各種形式的發(fā)動(dòng)機(jī),因此,核心機(jī)可以理解為同一級(jí)別發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展平臺(tái)。研制核心機(jī)主要有以下優(yōu)點(diǎn):a.縮短發(fā)動(dòng)機(jī)的研制周期,降低成本,提高可靠性。b.可增加發(fā)動(dòng)機(jī)的通用零件數(shù),改善互換性。c.使發(fā)動(dòng)機(jī)的研制周期趕上飛機(jī)的研制周期,且大幅度降低新機(jī)的發(fā)展經(jīng)費(fèi)。據(jù)國(guó)外經(jīng)驗(yàn),在一臺(tái)成熟的核心機(jī)上發(fā)展新機(jī)只要3~5年,經(jīng)費(fèi)也只有全新發(fā)動(dòng)機(jī)的40%左右。
另外,核心機(jī)的發(fā)展可促進(jìn)新技術(shù)的發(fā)展,先進(jìn)的核心機(jī)指標(biāo)可以推動(dòng)設(shè)計(jì)研究、試驗(yàn)、測(cè)試工作向前發(fā)展,帶動(dòng)新材料、新工藝的革命,但核心機(jī)的
第二頁(yè)
發(fā)展必須以大量的預(yù)先研究和技術(shù)儲(chǔ)備為基礎(chǔ)。 我國(guó)近50年來(lái)測(cè)繪仿制經(jīng)驗(yàn)和近20年來(lái)的預(yù)先研究積累已經(jīng)具備了發(fā)展推重比為10一級(jí)的核心機(jī)的條件,因此,改革現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的組織管理體制,加大投入,堅(jiān)定不移地根據(jù)國(guó)情發(fā)展相應(yīng)水平的核心機(jī),不斷衍生出各類航空發(fā)動(dòng)機(jī),逐步向國(guó)際先進(jìn)水平靠攏應(yīng)是我國(guó)下一階段發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的主要道路。
試車中的f100發(fā)動(dòng)機(jī)
(3)以我為主走國(guó)際合作的道路。
從前述美、英、法的發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展道路中可以看出,進(jìn)入20世紀(jì)80年代以來(lái),進(jìn)行國(guó)際合作是當(dāng)今發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的主要途徑之一。通過(guò)國(guó)際合作來(lái)分擔(dān)經(jīng)費(fèi)和風(fēng)險(xiǎn),加快進(jìn)度,開(kāi)拓市場(chǎng),這是發(fā)動(dòng)機(jī)所具有的知識(shí)密集、技術(shù)密集和資金密集的特點(diǎn)所決定的。不同的國(guó)家進(jìn)行國(guó)際合作的目的是不同的,發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)行國(guó)際合作的目的是為了減小投資風(fēng)險(xiǎn)、擴(kuò)大市場(chǎng)占有率與盈利水平;對(duì)于技術(shù)比較落后的國(guó)家來(lái)說(shuō),合作的目的則是想學(xué)到新的技術(shù)與先進(jìn)的管理經(jīng)驗(yàn),以盡早使自己走上獨(dú)立研制之路。國(guó)際合作的主要模式有:a.合作
生產(chǎn)。b.合作研制和經(jīng)營(yíng)。c.合作研究與發(fā)展。目前,我國(guó)所進(jìn)行的國(guó)際合作主要是合作生產(chǎn),這與我國(guó)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展水平是相稱的。國(guó)際合作實(shí)際上是另一種競(jìng)爭(zhēng)的形式,它以實(shí)力為基礎(chǔ)來(lái)進(jìn)行分工與互利,其目的是為了更大的市場(chǎng)利益和國(guó)防競(jìng)爭(zhēng)的最后勝利。由于社會(huì)制度的關(guān)系,其它形式的合作對(duì)我們來(lái)說(shuō)目前還較難實(shí)現(xiàn),所以,我們應(yīng)以我為主努力提高我國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)的研究與發(fā)展能力,趕上國(guó)際先進(jìn)水平,到那時(shí),國(guó)際合作的大門就會(huì)自動(dòng)向我們打開(kāi)。
二 我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展歷程回顧
航空發(fā)動(dòng)機(jī)是飛機(jī)的心臟,是飛機(jī)性能的決定因素之一。由于戰(zhàn)斗機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)要在高溫?高壓?高轉(zhuǎn)速和高負(fù)荷的環(huán)境中長(zhǎng)期反復(fù)地工作,而且還要求具有重量輕?體積???推力大?使用安全可靠及經(jīng)濟(jì)性好等特點(diǎn),因此,目前世界上真正具備獨(dú)立研制發(fā)動(dòng)機(jī)的國(guó)家只有美?俄?英?法?中等少數(shù)幾個(gè)。中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研制是在新中國(guó)成立后一片空白的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的,從最初的仿制?改進(jìn)?改型到今天可以獨(dú)立設(shè)計(jì)制造高性能航空發(fā)動(dòng)機(jī),走過(guò)了一條布滿荊棘的發(fā)展道路。
渦噴5發(fā)動(dòng)機(jī)是我國(guó)根據(jù)前蘇聯(lián)bk-1φ發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)資料仿制的第一種渦噴發(fā)動(dòng)機(jī),由沈陽(yáng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)廠研制。渦噴5是一種離心式?單轉(zhuǎn)子?帶加力式航空發(fā)動(dòng)機(jī),單臺(tái)最大推力為25.5千牛,加力推力為32.5千牛,重量為980千克,主要用于國(guó)產(chǎn)殲-5戰(zhàn)斗機(jī)。渦噴5發(fā)動(dòng)機(jī)大量使用了高強(qiáng)度材料和耐高溫合金,加上噴管的加工工藝要求精度高,葉片型面復(fù)雜,加力燃燒室薄壁焊接等多項(xiàng)先進(jìn)制造技術(shù),對(duì)我國(guó)當(dāng)時(shí)的制造能力是一個(gè)考驗(yàn)。經(jīng)過(guò)各方面的通力合作及努力,首批渦噴5發(fā)動(dòng)機(jī)在1956年6月通過(guò)鑒定,開(kāi)始投入批量生產(chǎn),比原計(jì)劃提前了近一年多,為國(guó)產(chǎn)殲-5戰(zhàn)斗機(jī)的順利投產(chǎn)起到了十分關(guān)鍵的作用。渦噴5發(fā)動(dòng)機(jī)的研制成功,標(biāo)志著中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)工業(yè)已從制造活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)代發(fā)展到了噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的時(shí)代,成為了當(dāng)時(shí)世界上為數(shù)不多的幾個(gè)可以批量生產(chǎn)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的國(guó)家之一。
渦噴6發(fā)動(dòng)機(jī)是我國(guó)根據(jù)前蘇聯(lián)提供的pⅱ-9b型發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)資料制造的一種加力式渦噴發(fā)動(dòng)機(jī),主要用于裝備國(guó)產(chǎn)殲-6戰(zhàn)斗機(jī)及稍后研制的強(qiáng)-5強(qiáng)擊機(jī)。同渦噴5發(fā)動(dòng)機(jī)相比,渦噴6在性能上有了很大的提高,由亞音速發(fā)展到了超音速,壓氣機(jī)的結(jié)構(gòu)也從離心式發(fā)展為軸流式,其最大推力為25.5千牛,加力推力為31.8千牛,雖與渦噴5相差不大,但重量卻減輕了23%,只有708千克,直徑也縮短了48%,大大減少了飛機(jī)的迎風(fēng)面積,適合殲-6超音速飛行。雖然渦噴6第一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)在1958年就已組裝完畢,但因?yàn)槭艿疆?dāng)時(shí)“大躍進(jìn)”運(yùn)動(dòng)的影響,使得渦噴6發(fā)動(dòng)機(jī)出現(xiàn)了一系列的質(zhì)量問(wèn)題,1959年3月交付的60臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)不斷暴露出嚴(yán)重的質(zhì)量問(wèn)題,使得當(dāng)時(shí)全軍的殲-6飛機(jī)幾乎全部停飛。1960年,中央軍委決定對(duì)沈陽(yáng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)廠進(jìn)行全面質(zhì)量整頓,并對(duì)渦噴6發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行重新試制。1961年10月,重新試制的渦噴6發(fā)動(dòng)機(jī)最終通過(guò)了全壽命試車考核,隨即轉(zhuǎn)入批量生產(chǎn),當(dāng)年即交付了72臺(tái),保證了殲-6飛機(jī)作戰(zhàn)的要求。但由于渦噴6發(fā)動(dòng)機(jī)是依據(jù)前蘇聯(lián)提供的發(fā)動(dòng)機(jī)資料仿制的產(chǎn)品,因此也具有前蘇聯(lián)發(fā)動(dòng)機(jī)所存在的一些缺陷。直到1970年,沈陽(yáng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)廠才徹底解決了使用中所出現(xiàn)的各種問(wèn)題,再一次提高了殲-6飛機(jī)作戰(zhàn)的機(jī)動(dòng)能力。而后又相繼研制了渦噴6甲和渦噴6a/b三種型號(hào)。
渦噴7發(fā)動(dòng)機(jī)是按前蘇聯(lián)提供的p-ⅱ-300發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)資料制造的,主要用于當(dāng)時(shí)研制的2倍音速殲-7飛機(jī)。渦噴7發(fā)動(dòng)機(jī)性能較渦噴6有了很大的提高,其最大推力為38.2千牛,加力推力達(dá)55.9千牛,分別比渦噴6提高了50%和77%,并且為軸流式雙轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu),帶有6級(jí)低壓氣機(jī)和2級(jí)渦輪組成高壓和低壓兩個(gè)轉(zhuǎn)子?;鹧嫱膊捎脷饽だ鋮s式,加力燃燒室也作了改進(jìn),消除了渦噴6發(fā)動(dòng)機(jī)高空加力點(diǎn)火不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。尾噴口的調(diào)節(jié)由自動(dòng)裝置控制,材料上使用了較多的新材料,像壓氣機(jī)和渦輪葉片分別采用了不銹鋼和高溫合金。無(wú)論在性能還是在結(jié)構(gòu)上,渦噴7都較渦噴6復(fù)雜,對(duì)制造工藝的要求也更加嚴(yán)格。1965年,渦噴7的研制工作全面展開(kāi),由于前期準(zhǔn)備工作充足完備,試制工作進(jìn)展順利,同年10月第一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)即裝配完成。1966年12月通過(guò)技術(shù)鑒定,開(kāi)始批量生產(chǎn)。
1970年改由貴州航空發(fā)動(dòng)機(jī)廠生產(chǎn),后期貴州航空發(fā)動(dòng)機(jī)廠對(duì)渦噴7發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)又進(jìn)行了多項(xiàng)革新,大大提高了渦噴7發(fā)動(dòng)機(jī)的性能及質(zhì)量水平。而后伴隨著殲-8飛機(jī)動(dòng)力裝置的需求,我國(guó)又成功研制了渦噴7甲型發(fā)動(dòng)機(jī),成功地實(shí)現(xiàn)了從單純仿制生產(chǎn)到自行設(shè)計(jì)改型的轉(zhuǎn)變。
1964年,我國(guó)開(kāi)始了新一代殲擊機(jī)和強(qiáng)擊機(jī)的研制工作,即殲-9和強(qiáng)-6的研制計(jì)劃。為此,沈陽(yáng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研究所提出了雙軸渦噴?單軸渦噴和渦扇三類共22個(gè)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對(duì)比,經(jīng)過(guò)篩選一致認(rèn)為只有渦扇型可以滿足這兩種飛機(jī)的性能要求,遂將其命名為渦扇6型發(fā)動(dòng)機(jī)。這是我國(guó)第一次設(shè)計(jì)大推力發(fā)動(dòng)機(jī),其設(shè)計(jì)為雙軸內(nèi)外涵混合加力式渦扇發(fā)動(dòng)機(jī),設(shè)計(jì)最大推力為70.6千牛,加力推力為121.5千牛,推重比為6。渦扇6于1964年10月開(kāi)始進(jìn)行初步設(shè)計(jì),1966年完成了全部圖紙?jiān)O(shè)計(jì)。1966年初開(kāi)始由沈陽(yáng)航空發(fā)動(dòng)機(jī)廠進(jìn)行樣機(jī)試制,1969年完成了2臺(tái)試驗(yàn)機(jī)的制造工作。渦扇6的初步調(diào)試在1968年就已開(kāi)始,整個(gè)調(diào)試工作包括運(yùn)轉(zhuǎn)試車?性能調(diào)試?持久試車?高空臺(tái)及飛行臺(tái)試驗(yàn)?國(guó)家定型試驗(yàn)等5部分。在5年多的運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)試期間,先后解決了壓氣機(jī)部件性能差和高壓壓氣機(jī)喘振裕度小的問(wèn)題?起動(dòng)及中轉(zhuǎn)速喘振等故障。1974年,發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到了100%轉(zhuǎn)速,進(jìn)入高轉(zhuǎn)速運(yùn)轉(zhuǎn)試車。但此時(shí)又出現(xiàn)了高壓轉(zhuǎn)子振動(dòng)大?高轉(zhuǎn)速喘振和渦輪前溫度超過(guò)設(shè)計(jì)值等問(wèn)題。1979年11月,所出現(xiàn)的各種問(wèn)題相繼被解決,發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)了高轉(zhuǎn)速長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。1980年,渦扇6開(kāi)始進(jìn)入性能摸底試驗(yàn)階段,1981年進(jìn)行了加力燃燒室試驗(yàn),發(fā)動(dòng)機(jī)加力推力達(dá)到了123.5千牛,達(dá)到了加力狀態(tài)的設(shè)計(jì)性能。1973年,由于殲-9飛機(jī)的設(shè)計(jì)指標(biāo)進(jìn)行了修改,性能有了進(jìn)一步的提升(達(dá)到了雙2.5,即升限2.5萬(wàn)米,速度2.5馬赫),加之為滿足1976年上馬的殲-13飛機(jī)的研制需要,1980年又?jǐn)M定了對(duì)渦扇6發(fā)動(dòng)機(jī)的改型方案,即渦扇6g。改進(jìn)工作主要是在保持原發(fā)動(dòng)機(jī)外形尺寸不變的情況下,將發(fā)動(dòng)機(jī)的最大推力增加到138.2千牛,最大推力提高到83.3千牛,推重比提高到7。1982年2月,首臺(tái)渦扇6g進(jìn)行了地面試驗(yàn),實(shí)測(cè)其最大推力和加力推力均達(dá)到預(yù)期指標(biāo),可以進(jìn)行實(shí)機(jī)飛行試驗(yàn),為其進(jìn)一步發(fā)展鋪平了道路。然而,在80代初期,由于空軍裝備體制發(fā)生變化,殲-9和強(qiáng)-6飛機(jī)計(jì)劃相繼下馬,作為其配套動(dòng)力的渦扇6也失去了使用對(duì)象。1983年7月,渦扇6發(fā)動(dòng)機(jī)的研制工作全部中止,1984年初,研制計(jì)劃被正式取消。
渦噴13系列發(fā)動(dòng)機(jī)的研制使我國(guó)結(jié)束了不能研制生產(chǎn)高性能渦噴發(fā)動(dòng)機(jī)的歷史,雖然其性能及技術(shù)還不是特別先進(jìn),但卻是我國(guó)從仿制改型向自行設(shè)計(jì)制造的重要轉(zhuǎn)變。進(jìn)入80年代后,我國(guó)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)研制能力已具備了一定的實(shí)力,而這個(gè)時(shí)期也是我國(guó)新型殲-8ⅱ和殲-7ⅲ飛機(jī)研制的關(guān)鍵時(shí)刻。由于飛機(jī)性能要求的提高,必須要有一種新的發(fā)動(dòng)機(jī)作為這兩種飛機(jī)的動(dòng)力裝置,因此渦噴13“受命而生”。渦噴13發(fā)動(dòng)機(jī)在結(jié)構(gòu)上對(duì)壓氣機(jī)進(jìn)行了大幅度改進(jìn),使得喘振裕度明顯提高,低壓轉(zhuǎn)子加了軸間軸承,振動(dòng)小,壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子盤和葉片大量使用了鈦合金,既減輕了重量又提高了葉片的工作強(qiáng)度。此外,還增加了較為先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)控制裝置,提高了發(fā)動(dòng)機(jī)的控制性能?可靠性和穩(wěn)定性。發(fā)動(dòng)機(jī)的推力也提高到了43.1千牛,加力推力則達(dá)到了64.7千牛,分別比渦噴7提高了50%和15%,發(fā)動(dòng)機(jī)的翻修間隔也達(dá)到了350小時(shí)。渦噴13發(fā)動(dòng)機(jī)的研制工作從1978年開(kāi)始全面展開(kāi),1980年,首批3臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)始進(jìn)行調(diào)試試車,到1984年先后完成了可靠性試車,1985年開(kāi)始裝機(jī)試飛,滿足了殲-8ⅱ飛機(jī)的研制進(jìn)度。80年代末,經(jīng)過(guò)改進(jìn)的渦噴13a發(fā)動(dòng)機(jī)也開(kāi)始了研制,改進(jìn)的主要方向放到提高性能及可靠性上,并采取了多項(xiàng)措施。改進(jìn)后的發(fā)動(dòng)機(jī)前渦輪溫度提高了50度,發(fā)動(dòng)機(jī)的加力推力提高到了64.7千牛。多項(xiàng)試驗(yàn)表明,渦噴13a發(fā)動(dòng)機(jī)的匹配性好,工作穩(wěn)定,可靠性有了明顯的改善。1991年,渦噴13a開(kāi)始進(jìn)入批量生產(chǎn),成為量產(chǎn)殲-8ⅱ的改型機(jī)殲-8b的標(biāo)配動(dòng)力。后又相繼研制了渦噴13f發(fā)動(dòng)機(jī)?渦噴13fⅰ型發(fā)動(dòng)機(jī)以及渦噴13aⅱ和渦噴13b等型號(hào)。值得一提的是渦噴13b發(fā)動(dòng)機(jī),該發(fā)動(dòng)機(jī)的各方面性能都是渦噴13系列中性能最好的,主要是在壓氣機(jī)?機(jī)匣?渦輪葉片及加力燃燒室上作了重大的改進(jìn),發(fā)動(dòng)機(jī)的加力推力提高到了68.6千牛,耗油率則下降了2.5%,達(dá)到了當(dāng)初的設(shè)計(jì)目標(biāo)。
“昆侖”發(fā)動(dòng)機(jī)(如下圖)是我國(guó)第一種完全自行設(shè)計(jì)?研制的國(guó)產(chǎn)渦噴發(fā)動(dòng)機(jī),具有完全的“自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)”,其所使用的技術(shù)?材料?工藝等完全立足國(guó)內(nèi)。“昆侖”發(fā)動(dòng)機(jī)的研制有幾分偶然因素在內(nèi),最終能有今天的這個(gè)結(jié)果非常不易。1984年,上級(jí)下達(dá)了研制“昆侖”發(fā)動(dòng)機(jī)驗(yàn)證機(jī)的任務(wù)。1987年正式立項(xiàng),開(kāi)始進(jìn)入原型機(jī)的研制階段。而此時(shí)恰逢我國(guó)頒布了“全新的發(fā)動(dòng)機(jī)通用規(guī)范”,上級(jí)要求“昆侖”發(fā)動(dòng)機(jī)的研制要全面貫徹新的國(guó)軍標(biāo),這使“昆侖”發(fā)動(dòng)機(jī)研制進(jìn)度大大拖慢。“昆侖”發(fā)動(dòng)機(jī)的地面試車過(guò)程中曾先后出現(xiàn)過(guò)高壓渦輪葉片折斷?高壓壓氣機(jī)和低壓壓氣機(jī)葉片斷裂?發(fā)動(dòng)機(jī)管路滲漏油?空中潤(rùn)滑油消耗量過(guò)大?艙壁溫度過(guò)高等問(wèn)題,而在裝機(jī)試飛中又出現(xiàn)了部分加力脈沖?加力點(diǎn)火成功率低?高空大速度喘振停車?高空小速度切斷加力停車等各種重大技術(shù)問(wèn)題。公司技術(shù)人員經(jīng)過(guò)近一年多的攻關(guān),將出現(xiàn)的所有技術(shù)問(wèn)題都圓滿解決了,研制工作也順利進(jìn)入了最后階段,最后在2001年12月通過(guò)了國(guó)家測(cè)試,于2002年正式設(shè)計(jì)定型,歷經(jīng)18年的時(shí)間。后來(lái),我國(guó)又先后推出“昆侖”???“昆侖”ⅱ型發(fā)動(dòng)機(jī)。尤其是“昆侖”ⅱ型發(fā)動(dòng)機(jī),其最大推力和加力推力分別比“昆侖”型發(fā)動(dòng)機(jī)提高到了53.9千牛和76.4千牛,最大推力和加力推力時(shí)的耗油率則下降到0.093千克/?!靶r(shí)和0.18千克/牛”小時(shí),推重比為7。由于“昆侖”ⅱ型發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝方式和外形尺寸與我國(guó)大量在役的渦噴7?渦噴13系列發(fā)動(dòng)機(jī)基本相同,具有很好的互換性,因此可以很方便地安裝到現(xiàn)役各型殲-7?殲-8飛機(jī)上,從而使這兩種飛機(jī)的性能有了一個(gè)跨越式的提高,極大地提高了我??哲姾娇毡目罩凶鲬?zhàn)能力。 三 我國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展水平與航空發(fā)達(dá)國(guó)家的差距及落后原因
關(guān)于我國(guó)現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)的性能水平,1989年原航空工業(yè)部高推預(yù)研辦公室與北京航空航天大學(xué)管理學(xué)院曾進(jìn)行過(guò)定量分析,在修正了美國(guó)蘭德公司birkler的toa模型并發(fā)展了中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的toa模型后,用它對(duì)我國(guó)已獲得的和將發(fā)展的航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能水平進(jìn)行了分析和預(yù)測(cè),分析認(rèn)為,當(dāng)時(shí)我國(guó)可獲得的航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能水平與美國(guó)的差距約為20年,到2000年這個(gè)差距約為25年。在過(guò)去的30幾年中,我國(guó)可獲得的航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能水平提高的平均速度僅為美國(guó)的55%,若不采取恰當(dāng)措施,差距會(huì)越來(lái)越大。有文獻(xiàn)對(duì)我國(guó)現(xiàn)役航空發(fā)動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)與航空發(fā)達(dá)國(guó)空家進(jìn)行了對(duì)比,認(rèn)為到2005年我們比發(fā)達(dá)國(guó)家落后20年左右。因此可以認(rèn)為,我國(guó)航空動(dòng)力的總體技術(shù)水平比發(fā)達(dá)國(guó)家落后25~30年。
我國(guó)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展中所遇到的問(wèn)題和造成落后現(xiàn)狀的原因是多方面的。在航空界從領(lǐng)導(dǎo)到廣大從業(yè)人員對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)在整個(gè)航空發(fā)展中的地位、作用和重要性及“振興航空,動(dòng)力先行”的口號(hào)已有共識(shí);有權(quán)威的飛機(jī)專家也都認(rèn)為“應(yīng)把發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展放在航空的首位”;中央領(lǐng)導(dǎo)也指示“要像抓兩彈那樣把渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)搞上去?!睂?duì)新研制航空發(fā)動(dòng)機(jī),技術(shù)難度大、投資費(fèi)用高和研制周期長(zhǎng)等特點(diǎn),也都有深刻的認(rèn)識(shí)。作為一個(gè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)科技工作者,當(dāng)然對(duì)其當(dāng)前的落后狀態(tài)非常焦急和優(yōu)慮,對(duì)其落后的原因經(jīng)常不斷地進(jìn)行了多年的思考。我認(rèn)為:我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展落后的關(guān)鍵問(wèn)題和根本原因是管理?,F(xiàn)將對(duì)此問(wèn)題的思考和看法論述如下: (一)航空航天發(fā)展對(duì)我們的啟示
當(dāng)前航空落后于航天,發(fā)動(dòng)機(jī)又落后于飛機(jī),這是客觀的事實(shí)。為什么航空發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)落后呢?只要簡(jiǎn)單對(duì)比一下:航天是先研制發(fā)展型號(hào)而帶動(dòng)工廠生產(chǎn),而航空是先仿制生產(chǎn),工廠只管批生產(chǎn);航天是研究、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、生產(chǎn)一體化,統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)管理,航空的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)在研究所與生產(chǎn)工廠是兩個(gè)獨(dú)立的(各自為的)組織領(lǐng)導(dǎo)系統(tǒng)??傊教焓亲吡俗粤⒏?、自我發(fā)展、自行研制的道路和有一個(gè)完整、協(xié)調(diào)、統(tǒng)一的符合新機(jī)研制的組織管理系統(tǒng)。如果從發(fā)展歷史看,航空比航天起步還早,航空發(fā)動(dòng)機(jī)起始的技術(shù)基礎(chǔ)也比航天好。所以,這不是個(gè)技術(shù)問(wèn)題,而是一個(gè)管理問(wèn)題。
其實(shí),在航空系統(tǒng)也有值得思考和總結(jié)的事例。(1)貴州航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究所無(wú)論在技術(shù)力量、試驗(yàn)設(shè)備和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)等方面,都無(wú)法與國(guó)內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)老研究所和大的研究所相比,但該所能不斷改進(jìn)改型,研制成16個(gè)型別,改進(jìn)發(fā)展成兩個(gè)系列發(fā)動(dòng)機(jī),保證了國(guó)內(nèi)殲擊機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)和空海軍急需的裝備,并出口創(chuàng)匯。深思其根本主要的原因,是從實(shí)際出發(fā),遵循了“量力而行,有所作為,循序漸進(jìn),發(fā)展產(chǎn)品”的設(shè)計(jì)思想和“廠所結(jié)合,公司統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)”的管理體制。(2)成都飛機(jī)公司,多年來(lái)改進(jìn)發(fā)展的殲七系列,成為國(guó)內(nèi)主戰(zhàn)殲擊機(jī)并出口創(chuàng)匯,也不能說(shuō)成飛公司在同行業(yè)中技術(shù)力量最強(qiáng),而最重要的是該公司實(shí)行了設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、生產(chǎn)一體化的組織領(lǐng)導(dǎo)體制。(3)1984年4月航空工業(yè)部實(shí)現(xiàn)了兩型新機(jī)首飛成
功,并能按計(jì)劃完成了兩機(jī)定型,主要原因是按系統(tǒng)工程嚴(yán)格科學(xué)管理、加強(qiáng)統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)和組織協(xié)調(diào)了各分系統(tǒng)。這些事例進(jìn)一步說(shuō)明:新機(jī)研制發(fā)展,技術(shù)是很重要的、必要的,但關(guān)鍵是管理。
(二)管理理論給我們提供了依據(jù) 世界各國(guó)普遍的經(jīng)驗(yàn)證明:在現(xiàn)代化進(jìn)程中,資金、技術(shù)和管理是三大關(guān)鍵,而管理又處在核心的地位,即管理是現(xiàn)代化關(guān)鍵的關(guān)鍵。美國(guó)近代管理學(xué)家杜克洛指出:“促進(jìn)現(xiàn)代社會(huì)文明的三根支柱是管理、科學(xué)和技術(shù),而管理是促成社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展最關(guān)鍵的因素”。人們常說(shuō),不論是一項(xiàng)工程還是一個(gè)企業(yè)的成功是“三分技術(shù),七分管理”。這里不是說(shuō)笠技術(shù)不重要”,只是要強(qiáng)調(diào),技術(shù)很重要,而管理更重要。那么,究竟什么是管理?管理的理論是一門科學(xué),是一軟科學(xué),管理的實(shí)踐也是一門藝術(shù):“管理”一詞在《管理學(xué)》中的定義是:“管理是通過(guò)計(jì)劃、組織、控制、激勵(lì)和領(lǐng)導(dǎo)等環(huán)節(jié),來(lái)協(xié)調(diào)人力、物力和財(cái)力等資源,以期更好地達(dá)成組織目標(biāo)的過(guò)程”。這里所講的計(jì)劃、組織、控制、激勵(lì)和領(lǐng)導(dǎo)等是管理的五大基本職能,這對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展至關(guān)重要
(三)過(guò)去實(shí)踐中的問(wèn)題值得總結(jié)
回顧過(guò)去航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展中,新機(jī)研制未能最終成功,都不是因?yàn)榧夹g(shù)問(wèn)題,而是與執(zhí)行上述管理職能中的失誤有關(guān)。
計(jì)劃職能是根據(jù)預(yù)測(cè)結(jié)果和實(shí)際需要建立目標(biāo),實(shí)際需要是制定計(jì)劃的依據(jù),正確的需要是新機(jī)發(fā)展研制成功的前提。如當(dāng)年研制噴發(fā)一1a,既沒(méi)有進(jìn)行科學(xué)預(yù)測(cè),更沒(méi)有掌握空軍的實(shí)際需要,最終,因空軍不用,而停止研制。這正說(shuō)明計(jì)劃這一管理職能的重要性。
組織職能是指為實(shí)施計(jì)劃而建立的組織結(jié)構(gòu)和為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)而進(jìn)行的組織過(guò)程。我國(guó)的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研究所是學(xué)習(xí)蘇聯(lián)設(shè)計(jì)局(o.k.e)的模式,但又未學(xué)全學(xué)好,只能設(shè)計(jì)、試驗(yàn)而無(wú)工廠保證試制;其實(shí)前蘇聯(lián)的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)局也都進(jìn)行了組織結(jié)構(gòu)重組,改組為航空發(fā)動(dòng)機(jī)科研生產(chǎn)聯(lián)合體;我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的管理體制仍然是組織分散,廠所分離,甚至相互對(duì)立,或者是有名無(wú)實(shí)的聯(lián)合;因而新機(jī)是不會(huì)更好、更快研制成功的。近年來(lái),為了企業(yè)的生存和發(fā)展,美國(guó)波音和麥道爾公司的合并;德國(guó)航空航天工業(yè)機(jī)構(gòu)合并,組織結(jié)構(gòu)重組也很成功。這都說(shuō)明組織這一管理職能的重要性。
領(lǐng)導(dǎo)職能主要是決策和用人,任何事如決策錯(cuò)誤,一開(kāi)始就錯(cuò)了,一切都錯(cuò)了。如決定研制高指標(biāo)的814號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī),這種當(dāng)時(shí)接近國(guó)際水平、完全脫離我國(guó)實(shí)際的決策,不僅浪費(fèi)了人力、物力、財(cái)力和時(shí)間,最終不得不停止研制;而且也使紅旗2號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)研制半途而廢。又如引進(jìn)斯貝發(fā)動(dòng)機(jī)仿制,既無(wú)明確的使用對(duì)象,又把技術(shù)引進(jìn)與自行研制分割開(kāi)并對(duì)立起來(lái),致使渦扇一6研制失去更好地借鑒斯貝新技術(shù)的機(jī)會(huì)。以上問(wèn)題,是由于我國(guó)沒(méi)有科學(xué)決策機(jī)制而造成的。所以說(shuō)決策科學(xué)化是新機(jī)發(fā)展研制成功的根本。
綜上所述,嚴(yán)格的科學(xué)管理是航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展、研制成功的關(guān)鍵,沒(méi)有科學(xué)管理則是其失敗的根源。
四 對(duì)我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的淺見(jiàn)
(一)制訂航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展戰(zhàn)略
航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展關(guān)系到整個(gè)航空發(fā)展的全局。其發(fā)展戰(zhàn)略即是一定時(shí)期內(nèi)航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展全局性的方針任務(wù)及主要目標(biāo)。目前世界航空大國(guó)都在實(shí)施航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究和發(fā)展計(jì)劃,針對(duì)我國(guó)的落后現(xiàn)狀,首先,必須制定出我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展戰(zhàn)略,為今后實(shí)施提供依據(jù)。 (二)建立專門決策機(jī)構(gòu),嚴(yán)格遵循決策程序
專門的決策機(jī)構(gòu)是科學(xué)決策的組織保證,它必須由專職的各方面專家和有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)組成,并要有明確的責(zé)任制度。決策程序是決策科學(xué)化的重要措施,它從制度上規(guī)定了論證、評(píng)審和決策的方法和過(guò)程,杜絕行政首長(zhǎng)意志的干擾。因決策失誤,導(dǎo)致新機(jī)研制半途而廢、無(wú)限延期、最終失敗或嚴(yán)重浪費(fèi),在國(guó)內(nèi)外都不乏其例。為避免“一著失誤,全盤皆輸”的惡果,必須加強(qiáng)決策科學(xué)化。
(三)確立實(shí)事求是的設(shè)計(jì)原則和指導(dǎo)思想
新機(jī)研制正確的設(shè)計(jì)思想首先要處理好先進(jìn)性與現(xiàn)實(shí)性的關(guān)系。因設(shè)計(jì)思想片面迫求,在新機(jī)方案競(jìng)爭(zhēng)遭到失敗或最終研制失敗的事例,在國(guó)內(nèi)外都不勝枚舉。法國(guó)和前蘇聯(lián)在技術(shù)儲(chǔ)備和實(shí)力上都不如美國(guó),但是他們都設(shè)計(jì)研制了先進(jìn)的飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)。法國(guó)達(dá)索公司和snecma公司在新機(jī)設(shè)計(jì)上都遵循了“漸改法”的原則;原蘇聯(lián)在新機(jī)設(shè)計(jì)中都貫徹了“簡(jiǎn)單實(shí)用”的原則。對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō),技術(shù)經(jīng)濟(jì)實(shí)力更差,法國(guó)和前蘇聯(lián)的設(shè)計(jì)原則和思想,是非常值得我們借鑒的。
(四)改革現(xiàn)行的組織結(jié)構(gòu)和管理體制
不論西方航空發(fā)達(dá)國(guó)家,還是前蘇聯(lián)或俄羅斯。他們都是航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、試制和生產(chǎn)一體化的組織管理體制—公司或聯(lián)合體;而我國(guó)是分散的、分離的、分割的。實(shí)踐證明:只有設(shè)計(jì)研究與試制生產(chǎn)單位組成一個(gè)整體,有共同的利益、共同011事業(yè)和共同的目標(biāo),才能更好、更快地研制出新機(jī)。不僅要廠所結(jié)合,而且要“廠所一體,公司統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)”,才是航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展和新機(jī)研制的組織保證。
(五)樹(shù)立競(jìng)爭(zhēng)觀念,強(qiáng)化競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制,實(shí)施多方案競(jìng)爭(zhēng)
競(jìng)爭(zhēng)是推動(dòng)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力,能激發(fā)和挖掘創(chuàng)新的積極性和潛能,國(guó)外正反兩方面的經(jīng)驗(yàn)證明,強(qiáng)化競(jìng)爭(zhēng),優(yōu)選方案是確保成功實(shí)施新機(jī)研制的重要途徑和行之有效的方法。西方航空發(fā)達(dá)國(guó)家是靠競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制,前蘇聯(lián)之所以成為軍用航空大國(guó),也是由于采取競(jìng)爭(zhēng)擇優(yōu)機(jī)制和競(jìng)爭(zhēng)的激勵(lì)作用。我國(guó)航空至今還是政府指令,例如殲八11飛機(jī)改型選擇動(dòng)力裝置,如果采用多方案競(jìng)爭(zhēng)擇優(yōu)機(jī)制,可以斷言,會(huì)使飛機(jī)早日成功并能節(jié)約大量研制費(fèi)用。這也說(shuō)明,競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制無(wú)疑是加速我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的必由之路。
(六)運(yùn)用系統(tǒng)工程的原理與方法,進(jìn)行組織管理
系統(tǒng)工程是一門實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)最優(yōu)化的科學(xué),是組織管理的科學(xué)方法。我國(guó)著名科學(xué)家錢學(xué)森在《組織管理的技術(shù)—系統(tǒng)工程》一文中指出“系統(tǒng)工程學(xué)則是組織管理這種系統(tǒng)的規(guī)劃、研究、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)和使用的科學(xué)方法,是一種對(duì)所有系統(tǒng)都具有普遍意義的方法?!焙娇胀七M(jìn)系統(tǒng)的研制和發(fā)展是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,雖然是飛機(jī)的一個(gè)分系統(tǒng),但它本身也構(gòu)成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的復(fù)雜系統(tǒng)。運(yùn)用系統(tǒng)工程必然會(huì)更有效地推動(dòng)和加速航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研制和發(fā)展。
(七)抓住機(jī)遇、加快預(yù)研,加強(qiáng)技術(shù)基礎(chǔ)的建設(shè) 在當(dāng)前航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)加速發(fā)展的形勢(shì)下,我們應(yīng)抓住機(jī)遇,盡力引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù),但必須堅(jiān)持自力更生發(fā)展我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)特別是軍用發(fā)動(dòng)機(jī)的國(guó)策。如法國(guó)二戰(zhàn)后航空技術(shù)基礎(chǔ)被徹底破壞,但它堅(jiān)持獨(dú)立自主發(fā)展軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)作為國(guó)策,寧愿本國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)性能差些,也絕不依靠別國(guó)先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)。這種指導(dǎo)思想和自立自強(qiáng)精神。非常值得我們學(xué)習(xí)。為此,必須加快航空發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)研發(fā)展,加強(qiáng)其技術(shù)基礎(chǔ)建設(shè)??紤]到我國(guó)實(shí)際及原有基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)研制新機(jī),在積極引進(jìn)英、美的先進(jìn)技術(shù)同時(shí),目前還是以俄羅斯的先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)為參考基礎(chǔ),可能會(huì)更快更穩(wěn)妥地發(fā)展我國(guó)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)。
(八)發(fā)揚(yáng)創(chuàng)新精神,加強(qiáng)技術(shù)隊(duì)伍的建設(shè)
航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展,歸根到底是靠一支高水平的、有進(jìn)取精神和創(chuàng)新能力的技術(shù)隊(duì)伍。管理的核心是管理人,對(duì)人不僅要“管”,更重要的是“理”,即理順關(guān)系、理解人的心理,尊重人的創(chuàng)造。只要人的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性被調(diào)動(dòng)和發(fā)揮出來(lái),航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研制發(fā)展,就會(huì)出現(xiàn)奇跡。當(dāng)然,由于航空基層所在地理位置等客觀環(huán)境條件,不僅要不斷提高這支隊(duì)伍,還要采取有效措施穩(wěn)定住這支技術(shù)隊(duì)伍。
以上所述,均屬管理范疇的意見(jiàn),為了航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展,供商榷探討。筆者認(rèn)為:上述的意見(jiàn)和問(wèn)題得不到解決或有效的落實(shí),沒(méi)有科學(xué)管理:特別是組織管理現(xiàn)狀不改變,即使國(guó)家給再多的投資,引進(jìn)再多新技術(shù),也研制不出先進(jìn)的新發(fā)動(dòng)機(jī);即使研制出來(lái),也是耗費(fèi)幾倍不該拖延的時(shí)間周期,待研制出來(lái)或取得成果,已經(jīng)大大落后而無(wú)人采用了。總之,航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的關(guān)鍵和核心問(wèn)題是管理,這是一個(gè)值得認(rèn)真思考和必須解決的問(wèn)題。
參考文獻(xiàn)
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[7]吳昊。韓新偉《航空科學(xué)技術(shù)》
航空概論的論文篇三
目錄
1、航空復(fù)合材料概述 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。. 2 1.1復(fù)合材料。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 2 1.2復(fù)合材料在飛行器上的應(yīng)用 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 3 1.3c/c復(fù)合材料在高超飛行器中應(yīng)用 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 4 2.c/ c 復(fù)合材料 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 5 2.1概述 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。. 5 2.2碳/碳復(fù)合材料的組成及微觀結(jié)構(gòu) 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 5 2.3 碳/碳復(fù)合材料的性能 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。. 6
2.3.1 物理性能 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 6 2.3.2 力學(xué)性能 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 6 2.3.3 熱學(xué)及燒蝕性能 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 6 2.3.4 摩擦磨損性能 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 7 2.4碳/碳復(fù)合材料制備及加工 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 7
2.4.1液相浸漬工藝 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。. 7 2.4.2化學(xué)氣相沉積工藝 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。. 7 2.4.3碳/碳復(fù)合材料的切削加工 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。. 8 2.5碳/碳復(fù)合材料的應(yīng)用 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 8
2.5.1固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴管上的應(yīng)用 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。. 8 2.5.2剎車領(lǐng)域的應(yīng)用 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。. 8 2.6碳/碳復(fù)合材料的氧化及防氧化 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 9
2.6.1碳/碳改性抗氧化 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。. 9 2.6.2 碳/碳涂層防氧化 。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 9
參考文獻(xiàn)。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。.。 10
航空復(fù)合材料與碳/碳復(fù)合材料概述
摘要:復(fù)合材料是由兩種或兩種以上的不同材料、不同形狀、不同性質(zhì)的物質(zhì)復(fù)合形成的新型材料。一般由基體材料和功能組元所組成。復(fù)合材料可經(jīng)設(shè)計(jì),即通過(guò)對(duì)原材料的選擇、各組分布設(shè)計(jì)和工藝條件的保證等,使原組分材料優(yōu)點(diǎn)互補(bǔ),因而呈現(xiàn)了出色的綜合性能。
c/ c 復(fù)合材料是目前新材料領(lǐng)域重點(diǎn)研究和開(kāi)發(fā)的一種新型超高溫?zé)峤Y(jié)構(gòu)材料,密度小、比強(qiáng)度大、線膨脹系數(shù)低( 僅為金屬的1/ 5~ 1/ 10) 、熱導(dǎo)率高、耐燒蝕、耐磨性能良好。特別是c/ c 復(fù)合材料在1 000℃~ 2 300℃ 時(shí)強(qiáng)度隨溫度升高而升高, 是理想的航空航天及其它工業(yè)領(lǐng)域的高溫材料。 關(guān)鍵詞:航空復(fù)合材料,碳/碳復(fù)合材料
1、航空復(fù)合材料概述
1.1復(fù)合材料
復(fù)合材料是由兩種或兩種以上的不同材料、不同形狀、不同性質(zhì)的物質(zhì)復(fù)合形成的新型材料。一般由基體材料和功能組元所組成。復(fù)合材料可經(jīng)設(shè)計(jì),即通過(guò)對(duì)原材料的選擇、各組分布設(shè)計(jì)和工藝條件的保證等,使原組分材料優(yōu)點(diǎn)互補(bǔ),因而呈現(xiàn)了出色的綜合性能。
早期飛機(jī)為復(fù)合材料,由木質(zhì)框架,金屬絲支架和織物組成。焊接鋼質(zhì)框架從20世紀(jì)20年代早期開(kāi)始代替木質(zhì)框架。輕質(zhì)鋁殼結(jié)構(gòu)則從20世紀(jì)30年代開(kāi)始采用。到20世紀(jì)50年代完全轉(zhuǎn)變成“全金屬”飛機(jī)的過(guò)程完成。 隨著玻璃纖維、凱夫拉爾、碳纖維等復(fù)合材料的發(fā)展,并且早期復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的使用預(yù)示著復(fù)合材料運(yùn)用的輝煌。 在飛機(jī)上翼尖小翼、雷達(dá)罩和尾錐上少量玻璃纖維增強(qiáng)塑料的使用標(biāo)志著飛機(jī)設(shè)計(jì)上復(fù)合材料的重新應(yīng)用。從那時(shí)起復(fù)合材料在這些部件上的成功應(yīng)用導(dǎo)致在每一種新機(jī)型上復(fù)合材料應(yīng)用的增加。波音747使用了超過(guò)10000平方英尺表面的復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。在過(guò)去幾年當(dāng)中先進(jìn)復(fù)合材料技術(shù)運(yùn)用到諸如大翼面板、地板梁等主要結(jié)構(gòu)上。顯而易見(jiàn)對(duì)基本復(fù)合材料結(jié)構(gòu)和復(fù)合材料結(jié)構(gòu)修理技術(shù)的理解對(duì)于航空公司人員來(lái)說(shuō)是多么重要。
先進(jìn)復(fù)合材料優(yōu)異的力學(xué)性能和明顯的減重效果在航空器領(lǐng)域得到廣泛認(rèn)可。隨著飛機(jī)性能的不斷提高,作為現(xiàn)代飛機(jī)結(jié)構(gòu)材料的復(fù)合材料的應(yīng)用已由小型、簡(jiǎn)單的次承力構(gòu)件發(fā)展到大型、復(fù)雜的主承力構(gòu)件。在飛機(jī)機(jī)翼、機(jī)身、操縱面、起落架艙門、蒙皮、安定面、雷達(dá)罩等部件多處使用[1]。
復(fù)合材料的優(yōu)點(diǎn): (1)相對(duì)不易腐蝕; (2)不會(huì)產(chǎn)生金屬疲勞; (3)可設(shè)計(jì)載荷;
(4)可減少連接部件(同步成型); (5)減重,節(jié)油。 復(fù)合材料的缺點(diǎn):
(1)原料高成本(增強(qiáng)纖維,如cf); (2)制造維修人力成本高,耗時(shí); (3)力學(xué)性能受溫度濕度影響高; (4)檢測(cè)損傷難度大;
(5)可導(dǎo)致鋁等電位低的金屬腐蝕。
1.2復(fù)合材料在飛行器上的應(yīng)用
先進(jìn)復(fù)合材料技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用在飛行器設(shè)計(jì)與制造中具有重要的地位。這是因?yàn)閺?fù)合材料的許多優(yōu)異性能,如比強(qiáng)度和比模量高,優(yōu)良的抗疲勞性能,以及獨(dú)特的材料可設(shè)計(jì)性等,都是飛行器結(jié)構(gòu)盼望的理想性能。高性能飛行器要求結(jié)構(gòu)重量輕,從而可以減少燃料消耗,延長(zhǎng)留空時(shí)間,飛得更高更快或具有更好的機(jī)動(dòng)性;也可以安裝更多的設(shè)備,提高飛行器的綜合性能。
減輕結(jié)構(gòu)的重量可大大節(jié)約飛機(jī)的使用成本,取得明顯的經(jīng)濟(jì)效益。據(jù)國(guó)外有關(guān)資料報(bào)告,先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)每減重1kg,就可節(jié)約1760美元。西方國(guó)家在很短的時(shí)間內(nèi)就實(shí)現(xiàn)了從非受力件和次受力件到主受力件應(yīng)用的過(guò)渡,無(wú)論是用量還是技術(shù)覆蓋面都有了很大的發(fā)展。目前正在研制的戰(zhàn)斗機(jī)中所使用的復(fù)合材料可占飛機(jī)結(jié)構(gòu)總重量的50%以上。飛機(jī)隱身技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用,進(jìn)一步擴(kuò)大了對(duì)復(fù)合材料技術(shù)的需求。在繼民用飛機(jī)中出現(xiàn)全復(fù)合材料飛機(jī)(如lear fan 2100,starship和vayager)之后又出現(xiàn)了全復(fù)合材料機(jī)身的隱身轟炸機(jī)b2。此外,也只有采用了復(fù)合材料,才使前掠翼得以在x-29上實(shí)現(xiàn)[2]。
目前,國(guó)內(nèi)飛機(jī)型號(hào)應(yīng)用復(fù)合材料的比例越來(lái)越高,應(yīng)用復(fù)合材料的部件越來(lái)越大,復(fù)合材料構(gòu)件的結(jié)構(gòu)也越來(lái)越復(fù)雜,復(fù)合材料構(gòu)件已經(jīng)逐步從次承力構(gòu)件到主承力構(gòu)件轉(zhuǎn)變,復(fù)合材料的垂直安定面、水平尾翼、前機(jī)身、艙門、整流罩等構(gòu)件已在多種型號(hào)飛機(jī)上使用并形成了批量生產(chǎn)能力。機(jī)翼、旋翼等主承力構(gòu)件也已經(jīng)在小批量生產(chǎn)[3]。
國(guó)內(nèi)復(fù)合材料在飛機(jī)上應(yīng)用最多的是新研制的中、高空長(zhǎng)航時(shí)無(wú)人機(jī),其機(jī)體復(fù)合材料的使用量達(dá)到70%,機(jī)翼翼展18米,為全復(fù)合材料結(jié)構(gòu);其中,機(jī)翼整體盒段運(yùn)用設(shè)計(jì)工藝一體化技術(shù),將機(jī)翼的前、后梁,上蒙皮和所有中間肋整體共固化成型,在復(fù)合材料應(yīng)用技術(shù)上有所突破。在自行設(shè)計(jì)制造的直升機(jī)上,應(yīng)用復(fù)合材料最多的是z10專用武裝直升機(jī),其主槳葉、尾槳葉和尾段為全復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。
1.3c/c復(fù)合材料在高超飛行器中應(yīng)用
碳/碳(c/c)復(fù)合材料是一種新型高性能結(jié)構(gòu)、功能復(fù)合材料,具有高強(qiáng)度、高模量、高斷裂韌性、高導(dǎo)熱、隔熱優(yōu)異和低密度等優(yōu)異特性,在機(jī)械、電子、化工、冶金和核能等領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用,并且在航天、航空和國(guó)防領(lǐng)域中的關(guān)鍵部件上大量應(yīng)用。我國(guó)對(duì)c/c復(fù)合材料的研究和開(kāi)發(fā)主要集中在航天、航空等高技術(shù)領(lǐng)域,較少涉足民用高性能、低成本c/c復(fù)合材料的研究。
導(dǎo)彈、載人飛船、航天飛機(jī)等 ,在再入環(huán)境時(shí)飛行器頭部受到強(qiáng)激波, 對(duì)頭部產(chǎn)生很大的壓力,其最苛刻部位溫度可達(dá)2760℃,所以必須選擇能夠承受再入環(huán)境苛刻條件的材料。設(shè)計(jì)合理的鼻錐外形和選材,能使實(shí)際流入飛行器的能量?jī)H為整個(gè)熱量1%~10%左右。對(duì)導(dǎo)彈的端頭帽,也要求防熱材料在再入環(huán)境中燒蝕量低,且燒蝕均勻?qū)ΨQ,同時(shí)希望它具有吸波能力、抗核爆輻射性能和全天候使用的性能。三維編織的 c/ c復(fù)合材料,其石墨化后的熱導(dǎo)性足以滿足彈頭再入時(shí)由160 ℃至氣動(dòng)加熱至1700 ℃時(shí)的熱沖擊要求,可以預(yù)防彈頭鼻錐的熱應(yīng)力過(guò)大引起的整體破壞;其低密度可提高導(dǎo)彈彈頭射程,已在很多戰(zhàn)略導(dǎo)彈彈頭上得到應(yīng)用。除了導(dǎo)彈的再入鼻錐,c/ c 復(fù)合材料還可作熱防護(hù)材料用于航天飛機(jī)。
c/ c 復(fù)合材料在渦輪機(jī)及燃?xì)庀到y(tǒng) (已成功地用于燃燒室、導(dǎo)管、閥門) 中的靜止件和轉(zhuǎn)動(dòng)件方面有著潛在的應(yīng)用前景,例如用于葉片和活塞,可明顯減輕重量 ,提高燃燒室的溫度 ,大幅度提高熱效率。
美國(guó)f22、f100、f119軍機(jī)和俄羅斯航空發(fā)動(dòng)機(jī)上已經(jīng)采用碳/碳制作航空發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室、導(dǎo)向器、內(nèi)錐體、尾噴管魚(yú)鱗片和密封片及聲擋板等。
2.c/ c 復(fù)合材料
2.1概述
c/ c 復(fù)合材料是目前新材料領(lǐng)域重點(diǎn)研究和開(kāi)發(fā)的一種新型超高溫?zé)峤Y(jié)構(gòu)材料,密度小、比強(qiáng)度大、線膨脹系數(shù)低( 僅為金屬的1/ 5~ 1/ 10) 、熱導(dǎo)率高、耐燒蝕、耐磨性能良好。特別是c/ c 復(fù)合材料在1 000℃~ 2 300℃ 時(shí)強(qiáng)度隨溫度升高而升高, 是理想的航空航天及其它工業(yè)領(lǐng)域的高溫材料。
2.2碳/碳復(fù)合材料的組成及微觀結(jié)構(gòu)
碳/碳復(fù)合材料的組成有兩大部分: 碳纖維和基體碳。
碳纖維織物結(jié)構(gòu)形式
a:2d平紋 ;b:2d8h緞紋 ;c:3d徑向編織
d:3d;e:4d; f:5d 碳纖維的增強(qiáng)形式有單向(1d)、雙向(2d)及多向。單向增強(qiáng)可在一個(gè)方向上得到最高拉伸強(qiáng)度的碳/碳;雙向織物提高了抗熱應(yīng)力性能和斷裂韌性,容易制成大尺寸形狀復(fù)雜的部件,有廣泛的應(yīng)用基礎(chǔ)。三向及多向編織具有更好的結(jié)構(gòu)完整性和各向同性 。
2.3 碳/碳復(fù)合材料的性能
2.3.1 物理性能
碳/碳復(fù)合材料在高溫?zé)崽幚砗蟮幕瘜W(xué)成分,碳元素高于99%,像石墨一樣,具有耐酸、 堿和鹽的化學(xué)穩(wěn)定性。其比熱容大,熱導(dǎo)率隨石墨化程度的提高而增大,線膨脹系數(shù)隨石墨化程度的提高而降低等。 2.3.2 力學(xué)性能
碳/碳復(fù)合材料的力學(xué)性能主要取決于碳纖維的種類、取向、含量和制備工藝等。單向增強(qiáng)的碳/碳復(fù)合材料,沿碳纖維長(zhǎng)度方向的力學(xué)性能比垂直方向高出幾十倍。隨著溫度的升高,碳/碳復(fù)合材料的強(qiáng)度不僅不會(huì)降低,而且比室溫下的強(qiáng)度還要高。一般的碳/碳復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度大于 270mpa, 單向高強(qiáng)度碳/碳復(fù)合材料可達(dá)700mpa 以上。在1000 ℃以上,強(qiáng)度最低的 碳/碳復(fù)合材料的比強(qiáng)度也較耐熱合金和陶瓷材料的高。碳/碳復(fù)合材料的斷裂韌性較碳材料有極大的提高,其破壞方式是逐漸破壞, 而不是突然破壞, 因?yàn)榛w碳的斷裂應(yīng)力和斷裂應(yīng)變低于碳纖維。
2.3.3 熱學(xué)及燒蝕性能
碳/碳復(fù)合材料導(dǎo)熱性能好、熱膨脹系數(shù)低,因而熱沖擊能力很強(qiáng),不僅可用于高溫環(huán)境, 而且適合溫度急劇變化的場(chǎng)合。其比熱容高, 這對(duì)于飛機(jī)剎車等需要吸收大量能量的應(yīng)用場(chǎng)合非常有利。碳/碳復(fù)合材料是一種升華-輻射型燒蝕材料,且燒蝕均勻。通過(guò)表層材料的燒蝕帶走大量的熱,可阻止熱流傳入飛行器內(nèi)部。因此該材料被廣泛用作宇航領(lǐng)域中的燒蝕防熱材料。 2.3.4 摩擦磨損性能
碳/碳復(fù)合材料中碳纖維的微觀組織為亂層石墨結(jié)構(gòu),其摩擦系數(shù)比石墨高,特別是它的高溫性能特點(diǎn),在高速高能量條件下摩擦升溫高達(dá) 1000 ℃以上時(shí),其摩擦性能仍然保持平穩(wěn),這是其它材料所不具備的。因此,碳/碳復(fù)合材料為軍用和民用飛機(jī)的剎車盤材料越來(lái)越廣泛。
2.4碳/碳復(fù)合材料制備及加工
碳/碳復(fù)合材料的主要制備步驟為:預(yù)制體的成型,致密化處理和石墨化,其中致密化是制備碳/碳復(fù)合材料的關(guān)鍵技術(shù)。 致密化
成型后的預(yù)制體含有許多孔隙,密度也低,不能直接應(yīng)用,須將碳沉積于預(yù)制體,填滿其孔隙,才能成為真正的結(jié)構(gòu)致密、 性能優(yōu)良的碳/碳復(fù)合材料,此即致密化過(guò)程。 傳統(tǒng)的致密化工藝大體分為液相浸漬和化學(xué)氣相沉積兩種。 2.4.1液相浸漬工藝
液相浸漬工藝一般在常壓或減壓下進(jìn)行。 工藝過(guò)程上圖所示, 液相浸漬(lpi)工藝是將碳纖維預(yù)制體置于浸漬罐中,抽真空后充惰性氣體加壓使浸漬劑向預(yù)制體內(nèi)部滲透,然后進(jìn)行固化或直接在高溫下進(jìn)行碳化,一般需重復(fù)浸漬和碳化5~6次而完成致密化過(guò)程。此工藝存在問(wèn)題是: ( 1) 工藝繁復(fù)、周期長(zhǎng)、效率低;(2) 液體難以浸漬到預(yù)制體微孔中; ( 3)有些浸漬液在常壓和減壓下碳化效率低,必須加壓, 如煤瀝青;(4)有些浸漬液碳化時(shí)粘附性過(guò)好,易于阻塞氣孔口,難以達(dá)到致密要求,如樹(shù)脂。 2.4.2化學(xué)氣相沉積工藝
化學(xué)氣相沉積(cvd)工藝是以丙烯或甲烷為原料,其工藝過(guò)程下如圖所示。在預(yù)制體內(nèi)部發(fā)生多相化學(xué)反應(yīng)(如ch4=c+2h2)的致密化過(guò)程。cvd工藝的優(yōu)點(diǎn)是材料性能優(yōu)異、工藝簡(jiǎn)單、致密化程度能夠精確控制,缺點(diǎn)是制備周期太長(zhǎng)(500~600h甚至上千小時(shí)),生產(chǎn)效率很低。 2.4.3碳/碳復(fù)合材料的切削加工
據(jù)文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo),車削該復(fù)合材的料所得到的切削用量各要素對(duì)切削力的影響規(guī)律與切削一般脆性材料的基本一致。雖然基體硬度較低,切削力數(shù)值不大,但材料中硬質(zhì)點(diǎn)對(duì)刀具的磨損比較嚴(yán)重,故選用cbn為宜。因材料為脆性,故切屑常呈粉末狀,必須用吸屑法來(lái)排屑。
2.5碳/碳復(fù)合材料的應(yīng)用
碳/碳 復(fù)合材料作為優(yōu)異的熱結(jié)構(gòu)功能一體化工程材料,自1958年誕生以來(lái),在軍工方面得到了長(zhǎng)足的發(fā)展,其中最重要的用途是用于制造導(dǎo)彈的彈頭部件 由于其耐高溫,摩擦性好,目前已廣泛用于固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴管、航天飛機(jī)結(jié)構(gòu)部件飛機(jī)及賽車的剎車裝置、熱元件和機(jī)械緊固件、熱交換器、航空發(fā)動(dòng)的熱端部件等。
2.5.1固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)噴管上的應(yīng)用
在固體火箭發(fā)動(dòng)機(jī)(srm)中,噴管喉部的燒蝕狀態(tài)最為惡劣,因此,必須采用具有良好耐燒蝕和抗沖刷性能的噴管喉襯材料來(lái)抵御嚴(yán)酷的燒蝕環(huán)境。采用碳/碳復(fù)合材料的喉襯、擴(kuò)張段延伸出口錐,具有極低的燒蝕率和良好的燒蝕輪廓,可提高噴管效率 1 % ~3 %,即可大大提高 srm 的比沖。 2.5.2剎車領(lǐng)域的應(yīng)用
碳/碳復(fù)合材料制作的飛機(jī)剎車盤重量輕、耐溫高,比熱容比鋼高 2.5 倍;同金屬剎車材料相比,可節(jié)省 40 %的結(jié)構(gòu)重量,碳/碳復(fù)合材料剎車盤的使用壽命是金屬基的 5 7 倍,剎車力矩平穩(wěn),剎車時(shí)噪聲小,因此碳/碳復(fù)合材料剎車盤的問(wèn)世被認(rèn)為是剎車材料發(fā)展史上的一次重大的技術(shù)進(jìn)步。目前法國(guó)歐洲動(dòng)力,碳工業(yè)等公司已批量生產(chǎn)碳/碳 復(fù)合材料剎車片,英國(guó)鄧祿普公司也已大量生產(chǎn)碳/碳復(fù)合材料剎車片,用于賽車、火車和戰(zhàn)斗機(jī)的剎車材料。 2.6碳/碳復(fù)合材料的氧化及防氧化
c /c 復(fù)合材料存在一個(gè)致命的弱點(diǎn),即在高溫氧化性氣氛下極易發(fā)生氧化反應(yīng): 2c+o2 →2co 。 碳/碳復(fù)合材料的防氧化
碳/碳的防氧化的方法有材料改性和涂層保護(hù)兩種,材料改性是提高碳/碳本身的抗氧化能力,涂層防氧化是利用涂層使碳/碳與氧隔離。 2.6.1碳/碳改性抗氧化
通過(guò)對(duì)碳/碳改性可提高抗氧化能力,改性的方法有纖維改性和基體改性兩種,纖維改性是在纖維表面制備各種涂層,基體改性是改變基體的組成以提高基體的抗氧化能力。 ①碳/碳纖維改性
在纖維表面制備涂層不僅能防止纖維的氧化,而且能改變纖維/基體界面特性。提高碳/碳首先氧化的界面區(qū)域的抗氧化能力。纖維改性的缺點(diǎn)是降低了纖維本身的強(qiáng)度,同時(shí)影響纖維的柔性,不利于纖維的編織[4]。 ②碳/碳基體改性
基體是界面氧化之后的主要氧化區(qū)域,因此基體改性是碳/碳改性的主要手段?;w改性主要有固相復(fù)合和液相浸漬等方法。
固相復(fù)合是將抗氧化劑(如si、ti、b、bc、sic等)以固相顆粒的形式引入碳/碳基體??寡趸瘎┑淖饔檬菍?duì)碳基體進(jìn)行部分封填和吸收擴(kuò)散入碳基體中的氧。
液相浸漬是將硼酸、硼酸鹽、磷酸鹽、正硅酸乙脂、有機(jī)金屬烷類等引入碳/碳基體,通過(guò)加熱轉(zhuǎn)化得到抗氧化劑
2.6.2 碳/碳涂層防氧化
基體改性防氧化不僅壽命有限,而且工作溫度一般不超過(guò)l000℃,對(duì)基體的性能影響也很大。在更高溫度下工作的碳/碳必須依靠涂層防氧化,因此涂層是碳/碳最有效的防氧化手段。 首先涂層必須具有低的氧滲透率和盡可能少的缺陷,以便有效阻止氧擴(kuò)散。其次涂層必須具有低的揮發(fā)速度,以防止高速氣流引起的過(guò)量沖蝕。再次涂層與基體必須具有足夠的結(jié)合強(qiáng)度,以防止涂層剝落。最后涂層中的各種界面都必須具有良好的界面物理和化學(xué)相容性,以減小熱膨脹失配引起的裂紋和界面反應(yīng)
參考文獻(xiàn)
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航空概論的論文篇四
摘 要
本論文主要介紹我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展?fàn)顩r,以及對(duì)我國(guó)未來(lái)航空發(fā)動(dòng)提出了一些建議。依次是從我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)概貌、航空發(fā)動(dòng)機(jī)的作用、 我國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展水平與航空發(fā)達(dá)國(guó)家的差距及落后原因、對(duì)我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的淺見(jiàn)以及我國(guó)常用的航空發(fā)動(dòng)機(jī)等方面闡述我國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)在民航領(lǐng)域和軍事領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用及重要作用。主要以發(fā)動(dòng)機(jī)的性能、使用周期和它所代表的科技水平等方面介紹給讀者,讓讀者對(duì)我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展能夠有一個(gè)充分的認(rèn)識(shí)和了解。同時(shí)也告訴航空發(fā)動(dòng)機(jī)的科技工作者他們肩上的責(zé)任。要努力的發(fā)展我國(guó)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)事業(yè),縮小與發(fā)達(dá)國(guó)家之間的差距。隨著社會(huì)的發(fā)展,科技的進(jìn)步,人們?cè)诓煌5母脑爝@個(gè)世界。在很久以前,人們把升天看作是幾乎不可能實(shí)現(xiàn)的事??赡切┈F(xiàn)如今已經(jīng)變成了現(xiàn)實(shí),并且人們把它當(dāng)作一個(gè)高科技產(chǎn)業(yè)去發(fā)展。不管是在民航領(lǐng)域還是在軍事領(lǐng)域都有廣泛的發(fā)展前景。要發(fā)展一個(gè)國(guó)家的航空事業(yè),關(guān)鍵的核心就是要看這個(gè)國(guó)家的航空發(fā)動(dòng)機(jī)水平的高低。飛機(jī)的飛行是要靠強(qiáng)大的動(dòng)力系統(tǒng)的推進(jìn)才能起飛的,沒(méi)有了發(fā)動(dòng)機(jī)那么飛機(jī)就是一堆可供人觀賞的廢品。因此,現(xiàn)代的人民認(rèn)為,航空發(fā)動(dòng)機(jī)水平的發(fā)展是衡量一個(gè)國(guó)家是否成為大國(guó)的重要標(biāo)志。尤其是對(duì)我國(guó)這個(gè)航空事業(yè)比較落后的來(lái)說(shuō),航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展顯得尤為重要。它不僅僅是一個(gè)國(guó)家軍事實(shí)力的重要標(biāo)志之一,更重要的也是一個(gè)國(guó)家科技水平的重要標(biāo)志之一。因此,可以毫不猶豫的這樣說(shuō):“一個(gè)國(guó)家的科技水平的發(fā)展需要航空事業(yè),一個(gè)國(guó)家的軍事力量需要靠先進(jìn)的航空事業(yè)做后盾。在戰(zhàn)爭(zhēng)中,是否擁有制空權(quán)還是要靠航空事業(yè),而航空事業(yè)發(fā)展的核心又在于航空發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展水平的高低?!彼哉f(shuō),航空發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)發(fā)展航空事業(yè)是至關(guān)重要。
一、我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展道路的選擇
雖然我國(guó)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)走的是一條引進(jìn)仿制的路,其過(guò)程歷經(jīng)了不少失誤與反復(fù),但仍走完了引進(jìn)-仿制-改進(jìn)改型的全過(guò)程,積累了豐富的改進(jìn)改型與生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。而且,20世紀(jì)80年代以來(lái)進(jìn)行的高性能推進(jìn)系統(tǒng)的預(yù)先研究工作,在核心機(jī)方面取得了重大進(jìn)展,使我們有了一定的技術(shù)儲(chǔ)備,已經(jīng)具備了走適合我們自己的發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展道路的條件??偨Y(jié)我們過(guò)去走過(guò)的路,借鑒國(guó)外的成功經(jīng)驗(yàn),我們認(rèn)為,目前應(yīng)當(dāng)集中物力財(cái)力,突破重點(diǎn)型號(hào),以滿足國(guó)內(nèi)急需,在此基礎(chǔ)上加大預(yù)先研究力度,走以核心機(jī)衍生的發(fā)展道路,在條件合適的情況下開(kāi)展國(guó)際合作。
(1)集中力量,突破重點(diǎn)型號(hào)。
國(guó)防動(dòng)力的需要使我們不可能坐等研制出我們自己具有領(lǐng)先水平的航空發(fā)動(dòng)機(jī),因此,把改進(jìn)改型的路繼續(xù)走下去以滿足軍機(jī)發(fā)展的動(dòng)力需求是當(dāng)務(wù)之急。20世紀(jì)80年代中期,我國(guó)在國(guó)外某核心機(jī)的基礎(chǔ)上研制的渦扇10發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)計(jì)到2005年可裝備部隊(duì),推重比7.5,相當(dāng)于國(guó)外第三代發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)水平,這將使我國(guó)與航空發(fā)達(dá)國(guó)家在航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能水平上的差距縮短到20年左右,為下一階段的自行研制奠定基礎(chǔ)。
(2)加強(qiáng)預(yù)先研究,走以核心機(jī)為基礎(chǔ)的衍生發(fā)展道路。
總結(jié)我國(guó)新機(jī)研制的經(jīng)驗(yàn),代表一個(gè)新機(jī)水平的關(guān)鍵技術(shù)往往成為型號(hào)發(fā)展的障礙,其根本的原因在于技術(shù)儲(chǔ)備不夠。因此,下大力氣搞好預(yù)先研究工作,集中有限的資源多開(kāi)展幾個(gè)類似“航空推進(jìn)技術(shù)驗(yàn)證計(jì)劃(aptd)”的預(yù)先研究,突破推重比為10一級(jí)的發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)關(guān)鍵,進(jìn)行技術(shù)儲(chǔ)備,不僅是我國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需要,而且是發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展規(guī)律的客觀要求。核心機(jī)主要是指基準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)上的高壓系統(tǒng),它包括高壓壓氣機(jī)、主燃燒室和高壓渦輪三大部件。在一個(gè)成熟的高壓系統(tǒng)基礎(chǔ)上加上不同的低壓系統(tǒng),就可衍生出各種形式的發(fā)動(dòng)機(jī),因此,核心機(jī)可以理解為同一級(jí)別發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展平臺(tái)。研制核心機(jī)主要有以下優(yōu)點(diǎn):a.縮短發(fā)動(dòng)機(jī)的研制周期,降低成本,提高可靠性。b.可增加發(fā)動(dòng)機(jī)的通用零件數(shù),改善互換性。c.使發(fā)動(dòng)機(jī)的研制周期趕上飛機(jī)的研制周期,且大幅度降低新機(jī)的發(fā)展經(jīng)費(fèi)。據(jù)國(guó)外經(jīng)驗(yàn),在一臺(tái)成熟的核心機(jī)上發(fā)展新機(jī)只要3~5年,經(jīng)費(fèi)也只有全新發(fā)動(dòng)機(jī)的40%左右。 另外,核心機(jī)的發(fā)展可促進(jìn)新技術(shù)的發(fā)展,先進(jìn)的核心機(jī)指標(biāo)可以推動(dòng)設(shè)計(jì)研究、試驗(yàn)、測(cè)試工作向前發(fā)展,帶動(dòng)新材料、新工藝的革命,但核心機(jī)的發(fā)展必須以大量的預(yù)先研究和技術(shù)儲(chǔ)備為基礎(chǔ)。我國(guó)近50年來(lái)測(cè)繪仿制經(jīng)驗(yàn)和近20年來(lái)的預(yù)先研究積累已經(jīng)具備了發(fā)展推重比為10一級(jí)的核心機(jī)的條件,因此,改革現(xiàn)有的發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的組織管理體制,加大投入,堅(jiān)定不移地根據(jù)國(guó)情發(fā)展相應(yīng)水平的核心機(jī),不斷衍生出各類航空發(fā)動(dòng)機(jī),逐步向國(guó)際先進(jìn)水平靠攏應(yīng)是我國(guó)下一階段發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的主要道路。
(3)以我為主走國(guó)際合作的道路。
從前述美、英、法的發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展道路中可以看出,進(jìn)入20世紀(jì)80年代以來(lái),進(jìn)行國(guó)際合作是當(dāng)今發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的主要途徑之一。通過(guò)國(guó)際合作來(lái)分擔(dān)經(jīng)費(fèi)和風(fēng)險(xiǎn),加快進(jìn)度,開(kāi)拓市場(chǎng),這是發(fā)動(dòng)機(jī)所具有的知識(shí)密集、技術(shù)密集和資金密集的特點(diǎn)所決定的。不同的國(guó)家進(jìn)行國(guó)際合作的目的是不同的,發(fā)達(dá)國(guó)家進(jìn)行國(guó)際合作的目的是為了減小投資風(fēng)險(xiǎn)、擴(kuò)大市場(chǎng)占有率與盈利水平;對(duì)于技術(shù)比較落后的國(guó)家來(lái)說(shuō),合作的目的則是想學(xué)到新的技術(shù)與先進(jìn)的管理經(jīng)驗(yàn),以盡早使自己走上獨(dú)立研制之路。國(guó)際合作的主要模式有:a.合作生產(chǎn)。b.合作研制和經(jīng)營(yíng)。
c.合作研究與發(fā)展。目前,我國(guó)所進(jìn)行的國(guó)際合作主要是合作生產(chǎn),這與我國(guó)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展水平是相稱的。國(guó)際合作實(shí)際上是另一種競(jìng)爭(zhēng)的形式,它以實(shí)力為基礎(chǔ)來(lái)進(jìn)行分工與互利,其目的是為了更大的市場(chǎng)利益和國(guó)防競(jìng)爭(zhēng)的最后勝利。由于社會(huì)制度的關(guān)系,其它形式的合作對(duì)我們來(lái)說(shuō)目前還較難實(shí)現(xiàn),所以,我們應(yīng)以我為主努力提高我國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)的研究與發(fā)展能力,趕上國(guó)際先進(jìn)水平,到那時(shí),國(guó)際合作的大門就會(huì)自動(dòng)向我們打開(kāi)。
二、我國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展水平與航空發(fā)達(dá)國(guó)家的差距及落后原因
關(guān)于我國(guó)現(xiàn)代航空發(fā)動(dòng)機(jī)的性能水平,1989年原航空工業(yè)部高推預(yù)研辦公室與北京航空航天大學(xué)管理學(xué)院曾進(jìn)行過(guò)定量分析,在修正了美國(guó)蘭德公司birkler的toa模型并發(fā)展了中國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的toa模型后,用它對(duì)我國(guó)已獲得的和將發(fā)展的航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能水平進(jìn)行了分析和預(yù)測(cè),分析認(rèn)為,當(dāng)時(shí)我國(guó)可獲得的航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能水平與美國(guó)的差距約為20年,到2000年這個(gè)差距約為25年。在過(guò)去的30幾年中,我國(guó)可獲得的航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能水平提高的平均速度僅為美國(guó)的55%,若不采取恰當(dāng)措施,差距會(huì)越來(lái)越大。有文獻(xiàn)對(duì)我國(guó)現(xiàn)役航空發(fā)動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)與航空發(fā)達(dá)國(guó)空家進(jìn)行了對(duì)比,認(rèn)為到2005年我們比發(fā)達(dá)國(guó)家落后20年左右。因此可以認(rèn)為,我國(guó)航空動(dòng)力的總體技術(shù)水平比發(fā)達(dá)國(guó)家落后25~30年。 、在航空界從領(lǐng)導(dǎo)到廣大從業(yè)人員對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)在整個(gè)航空發(fā)展中的地位、作用和重要性及“振興航空,動(dòng)力先行”的口號(hào)已有共識(shí);有權(quán)威的飛機(jī)專家也都認(rèn)為“應(yīng)把發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展放在航空的首位”;中央領(lǐng)導(dǎo)也指示“要像抓兩彈那樣把渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)搞上去?!睂?duì)新研制航空發(fā)動(dòng)機(jī),技術(shù)難度大、投資費(fèi)用高和研制周期長(zhǎng)等特點(diǎn),也都有深刻的認(rèn)識(shí)。作為一個(gè)航空發(fā)動(dòng)機(jī)科技工作者,當(dāng)然對(duì)其當(dāng)前的落后狀態(tài)非常焦急和優(yōu)慮,對(duì)其落后的原因經(jīng)常不斷地進(jìn)行了多年的思考。我認(rèn)為:我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展落后的關(guān)鍵問(wèn)題和根本原因是管理?,F(xiàn)將對(duì)此問(wèn)題的思考和看法論述如下:
(一)航空航天發(fā)展對(duì)我們的啟示
當(dāng)前航空落后于航天,發(fā)動(dòng)機(jī)又落后于飛機(jī),這是客觀的事實(shí)。為什么航空發(fā)動(dòng)機(jī)會(huì)落后呢?只要簡(jiǎn)單對(duì)比一下:航天是先研制發(fā)展型號(hào)而帶動(dòng)工廠生產(chǎn),而航空是先仿制生產(chǎn),工廠只管批生產(chǎn);航天是研究、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、生產(chǎn)一體化,統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)管理,航空的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)在研究所與生產(chǎn)工廠是兩個(gè)獨(dú)立的(各自為的)組織領(lǐng)導(dǎo)系統(tǒng)??傊?,航天是走了自立更生、自我發(fā)展、自行研制的道路和有一個(gè)完整、協(xié)調(diào)、統(tǒng)一的符合新機(jī)研制的組織管理系統(tǒng)。如果從發(fā)展歷史看,航空比航天起步還早,航空發(fā)動(dòng)機(jī)起始的技術(shù)基礎(chǔ)也比航天好。所以,這不是個(gè)技術(shù)問(wèn)題,而是一個(gè)管理問(wèn)題。其實(shí),在航空系統(tǒng)也有值得思考和總結(jié)的事例。(1)貴州航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究所無(wú)論在技術(shù)力量、試驗(yàn)設(shè)備和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)等方面,都無(wú)法與國(guó)內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)老研究所和大的研究所相比,但該所能不斷改進(jìn)改型,研制成16個(gè)型別,改進(jìn)發(fā)展成兩個(gè)系列發(fā)動(dòng)機(jī),保證了國(guó)內(nèi)殲擊機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)和空海軍急需的裝備,并出口創(chuàng)匯。深思其根本主要的原因,是從實(shí)際出發(fā),遵循了“量力而行,有所作為,循序漸進(jìn),發(fā)展產(chǎn)品”的設(shè)計(jì)思想和“廠所結(jié)合,公司統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)”的管理體制。(2)成都飛機(jī)公司,多年來(lái)改進(jìn)發(fā)展的殲七系列,成為國(guó)內(nèi)主戰(zhàn)殲擊機(jī)并出口創(chuàng)匯,也不能說(shuō)成飛公司在同行業(yè)中技術(shù)力量最強(qiáng),而最重要的是該公司實(shí)行了設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、生產(chǎn)一體化的組織領(lǐng)導(dǎo)體制。(3)1984年4月航空工業(yè)部實(shí)現(xiàn)了兩型新機(jī)首飛成功,并能按計(jì)劃完成了兩機(jī)定型,主要原因是按系統(tǒng)工程嚴(yán)格科學(xué)管理、加強(qiáng)統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)和組織協(xié)調(diào)了各分系統(tǒng)。這些事例進(jìn)一步說(shuō)明:新
機(jī)研制發(fā)展,技術(shù)是很重要的、必要的,但關(guān)鍵是管理。
(二)管理理論給我們提供了依據(jù)
世界各國(guó)普遍的經(jīng)驗(yàn)證明:在現(xiàn)代化進(jìn)程中,資金、技術(shù)和管理是三大關(guān)鍵,而管理又處在核心的地位,即管理是現(xiàn)代化關(guān)鍵的關(guān)鍵。美國(guó)近代管理學(xué)家杜克洛指出:“促進(jìn)現(xiàn)代社會(huì)文明的三根支柱是管理、科學(xué)和技術(shù),而管理是促成社會(huì)經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展最關(guān)鍵的因素”。人們常說(shuō),不論是一項(xiàng)工程還是一個(gè)企業(yè)的成功是“三分技術(shù),七分管理”。這里不是說(shuō)笠技術(shù)不重要”,只是要強(qiáng)調(diào),技術(shù)很重要,而管理更重要。那么,究竟什么是管理?管理的理論是一門科學(xué),是一軟科學(xué),管理的實(shí)踐也是一門藝術(shù):“管理”一詞在《管理學(xué)》中的定義是:“管理是通過(guò)計(jì)劃、組織、控制、激勵(lì)和領(lǐng)導(dǎo)等環(huán)節(jié),來(lái)協(xié)調(diào)人力、物力和財(cái)力等資源,以期更好地達(dá)成組織目標(biāo)的過(guò)程”。這里所講的計(jì)劃、組織、控制、激勵(lì)和領(lǐng)導(dǎo)等是管理的五大基本職能,這對(duì)航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展至關(guān)重要
(三)過(guò)去實(shí)踐中的問(wèn)題值得總結(jié)
回顧過(guò)去航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展中,新機(jī)研制未能最終成功,都不是因?yàn)榧夹g(shù)問(wèn)題,而是與執(zhí)行上述管理職能中的失誤有關(guān)。如當(dāng)年研制噴發(fā)一1a,既沒(méi)有進(jìn)行科學(xué)預(yù)測(cè),更沒(méi)有掌握空軍的實(shí)際需要,最終,因空軍不用,而停止研制。這正說(shuō)明計(jì)劃這一管理職能的重要性。組織職能是指為實(shí)施計(jì)劃而建立的組織結(jié)構(gòu)和為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)而進(jìn)行的組織過(guò)程。我國(guó)的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)研究所是學(xué)習(xí)蘇聯(lián)設(shè)計(jì)局(o.k.e)的模式,但又未學(xué)全學(xué)好,只能設(shè)計(jì)、試驗(yàn)而無(wú)工廠保證試制;其實(shí)前蘇聯(lián)的發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)局也都進(jìn)行了組織結(jié)構(gòu)重組,改組為航空發(fā)動(dòng)機(jī)科研生產(chǎn)聯(lián)合體;我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的管理體制仍然是組織分散,廠所分離,甚至相互對(duì)立,或者是有名無(wú)實(shí)的聯(lián)合;因而新機(jī)是不會(huì)更好、更快研制成功的。近年來(lái),為了企業(yè)的生存和發(fā)展,美國(guó)波音和麥道爾公司的合并;德國(guó)航空航天工業(yè)機(jī)構(gòu)合并,組織結(jié)構(gòu)重組也很成功。這都說(shuō)明組織這一管理職能的重要性。領(lǐng)導(dǎo)職能主要是決策和用人,任何事如決策錯(cuò)誤,一開(kāi)始就錯(cuò)了,一切都錯(cuò)了。如決定研制高指標(biāo)的814號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī),這種當(dāng)時(shí)接近國(guó)際水平、完全脫離我國(guó)實(shí)際的決策,不僅浪費(fèi)了人力、物力、財(cái)力和時(shí)間,最終不得不停止研制;而且也使紅旗2號(hào)發(fā)動(dòng)機(jī)研制半途而廢。又如引進(jìn)斯貝發(fā)動(dòng)機(jī)仿制,既無(wú)明確的使用對(duì)象,又把技術(shù)引進(jìn)與自行研制分割開(kāi)并對(duì)立起來(lái),致使渦扇一6研制失去更好地借鑒斯貝新技術(shù)的機(jī)會(huì)。
綜上所述,嚴(yán)格的科學(xué)管理是航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展、研制成功的關(guān)鍵,沒(méi)有科學(xué)管理則是其失敗的根源。
三、對(duì)我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的淺見(jiàn)
(一)制訂航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展戰(zhàn)略
航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展關(guān)系到整個(gè)航空發(fā)展的全局。其發(fā)展戰(zhàn)略即是一定時(shí)期內(nèi)航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展全局性的方針任務(wù)及主要目標(biāo)。目前世界航空大國(guó)都在實(shí)施航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究和發(fā)展計(jì)劃,針對(duì)我國(guó)的落后現(xiàn)狀,首先,必須制定出我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展戰(zhàn)略,為今后實(shí)施提供依據(jù)。
(二)建立專門決策機(jī)構(gòu),嚴(yán)格遵循決策程序
專門的決策機(jī)構(gòu)是科學(xué)決策的組織保證,它必須由專職的各方面專家和有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)組成,并要有明確的責(zé)任制度。決策程序是決策科學(xué)化的重要措施,它從制度上規(guī)定了論證、評(píng)審和決策的方法和過(guò)程,杜絕行政首長(zhǎng)意志的干擾。因決策失誤,導(dǎo)致新機(jī)研制半途而廢、無(wú)限延期、最終失敗或嚴(yán)重浪費(fèi),在國(guó)內(nèi)外都不乏其例。為避免“一著失誤,全盤皆輸”的惡果,必須加強(qiáng)決策科學(xué)化。
(三)確立實(shí)事求是的設(shè)計(jì)原則和指導(dǎo)思想
新機(jī)研制正確的設(shè)計(jì)思想首先要處理好先進(jìn)性與現(xiàn)實(shí)性的關(guān)系。因設(shè)計(jì)思想片面迫求,在新機(jī)方案競(jìng)爭(zhēng)遭到失敗或最終研制失敗的事例,在國(guó)內(nèi)外都不勝枚舉。法國(guó)和前蘇聯(lián)在技術(shù)儲(chǔ)備和實(shí)力上都不如美國(guó),但是他們都設(shè)計(jì)研制了先進(jìn)的飛機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)。法國(guó)達(dá)索公司和snecma公司在新機(jī)設(shè)計(jì)上都遵循了“漸改法”的原則;原蘇聯(lián)在新機(jī)設(shè)計(jì)中都貫徹了“簡(jiǎn)單實(shí)用”的原則。對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō),技術(shù)經(jīng)濟(jì)實(shí)力更差,法國(guó)和前蘇聯(lián)的設(shè)計(jì)原則和思想,是非常值得我們借鑒的。
(四)改革現(xiàn)行的組織結(jié)構(gòu)和管理體制
不論西方航空發(fā)達(dá)國(guó)家,還是前蘇聯(lián)或俄羅斯。他們都是航空發(fā)動(dòng)機(jī)研究、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、試制和生產(chǎn)一體化的組織管理體制—公司或聯(lián)合體;而我國(guó)是分散的、分離的、分割的。實(shí)踐證明:只有設(shè)計(jì)研究與試制生產(chǎn)單位組成一個(gè)整體,有共同的利益、共同011事業(yè)和共同的目標(biāo),才能更好、更快地研制出新機(jī)。不僅要廠所結(jié)合,而且要“廠所一體,公司統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)”,才是航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展和新機(jī)研制的組織保證。
(五)樹(shù)立競(jìng)爭(zhēng)觀念,強(qiáng)化競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制,實(shí)施多方案競(jìng)爭(zhēng)
競(jìng)爭(zhēng)是推動(dòng)經(jīng)濟(jì)和技術(shù)發(fā)展的動(dòng)力,能激發(fā)和挖掘創(chuàng)新的積極性和潛能,國(guó)外正反兩方面的經(jīng)驗(yàn)證明,強(qiáng)化競(jìng)爭(zhēng),優(yōu)選方案是確保成功實(shí)施新機(jī)研制的重要途徑和行之有效的方法。西方航空發(fā)達(dá)國(guó)家是靠競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制,前蘇聯(lián)之所以成為軍用航空大國(guó),也是由于采取競(jìng)爭(zhēng)擇優(yōu)機(jī)制和競(jìng)爭(zhēng)的激勵(lì)作用。我國(guó)航空至今還是政府指令,例如殲八11飛機(jī)改型選擇動(dòng)力裝置,如果采用多方案競(jìng)爭(zhēng)擇優(yōu)機(jī)制,可以斷言,會(huì)使飛機(jī)早日成功并能節(jié)約大量研制費(fèi)用。這也說(shuō)明,競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制無(wú)疑是加速我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的必由之路。
(六)運(yùn)用系統(tǒng)工程的原理與方法,進(jìn)行組織管理
系統(tǒng)工程是一門實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)最優(yōu)化的科學(xué),是組織管理的科學(xué)方法。我國(guó)著名科學(xué)家錢學(xué)森在《組織管理的技術(shù)—系統(tǒng)工程》一文中指出“系統(tǒng)工程學(xué)則是組織管理這種系統(tǒng)的規(guī)劃、研究、設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)和使用的科學(xué)方法,是一種對(duì)所有系統(tǒng)都具有普遍意義的方法?!焙娇胀七M(jìn)系統(tǒng)的研制和發(fā)展是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程,雖然是飛機(jī)的一個(gè)分系統(tǒng),但它本身也構(gòu)成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的復(fù)雜系統(tǒng)。運(yùn)用系統(tǒng)工程必然會(huì)更有效地推動(dòng)和加速航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研制和發(fā)展。
(七)抓住機(jī)遇、加快預(yù)研,加強(qiáng)技術(shù)基礎(chǔ)的建設(shè)
在當(dāng)前航空發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)加速發(fā)展的形勢(shì)下,我們應(yīng)抓住機(jī)遇,盡力引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù),但必須堅(jiān)持自力更生發(fā)展我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)特別是軍用發(fā)動(dòng)機(jī)的國(guó)策。如法國(guó)二戰(zhàn)后航空技術(shù)基礎(chǔ)被徹底破壞,但它堅(jiān)持獨(dú)立自主發(fā)展軍用航空發(fā)動(dòng)機(jī)作為國(guó)策,寧愿本國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)性能差些,也絕不依靠別國(guó)先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)。為此,必須加快航空發(fā)動(dòng)機(jī)預(yù)研發(fā)展,加強(qiáng)其技術(shù)基礎(chǔ)建設(shè)??紤]到我國(guó)實(shí)際及原有基礎(chǔ)。設(shè)計(jì)研制新機(jī),在積極引進(jìn)英、美的先進(jìn)技術(shù)同時(shí),目前還是以俄羅斯的先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)為參考基礎(chǔ),可能會(huì)更快更穩(wěn)妥地發(fā)展我國(guó)的航空發(fā)動(dòng)機(jī)。
(八)發(fā)揚(yáng)創(chuàng)新精神,加強(qiáng)技術(shù)隊(duì)伍的建設(shè)
航空發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展,歸根到底是靠一支高水平的、有進(jìn)取精神和創(chuàng)新能力的技術(shù)隊(duì)伍。管理的核心是管理人,對(duì)人不僅要“管”,更重要的是“理”,即理順關(guān)系、理解人的心理,尊重人的創(chuàng)造。只要人的積極性、主動(dòng)性和創(chuàng)造性被調(diào)動(dòng)和發(fā)揮出來(lái),航空發(fā)動(dòng)機(jī)的研制發(fā)展就會(huì)出現(xiàn)奇跡。當(dāng)然,由于航空基層所在地理位置等客觀環(huán)境條件,不僅要不斷提高這支隊(duì)伍,還要采取有效措施穩(wěn)定住這支技術(shù)隊(duì)伍。
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