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转 媒体误读八股 WS-20呼之欲出
送交者: sds3336[布衣] 于 2016-02-27 6:43 已读 3975 次 7 赞  

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《中国航空报》2月22日发表一篇文章《铸国防空疆之重器——记中航工业发动机研究院、动力所总设计师刘永泉》。文章报道了刘永泉总设计师的事迹,并提到某型发动机试验成功,“十二五”研制目标顺利实现。这篇文章近日很多媒体转载,但多数媒体都擅自将题目改成了《国产大推力发动机FWS-10B“太行”试验成功 “十二五”研制目标实现》。有的还搬出所谓的“军事评论员”,煞有介事的解读成:文章开头提到的、最近刚完成试验的是FWS-10B“太行”。按照他们的说法岂不是FWS-10B(太行B)现在还没有定型?因为才完成某项试验,仅仅是实现了“十二五”研制目标。
 如果细读原文并结合实际,就知道小编和“军事评论员”是在胡扯,客观上也误导了读者(主观是否有其他目的咱不去猜测)。文章里确实讲到“太行”发动机,也提到性能提升,但小编显然是没有细读原文,只是简单浏览后,靠拍脑袋改题目、写评语。可以肯定的说,文章开头所说的“试验成功、完成十二五研制目标”的发动机,指的不是“太行B”,而是完成了重要节点、即将接受国家鉴定验收的型号。
 具体是什么型号,我们来一起探讨。由于原文有前言和四个大段(有小标题),篇幅太长,这里保留前言、第二三大段,它们是文章的关键部分,而第一四两大段是讲“昆仑”和培养年轻一代,这里做了节选。笔者分析部分采用蓝色字体与原文区分。小编之所以被搞糊涂,原因一是文章里多处出现“某发动机”,其实不是指同一个型号的发动机,而是二三个型号;原因二是没有细读、没有理解文章中的关键字句(现用粗体字标识),没搞明白它们的涵义,结果就是几种型号混为一谈。下面看原文:
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        北方严寒的冬夜里满天星光,中航工业动力所的科研大楼会议室里灯火通明,林左鸣董事长正在听取型号研制工作汇报。晚上10时多,动力所总设计师刘永泉满脸兴奋地向大家报告:某型发动机试验成功,“十二五”研制目标顺利实现!会场的气氛一下子热烈起来,林左鸣当即跟现场指挥通话,向全体参研同志们表示感谢!表示祝贺!此时此刻,刘永泉的心中涌起股股热流,百折不挠、雄心不死的7年磨砺,在无限逼近极限的挑战面前,终于领到一张自主创新研制中国“心”的通行证!
 这是前言,也是文章的关键:(1)试验是在今年年初完成;(2)研制单位是中航动力所;(3)林董亲自到会,说明中航对该型号很重视;(4)林董与“现场指挥”通电话,说明此时该型发动机正在进行一项重要的试验、或许是收官之战。(5)但这个会不是定型鉴定会,因为即使完成全部的试验,还要汇总资料、写成规范的材料,再请专家组来审定,通过了才算定型。(6)这里的“通行证”不是指中国的战机从此有了“中国心”,因为已经有几百台“太行”发动机在天上飞了。它是指总师刘永泉本人终于亲手研制出了中国人设计的发动机。(7)这里的“某型发动机”试验成功是完成了“十二五”的目标,又讲到“7年”,就是文章的第三个小标题的那段“预研”的发动机,不是第二个小标题的“十年磨一剑”的发动机,两个都是“某型”读者容易搞混。(8)前者很可能是WS-20,下文再详细分析,上个月有一幅卫星图片,是一架伊尔-76装四台直径比D-30更大的发动机。(9)这次试验为什么是在夜间结束,很可能是在做定型前的满功率400小时长试,结束的时间是晚上,其他试验没必要安排倒晚上10点,尤其是集团老总到场。如果失败下次还要从头做400小时,顺利完成就意味着发动机研制成功,所以林董亲自到会场见证,还与试验场的指挥通电话。
 为了这个通行证,为了早日实现动力强军梦、早日给中国战鹰装上一颗强劲的“中国心”,刘永泉30年前就踏上了征程,他怀着一腔炽热的追求,心无旁骛、至诚无息,与梦想生长在一起的是使命与责任。作为中航工业发动机研究院、动力所总设计师的刘永泉,在我国大中型航空发动机和燃气轮机的设计研究道路上,带领全所科研人员迈入现代航空发动机研制发展新时代,伴随着工程技术的不断成熟、进步,正全力实现突破动力瓶颈的光荣梦想。
这段看得更清楚,是讲刘永泉为了这个“通行证”奋斗了30年。前面这两小段是全文的概述,是中心思想,后面分四段分别介绍总师刘永泉在四个方面做出的贡献。
坚实执着 肩负重任
  发动机研制是摘取“工业皇冠上的明珠”,需要坐得冷板凳,有钻劲、韧劲,能默默奉献甘当铺路石。刘永泉从西工大、北航校门到研究所,义无反顾认准了航空发动机研究技术。那时,动力所正在研制“昆仑”发动机,要累积寿命试车,试车是在所内的“简易台”进行,而当时的“简易台”只有棚顶、四处露风。为了啃下这块“硬骨头”,刘永泉不仅经常跟班试车到深夜,冬天还要冒着大雪和严寒守在试车现场,试车成了最“冻人”的工作,那时的条件艰苦成就了刘永泉更坚定的意志,他暗下决心,一定要攻克难关,早日突破制约发动机的关键技术,为国争光。(这段讲的是当年研制“昆仑”,定型前的400小时满功率长试的艰苦工作。)
  20世纪90年代初,刘永泉先后参加了“昆仑”、“太行”发动机等型号的研制工作,从研究室副主任、副总设计师到所的总设计师,负责多个型号的研制工作。。。。。
。。。(这里忽略的几小段,主要讲的是刘永泉在参加太行研制过程中的工作方法,以及对当初信念的执着)
他倡导规范、细致科学的技术思路,充分发挥和利用国内外的技术优势,集思广益,经常深入科研试飞一线,及时了解飞机调节供油情况,多个技术方案同时推进,科学组织调节供油攻关方案的实施,提前完成了攻关,解决了该型发动机定型前的最大障碍。(这个“定型前的最大障碍“就是400小时满功率长试)。
积蓄优势跨越巨变
 事业,犹如泛舟海上,如果你拥有执着,那必定会乘风破浪。在10年后的今天,某发动机为用户、外界树立了良好的、正面的形象,后续很多平台工作的发展都需要指望它,该型发动机是航空发动机打翻身仗非常重要的一步。身为该型发动机总设计师的刘永泉,为了这个型号的研制,却付出了超乎常人的勇毅。
(1)这里的“某发动机”为用户、外界树立了良好的、正面的形象,就是说用户非常满意;(2)这个某发动机是十年前定型的(即2005年);(3)“打翻身仗”。上述三点说明这里所说的“某发动机”是太行。那记者为什么不直接说是“太行”呢?因为如果明说,就等于直接说出,“后续很多平台”都是由太行发展而来的,在上级还没有正式公开之前,作者只能这么绕着写,这是保密纪律。
  “这是某系列发动机非常主要的一步,方向虽好,但难度太大了,基础不牢固,问题不断。”
“发动机提升性能的同时,不牺牲可靠性!这要重新确定研制方案,大胆应用先进技术,开展攻关研究,等于再一次重新设计,年轻的研制队伍面临巨大考验!”
  “要坚持做这个型号,还要经过发动机研制史上最苛刻的考核长试,某些试验还要敢为人先!”
  “试验一定要圆满完成,这里面的风险大,这是一项系统性的工作,不完全由自己做主啊!”
各种反对的声音接踵而至。
上面四句是反对声音,其实也是点出了刘永泉团队接受的研制任务的难点。(1)该发动机是某发动机的系列化发展,其实就是太行的“提升性能计划”。2、是什么“方向”?应该是通过采用包括新材料和新工艺生产的、可耐更高涡前稳定的叶片,提高进气效率从而提升军用推力,当然不仅仅是叶片,还要有其他相配套的技术,但它是最关键的,否则只是小打小闹。3、“难度太大,等于重新设计”,说明是推力大幅提升的迭代产品。
  “我们能啃下这块硬骨头吗?”作为总师的刘永泉心中也七上八下。在压力最大那些日子,他曾傍晚独自来到沈阳的浑河岸边,静静地漫步在林荫道上,呼吸这里的新鲜空气,积聚胸中的勇气、能量,从容、沉稳使这个壮志在胸的中年男人从自信中走出来。
  偏偏这块最难啃的硬骨头大家却都要抢着“啃”、争着干。总体、控制、材料等攻关团队都憋着一股劲,原型定型时的基础工作不能说丢就丢!没有豪言壮语,没有慷慨激昂,刘永泉低调对他的团队说:“咱们一起来做吧。”
“总师是个拳击手,不仅仅是如何打倒对手,而更重要的是自己不被对手打倒!”对这些年走过的路,刘永泉淡然地道出就是“坚持”两个字,无论是上级领导、用户的批评、压力,为了心爱的发动机事业,任凭风吹雨打都要振作,振作,再振作!
(1)上文“批评和压力”应该指的是早期的太行,所以才有这句“原型定型时的基础工作不能说丢就丢!”,结合前面的反对声音“基础不牢固,问题不断”,就是说早期的太行虽然定型了,但基础试验不够细,接受提升太行性能任务的刘永泉团队决心将试验做得更细致,不能把问题带入新型号。(2)太行A不是都上天数百台了吗?2014年航展上副总师董玉玺曾说,14吨的太行已经定型,而且去年底网上就有大量装14吨太行B的歼-10C量产图片。怎么刘永泉团队还在做“基础试验”呢?原来上文说的是当年刚接受任务的时候做的。
  相比参研团队干事业的激情,总师更擅于冷静思考、系统思维:关键技术通过攻关验证,从而有效降低整机研制风险;注重型号自身能力提升,探索发动机研制科学流程;发动机不仅是设计出来的,也是试出来的,关键试验一定要符合发动机的使用环境。
 为了争取早日实现设计定型的目标,刘永泉等带领科研人员忘我拼搏,全力开展专项技术攻关,冲刺完成首飞前规定各项零部件试验和飞行台试验验证,全面开展科研试飞,在成功实现首飞后并转入鉴定试飞,研制工作节节胜利,受到中航工业的通报嘉奖。
美苏的三代发动机一开始没有用单晶,头十年都发生很多事故,后来用上单晶就好了,我们的太行一开始就是第一代单晶,问题出在工艺上,后来解决了(就是太行A)。增推的太行B是采用更新一代的单晶,但是发动机其他工艺已经成熟,虽说研制的难度也不小,但已经没有颠覆性的问题了,所以“研制工作节节胜利”。
  虽然胜利在望,但总师系统不满足于现状,而是做出了长远的技术决策:在抓好该型发动机定型工作的同时,要谋划好后续成熟发展。这是个前所未有的举措,刘永泉激动地说,我们的发动机研制越来越走上了科学的轨道!
  十年磨一剑,发动机在经历了无数次地面、空中考核试验试飞,史上最苛刻的考核长试、创新试验项目后,验证了能力,得到了试飞员的高度认可。试飞员在一次会议上评价该发动机的空中起动:“完美!”还有试飞员评价:“该发动机性能优于国外同类发动机!(有可能是指歼-10B所用的改进型三姨夫99M1)”正是通过不懈的努力,给用户增强了使用国产发动机的信心。(所以歼-10B生产了几十架之后,就转入生产太行B的歼-10C)
这10年中,刘永泉时常上上军事网页,看到网友对国产发动机殷切期盼,格外感动,心动那些鼓励的热切话语,既是对自己取得成绩的肯定,也在激励着自己不断前行。
大家可能会有个疑问,为什么刘永泉团队不是在太行A的基础上研制呢?我们知道武器研制过程中有个“技术冻结”的步骤,就是说根据任务要求,设计师将一系列相关技术确定下来,进行整体设计和漫长的试验,在这个过程中再出现新的技术也不会采用,不然新的技术进展不断加入,每次都得从头开始做设计和试验,那就没法在规定时间节点完成任务了。
发动机的研制也一样,在太行的技术冻结后,就要开始做各种性能改进的计划。通过型号研制成长起来的人才和国家投入的资金更充裕,就可以分成几组人马,一拨人继续完成原型的研制,并在定型后对使用初期出现的问题,进行进一步完善,这就是后来歼-11B大量使用的太行A。另一拨人要投入性能提升的改进型研制,也就是提出更高的性能指标,可以将太行技术冻结(2001年)之后几年出现的各项相关技术进步,加入成为新的“技术冻结”进行新型号的研制,就是14吨的太行B。如果刘永泉团队是从太行技术冻结的2001年就开始接受任务,文中提及“十年磨一剑”,应该是2011-2012年太行B定型。因此原文开头的“试验”并不是以上这一大段介绍的“系列发动机性能提升”。
 转载的媒体小编恰恰是将两者混为一谈,才会别出心裁地改题目,认为这篇文章预示这“太行B”要定型了。如果按它们的说法,已经批量生产且开始入列的歼-10C上,装的是还在试验阶段未经国家鉴定的发动机?只有不学习的“军事评论员”才会做这样的判断。为什么说歼-10C装的是14吨的太行B,如果装的是太行A,那歼-10B何必采用99M1,仅仅是机匣改到下方、不需要花这么长时间。此前的本公众号文章有过专门的论述和图片对比,这也与2014年珠海航展上副总师董玉玺的说法相一致,结论是太行B是早几年就已经定型是毫无疑问的。
还有一拨人在2005年太行定型后,转入更高性能提升指标的“太行G”,它要求定型的时间节点比C更晚,技术冻结的时间自然也更晚,可以采用的技术也更先进。2012年航展上总师曾对记者表示,正在研制迭代产品:15.5吨的“太行G”。 不一定每个型号都是不同的总师,八股里常会说某总师同时负责多个研制项目,但团队的成员不会完全相同。刘永泉是否主持太行G的研制不得而知,但如果一定要说“十年磨一剑”是现在才即将定型的,那它只能是太行G。媒体大呼小叫说这篇文章说明“太行B”即将定型,是错误的判断。把文章开头的“试验”,说成是太行B的定型试验,就更是错的离谱,肯定没有细心阅读原文。太行系列发动机不仅有多种性能提升的型号并行推进,来源于太行核心机的WS-20,也同样会在很多年前就有团队开始研制。
大国强国才有能力这么干,因为有钱、有人才、有充裕的试验设施,而且还有从事各项相关技术预研和新一代零部件研制的庞大队伍。这样就会呈现出追赶的“加速度”,才可能弯道超车,所以我们才会看到最近十年我国武器井喷式发展。如果不是几拨人马齐头并进,而是只有一拨人,干完一个型号再干另一个,就会出现自己跟自己比是进步了,但与先进国家相比“越追越落后”的想象。其实不只是太行系列是如此,中国的四代发动机研制,也不是在三代发动机成熟了才安排上马。实际上两者上马的时间相差不多,只是要求的性能、技术冻结以及定型要求的时间不同。我国四代发动机是涡轮院负责研制,太行是中航动力所在研制。因此不能从太行定型时间,再加上美国从三代到四代的定型时间跨度,来推测中国四代发动机的定型时间。如果那样的话岂不是永远也追不上,还提什么“并驾齐驱”呢?何况中国最近十几年科技进步突飞猛进,发动机的叶片材料和加工工艺就是个例子,林左鸣在做客央视的节目里证实,我们已经能够生产比F-135的叶片更耐高温的叶片。
  “研”“用”并重谐振创新  (这一大段就是文章开头所提到的“某发动机试验”)
  突破航空动力瓶颈有多难?
  航空发动机每一代的发展大约有四分之一的技术是全新的,每一个跨越其实都是基于上一代四分之三的成熟技术来做新技术,否则会遇到很多瓶颈。就像是体操里的全能,不是某一个方面达到了先进水平即可,而要看整体水平,刘永泉对实现行业的自主创新做过深深的思考。
  在开展好型号研制的同时,同样要抓好发动机预研工作,这是刘永泉多年的执着追求。多年来,他参与多个科技攻关项目,其中数十个项目获得各级各类科研成果。
作为某预研计划的总研究师,研制7年多来,2000多个日日夜夜,经过数轮研究、设计和试验迭代,刘永泉带领研制团队攻克了先进气动设计、高可靠性结构设计、先进控制技术和先进工艺材料应用等各项技术关键。为了确保全新目标,刘永泉带领年轻人从基础研究做起,大胆尝试新方案,采用全新自主设计。他还亲自到承制厂协调,采取全新措施,现场不断人解决衔接各种技术问题;各类试验创造条件、准备周密,进度小步前进,尽量避免闪失。胜不骄,败不馁,在取得进展时,周密安排,毫不放松;在遇到困难时,攻坚克难,决不放弃。辛勤努力的付出,终于结出了丰硕的果实,“十二五”科研任务圆满完成!实现了自主研发航空发动机重要里程碑的突破,为国家“两机”重大项目实施奠定了很好基础。
上面这一自然段虽然不长,但字字是关键,也是文章最想告诉读者的。
(1)文章提到“四分之一的技术是全新”的跨越,讲的是太行增推。刘总在太行设计组时主要负责油路,那时候还是个小角色,不过解决的非常出色。太行增推型时先任副总,后任首席。
(2)“预研计划”花了七年多,不是指到现在七年多,而只是说这项“预研机会”用了七年多,很可能早已完成。因为记者接下来在讲到“十二五”科研任务圆满完成,用的是“科研”任务,而不是“预研”任务。八股虽然枯燥、但用词很讲究,通常是在讲具体型号研制时,才用“科研任务”。
(3)有了前面攻克了“先进气动设计、高可靠性结构设计、先进控制技术和先进工艺材料”的预研,才有后面型号研制“结出了丰硕的果实,“十二五”科研任务圆满完成”。
(4)它会是个什么型号呢?首先“先进气动设计、高可靠性结构设计”不可能是讲飞机的机体,因为刘永泉是研究发动机的。第二,如果只是原有发动机的性能提升,与专门针对“气动、结构”设计的关系不大。第三、文章开头谈到刘永泉在太行研制中,从研究室副主任、副总设计师到所的总设计师,并负责多个型号的研制工作(包括太行和太行改进型)。显然他是长期从事与太行研制相关的工作,笔者认为这个型号是在太行核心机的基础上,研制大涵道比发动机WS-20。下面拼图可以对比WS-20与D-30的直径大小。

(5)因为太行增推型没有什么先进气动可做的,增推型外涵道没有加大,不涉及增大外涵道,就没有先进气动问题。先进气动和高可靠性的结构应该是指吊挂的大涵道比、大直径风扇的WS-20发动机。WS-20是短舱设计,这个技术是绝对的新技术,我们过去没有这方面的经验。大直径发动机机罩的设计和生产是大涵道比发动机的关键技术。短舱的里外都涉及气动设计,过去咱们只在轰六上涉及罩子,它是图16的原设计,照猫画虎就行,到了轰六K,加大的罩子,但是比起运二十吊挂的大罩子(短舱)就是新的再认识了。
(6)吊挂发动机是波音垄断几十年的技术,美国人一直是波音有这个技术,其他公司都是尾吊,就是因为搞不好。俄罗斯的吊挂技术也是后来搞的,短舱技术还不是太成熟。伊尔-76的D30没有解决好短舱技术,所以D30瘦长,后来是PS-90才算研制成功。如果没有解决好扇子和短舱的关系,涵道比就做不大。短舱技术和吊挂的结果可靠性,对我们来说就是新的认识了,所以文章介绍刘永泉带领团队“从基础研究做起,大胆尝试新方案,采用全新自主设计”, WS-20比D-30粗短得多。下左图的伊尔-76的试验平台,机翼下吊挂的四台直径,比右图的D-30大得多。而之前仅装一台WS-20,说明WS-20已接近定型。

(7)大型运输机发动机有反推功能,是为了在前线的短跑道降落。D-30的反推装置与C-17的发动机反推装置不同。从WS-20的尾部图来看,WS0-20采用的是C-17的方式。反推装置也牵涉到先进气动和结构的可靠性,也需要预研。

(8)为什么说标志着“十二五”科研任务圆满完成的这次试验的成功,是里程碑的突破?一是因为它是我国自行研制的首个大涵道比发动机,二是因为它为国家“两机”重大项目实施奠定了很好基础。这里的“两机”不是发动机,而是两个型号的飞机。第一个应该是可以实施运-20的加长版研制。相同的核心机,如果涵道比可以做的更大,其推力就更大,曾有一篇论文介绍,基于某成熟的涡扇核心机,开发了四种大涵道比发动机。风扇直径分别是2.1、2.3、2.5、2.7米,相应的推力是16.3、18.4、20.0、21.0吨。采用更大推力的发动机,民航机的改进型会有加长版。WS-20至少是16.3吨,比D-30增加推力近三成,运-20的总师也曾说将来的载重量会增加。第二种飞机可能是国内使用的C919。虽说C919计划采用LEAP-XC发动机,后期采用国产的CJ1000A,但我们必须做两手准备,万一西方掐我们怎么办,毕竟是虎口夺食。万一进口发动机被掐,而此时CJ-1000A又跟不上进度怎么办?那时采用更大直径的WS-20改进型,让C919先定型,在国内使用起来,项目就不会像麦道90那样中途夭折。
后面的原文,主要是介绍刘永泉的三方面事迹,篇幅所限就删减:(1)作为国防项目“整机振动技术研究”课题的首席专家,创新性地提出发展整机动力学,为解决国产发动机使用中最重要的振动问题,加快国产发动机的成熟及后续发动机的研制奠定了坚实的基础,开辟了新的途径。这是对整个航空发动机行业进步做出的贡献。(2)刘总的领导才华;(3)刘总积极培养后备人才。
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