第475章 2711发动机结构

第475章 2-7-1-1发动机结构

一般来说,大事开小会,小事开大会。

不过这次,是大事开了大会。

作为两款国产第三代主力战斗机共用的心脏,并且还有可能是未来海军主战舰艇的动力来源,涡扇10发动机在华夏装备序列中的重要性自不必多提。

而作为国内第一型从核心机开始完全自研的航空发动机型号,涡扇10对于航空工业系统来说也是举足轻重。

两相叠加之下,这个评审会的级别让站在台上的常浩南本人都觉得有些夸张。

除了有科工委和总装备部两套体系的领导和专家之外,甚至还有主管科学技术领域的更高级别大人物参加。

对于一个航空动力领域的项目而言,这绝对是破天荒的头一遭。

同等级别的待遇,以前可是只有重点主战装备才能享受到。

在大多数人看来,这大概只是体现出上级对于涡扇10的重视。

但常浩南知道的事情毕竟更多一些。

大概两个半月之前,他和杜义山、刘振响共同提交的航空工业总公司改革方案中,就涉及到将其拆分为航空工业和航空动力两家集团公司的内容。

而今天的超规格待遇,如果进一步想想的话,似乎也可以视为上级对于整个航空动力系统的重视……

换句话说,常浩南今天的表现,很可能影响到整个行业未来的发展走向。

要说一点压力没有,那绝对是不可能的。

不过兵来将挡水来土掩,人都已经在这了,谁来了这个评审会也得继续开下去。

而且,常浩南相信,现在整个华夏都不可能再找出一个比他更了解涡扇发动机设计方法的人。

自信,来源于专业。

场下,会务人员已经开始向所有出席会议的人派发纸质技术资料。

当然,在后面列席旁听的是分不到的。

好在这些人本身也都是参与涡扇10项目的研发人员,而且属于破格参加,能学到点算点。

实际上,按照设计评审规定,评审通知及必要的评审资料一般应提前3-5天送交评审组成员,以便评审组成员事先审阅。

但这个通知跟军工系统内的保密规定冲突,对于一般项目来说还好,毕竟能来参加评审的也都不是寻常人,但越是重要性高、保密性强的重点项目,资料反而越难提前送出,导致绝大多数专家都是到了现场才第一次看到这些资料。

从评审角度来讲,这样当然是有问题的——

这次主持项目的是常浩南,这些细枝末节或许不重要,但下次换个其他人就未必了。

不过,也不是没有好处。

那就是节目效果绝对拉满了。

因为,在场的每个人,至少是每个懂技术的人,在拿到资料并翻开第一页之后,都不约而同地统一做出了目瞪口呆的惊讶表情。

而由于资料是按照座次顺序依次发放,所以在台上的常浩南看来,下面就好像是一道波浪一般。

一众大佬的表情随着两名场务人员的脚步,从好奇到震惊,逐次变化……

尤其是专家席中间靠左侧位置的一位灰发中年人,本来还是靠在椅背上的放松状态,但在看到第一页印上去的涡扇10结构示意图之后,整个人直接一振,仿佛像是靠背上装了弹簧一样,整个人瞬间坐直了身子。

他迅速拿起旁边随资料一起发下来的圆珠笔,在纸上重复数了好几遍,口中还念叨着一二三四这样的数字。

“9……9级?”

愣了好一会,他才歪过身子,向坐在旁边专家席正中间的刘振响小声问道:

“刘院士,您之前把R79的技术资料给606所那边参考过?”

刘振响自然是极少数提前就看过设计方案的评审人员之一,所以这功夫倒还稳得住。

只不过几天前,他当时第一次从保密文件袋里拿出这份资料的时候,表情跟现在的诸位同事也差不了太多。

所以只是一打眼看着旁边人的表情,再结合这个有点无厘头的问题,刘振响便知道了对方的想法。

“老姜,再往后仔细看看嘛,虽然总级数都是9级,但R79是3-6-1-1,这个是2-7-1-1,核心机都不一样的(核心机只包括高压压气机、燃烧室和涡轮,风扇/低压压气机不算)。”

姜甫和,燃气涡轮研究院(624所)总设计师,主持设计研发了整个涡喷13发动机型谱,为80-90年代之间保持华夏空军的最基本战斗力做出了巨大贡献。

当然,在如今这条时间线上,由于涡喷14的支棱,更新型号的飞机已经不再需要涡喷7/13作为动力了。

而根据我国装备一代,研发一代,预研一代的惯例,如今涡喷14已经正式装备部队,涡扇10正在展开研发,那么面向未来的第四代航空发动机也理所应当地开始预研了。

这预研的负责人,便是姜甫和。

为了进行一些参考,1996年,624所从图曼斯基设计局搞到了R79V-300发动机的部分技术资料,而其最明显的结构特征,便是三级风扇-六级高压压气机-一级高压涡轮-一级低压涡轮的3-6-1-1结构。

而涡扇10的设计如今还没有细化,常浩南在资料上画上去的只是个示意图,主要功能是给后面的部件级分析做参考,不仔细看的话确实分不太清楚……

所以才有了刚刚的一问

当然,上辈子606所在后面真正开始搞第四代发动机的时候,发现R79的核心机哪怕榨干也只能把推比做到9一级,然后又只好从头再来,最终经历九九八十一难把涡扇15修成正果那就都是后话了……

“不是……重点不在这……”

姜甫和往后翻了翻,发现确实如同刘振响所说,但很快又重新抬起头来:

“这不是涡扇10么?”

“对啊。”

刘振响点头。

“不是第三代发动机么?”

“对啊。”

继续点头。

“但这……这个总体结构……不是……”

姜甫和抬起手,比出四根手指:

“不是典型的……第四代特征?”

通过提高单级压气机压比减少压气机总级数,从而降低喘振的可能性和发动机自重以提高性能极限,这是典型的第四代航空发动机思路。

靠传统的8级或9级高压压气机的三代航发核心机,是无论如何也不可能把推比做到10以上这种水平的

大推普遍采用6级或7级,而像是EJ200这样完全不考虑后续衍生其它型号的中推,甚至采用了惊人的3-5-1-1结构。

再结合减少可拆卸零部件数量和减少支撑用结构件重量,在成本和技术的双重限制下(尽管成本最后还是没限制住)实现了10一级的推重比。

“这个么……也没有谁规定说三代航发不能用第四代航发的一些技术吧?”

刘振响摸了摸下巴回答道:

“至于更详细的问题,等一会你可以直接问问小常同志本人嘛。”

实际上,他今天过来,最感兴趣的也正是这个看上去非常第四代的发动机总体设计。

要知道,这和之前涡喷14那个压气机相比,说一句一步登天也不为过。

“嘶……”

姜甫和重新靠回椅背上。

作为航发专家,他自然一眼就能看出来,由于核心机结构的领先,这个涡扇10,实际上有直接改进成第四代发动机的潜力。

“那咱们624所那边的研究进度,无论如何都得加快才行,否则……怕是要用不上了……”

(本章完)

第476章 涡扇10,第375代航发!

第476章 涡扇10,第3.75代航发!

设计评审会很快正式开始。

虽然整个会议要持续两整天的时间,但万事开头难,最重要的一哆嗦,其实是第一天上午这几个小时。

不仅仅是因为大领导都在,还因为最重要的设计思路和基础技术路线一般会集中在头半天。

这部分没问题了,整个项目就基本稳了。

“这是涡扇10发动机的部件级分析模型,也就是零维分析模型。”

“在飞机总体设计阶段,需要对大量设计方案进行评估,考虑到我国超级计算机的实际性能有限,这就要求发动机分析模型计算速度足够快。”

“同时考虑到精度要求以及发动机噪声和排放计算需要发动机部件的热力学参数,因而采用部件级性能模型计算发动机的推力和油耗特性……”

“因此,我们将发动机的各个部件看作一个整体,只计算各个部件进口和出口的热力学特性,根据发动机各个部件的共同工作关系,确定发动机的共同工作点,最终求得发动机的推力和油耗及各部件的状态……”

“在这一步,我们暂时不考虑机匣和其它辅助配件,单纯计算发动机的设计点和非设计点性能……”

“在设计点性能计算时,根据输入的设计点高度和飞行马赫数,以及发动机涵道比,风扇增压比、压气机增压比、涡轮前温度等热力学循环参数、各部件的效率或总压损失和发动机空气流量。”

“根据气流流经发动机各部件的顺序,计算发动机各部件进出口气流的热力学参数、发动机的单位推力和耗油率等,最后根据发动机的空气流量算得发动机的净推力和发动机各部件主要截面的尺寸参数……”

这些内容对于二十年后的航发设计人员,甚至是相关专业研究生来说属于基本知识,完全可以两句话直接带过去的内容。

但在90年代,除了常浩南自己以外,全国就没几个正经从头开始搞过航发设计的人,大家都是在黑暗中摸索,因此还是要详细介绍一遍。

另一方面,这些工作流程层面的东西,对于更靠后坐着的、仅仅列席会议的技术人员来说也相当重要。

由于分工不同,绝大多数参与到涡扇10研发工作中的成员其实并没有机会真正触及到整个项目的全貌,只是按照常浩南,或者自己顶头上司的要求完成某个小方向,乃至小细节上的任务而已。

对于涡扇10本身来说,这种分工当然是合理的。

但常浩南毕竟是准备把这些人作为华夏航空动力领域的种子人员。

具体的技术开发当然重要,但对于他们来说,还是要尽早接触到总体设计的相关思想。

而最好的机会,当然就是这两天的技术评审会。

从台上常浩南的角度,已经能看到很多人在低头奋笔疾书了。

他甚至为此专门放缓了一些节奏。

毕竟也是当过学生的人,老师在台上滔滔不绝,自己在下面笔记写到起飞的感觉谁还没经历过呢。

因此常浩南又在这里多补充了两句:

“不过,相比于常见的其它零维模型,得益于我公司全新开发的多物理场耦合算法,我们在这一步骤中可以相对精确地建立描述这些气动热力学过程的数学模型,因此无需进行过多的简化假设。”

“首先,发动机中的气流,还是要按照一维流动处理,这是建立零维模型的核心。”

“但是,得益于新的技术,可以把涡轮冷却引气、外部引气及功率提取对发动机性能的影响、燃烧室燃烧和传热模型,以及雷诺数对各部件特性的影响全都考虑进去……”

这下子,记笔记的就不只是后面坐着的吃瓜群众了。

连主席台上的姜甫和等人都纷纷按下圆珠笔,发出了几乎是整齐划一的“咔哒”声。

“接下来,我将按照大气环境、进气道、压气机、燃烧室、涡轮、喷管、分汇流器、以及共同工作模型的顺序,分别介绍各部件的气动热力学特征……”

正如常浩南所预料的那样,当他在投影屏上放出更加详细的设计数据之后,整个评审席上面马上就传出了交头接耳的说话声。

毕竟,涡扇10这个结构,哪怕放在全世界的涡扇发动机领域,也算是独一份了。

哪怕是9级压气机,也一般会选择3+6,很少出现2+7的情况。

更何况他的高压压气机压比非常高,减去的一级风扇甚至像是为了刻意降低一级压比……

而8.5-9.0的预计推重比,更是让所有人的第一反应都是难以相信。

因为这已经是AL41F或者F110-GE-132这类三代大改发动机榨到极限的技术指标。

而这两个型号,目前实际上都还处在飞行测试的过程中……

好家伙,涡喷13还是60年代水平,涡喷14已经能跟80年代早期的F404打个有来有回,这到了涡扇10……

直接追赶21世纪最先进水平?

真就一个型号二十年啊?

……

一直到常浩南讲的口干舌燥,总算是把总体设计和部件级分析模型的内容告一段落,进入了上午的提问环节。

坐在领导席上的领导们哪怕懂点技术,也不可能是航发领域的专家,所以第一个提问的,是早就已经迫不及待的姜甫和。

问题,自然是关于他心痒许久的核心机结构。

“常浩南同志,我注意到你在涡扇10上面使用了7级高压压气机这样的结构,当然是很先进,但我想确认一下,我们国家目前的压气机设计水平,可以保证通过2+7的形式实现25-26的总升压比么?”

“另外,同样是9级压气机,为什么要选择2+7,而不是更常见的3+6形式?”

而常浩南的回答更是直接:

“这两个问题,其实是一回事。”

“因为涡扇10的核心机,其实就是一台第四代发动机的核心机。”

“啊?”

“woc……”

“真……真是第四代啊?”

“……”

下面几乎是直接炸了锅,好在旁边毕竟有大领导坐着,因此还是很快恢复了秩序。

常浩南继续解释道:

“关于单级压比的问题,我们已经在叶片分离流的主动控制技术上取得了巨大的突破,单级压比相比传统压气机叶片有明显提高,通过总共9级压气机,完全可以实现设计指标中要求的总升压比。”

“至于具体的技术细节,按照计划,应该会在今天下午进行讨论。”

说完之后,常浩南又在后面加了一句重磅发言:

“实际上,如果不是考虑到这台发动机装机对象本身的进气道结构就有着很好的升压能力,这个2-7-1-1结构,甚至可以把压比做到28左右的水平,只不过那样的话,歼10和歼11的超音速性能,肯定就不太乐观了。”

“所以你才特地减少了一级风扇?”

刘振响好像明白过来了什么。

“是,不过不完全是。”

常浩南说着把PPT翻回了画着涡扇10总体结构的那一页:

“一般我们认为,像是AL41F和F110GE132这类,使用了部分第四代发动机技术强化过的第三代发动机,叫做3.5代”

“而我们的涡扇10,它本质上是一台第四代发动机,但因为我国在材料和工艺方面确实还有巨大的短板,没办法实现真正意义上第四代发动机的部分要求,所以,只好降低一些性能要求。”

“非要说的话,大概是迫不得已使用一些第三代发动机技术弱化过的第四代发动机,所以,我们习惯于管它叫做……第3.75代发动机。”

这种说法足够言简意赅,别说专家,哪怕领导们也完全听懂了。

意思是已经准备好进入国际领先水平了呗?

看着台下一众已经说不出话的观众,常浩南离开讲桌后面,踱步来到讲台中间:

“所以我才设计了推重比10一级发动机所需要的7级高压涡轮,毕竟核心机结构不好变动,而风扇是可以后面再加的。”

“未来只需要在这一核心机基础上进行深度改进,就可以开发出真正意义上的第四代航发!”

(本章完)

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