第23卷第6期2008年6月
航空动力学报
Journal of Aerospace Pow er
Vol.23No.6
J une 2008
文章编号:100028055(2008)0620976205
大型飞机发动机的发展现状和关键技术分析
刘大响1,金 捷2,彭友梅1,胡晓煜3
(1.中国航空工业第一集团公司科技委,北京100012;
2.北京航空航天大学航空发动机数值仿真研究中心,北京100083;
3.中国航空工业第一集团公司发展研究中心,北京100012)
摘 要:对军民用大涵道比涡扇发动机的现状和发展趋势等进行了阐述,从国家大型飞机工程的战略目标、大型飞机发动机的重要性和市场前景等方面,对我国大涵道比涡扇发动机的需求、现状和差距进行了初步分析,简要介绍了我国大涵道比涡扇发动机的总体方案,提出了发展我国大涵道比涡扇发动机的主要关键技术,并分别从大涵道比涡扇发动机、国际合作、材料工艺试验条件建设等方面,简要论述了关键技术解决途径与措施建议.
关 键 词:大涵道比涡扇发动机;综述;需求分析;关键技术;措施途径中图分类号:V231 文献标识码:A
收稿日期:2007208209;修订日期:2008204208
作者简介:刘大响(1937-),男,湖南祁东人,教授、博导、工程院院士,主要研究方向:发动机发展战略、发动机总体、稳定性分析
和评定、发动机数值仿真技术等.
Summarization of development status and key technologies
for large airplane engines
L IU Da 2xiang 1,J IN Jie 2,PEN G Y ou 2mei 1,HU Xiao 2yu 3
(https://www.doczj.com/doc/235655047.html,mittee of Science and Technology of China Aviation Indust ry Corporation I ,
Beijing 100012,China ;
2.Aeroengine Numerical Simulation Research Center ,
Beijing University of Aeronautics and Ast ronautics ,Beijing 100083,China ;3.Develop ment and Research Center of China Aviation Indust ry Corporation I ,
Beijing 100012,China )Abstract :The develop ment stat us and trends of military and civil high bypass pressure ratio (BPR )t urbofan engines for large airplanes has been summarized in t he paper.In t he as 2pect s of st rategical goals ,importance and marketing foreground of t he high BPR t urbofan engines for national large airplanes engineering in China ,t he requirement s ,stat us and gap s of high BPR t urbofan engines in China have been analysis briefly as well as t he int roduction of t he overall engine scheme for t he high BPR t urbofan engines wit h t he main key technolo 2gies for t he engines.In terms of military and civil high BPR t urbofan engines technologies ,international cooperation ,materials and techniques and test facilities ,some suggestion and app roach have been discussed for t he technical challenges wit h t he develop ment of high BPR t urbofan engines in China.
K ey w ords :highbypass pressure ratio (BPR )t urbofan engine ;summarization ;
requirement s ;key technologies ;app roach
第6期刘大响等:大型飞机发动机的发展现状和关键技术分析
1 国外大涵道比涡扇发动机发展概况大涵道比涡扇发动机是指涵道比大于4的涡扇发动机,它具有推力大、耗油率低和噪声小等优点,广泛用于军民用运输机和其他大型亚声速飞机.
经过30多年的发展,大涵道比涡扇发动机的性能、可靠性、耐久性、经济性和环保水平等方面都有很大进步.与早期的涡喷发动机相比,发动机的噪声降低了20dB,推力增加了100倍,耗油率减少了50%.目前,大涵道比涡扇发动机的最大推力已超过50000daN,发动机的空中停车率从每1000飞行小时1次下降到0.002～0.005次左右,返修率达到每1000飞行小时0.06～0.01次,航班准点率达到99.95%～99.98%.发动机在飞机上不拆换的工作时间达到16000h,最长超过40000h[1],发动机的噪声强度和污染物排放分别降低了75%和80%.
在民用大涵道比涡扇发动机市场上,150座级干线客机的发动机是主流产品.据预测,未来20年,世界150座级干线客机至少需要25000台发动机,大约占民用发动机市场的73%[2].目前典型的150座级干线客机用大涵道比涡扇发动机是CFM国际公司的CFM56发动机和IA E公司的V2500发动机.其中,CFM56系列发动机占据150座级干线客机发动机市场的78%,该发动机不仅是B737飞机的唯一动力,而且赢得新型A320飞机一半以上的发动机订货,目前已经交付使用的CFM56发动机超过15600台.V2500发动机占据150座级干线客机20%左右的市场份额,主要用于A320、A321和MD290客机.
关于此类发动机今后的发展,CFM国际公司在1998-2004年实施了Tech56计划[3],目标是燃油消耗率降低4%～8%,拥有成本和维护成本降低15%～20%,NO X排放比目前ICAO标准低40%～50%,噪声比FAR36第三阶段低20dB.该计划发展的技术包括:金属材料空心风扇叶片、压比15的6级高压压气机、双环腔预旋流燃烧室(TA PS)、锯齿型喷管(降噪3dB)、低成本控制系统等.2007年,这些技术将用于生产型的CFM562 5B/7B发动机.2004年底,CFM国际公司又开始实施L EA P56(前沿航空推进)计划[4],专门研究下一代150座级干线客机所需的发动机技术.该计划的目标是在目前CFM5625B/7B的基础上,燃油消耗率降低10%～15%,维护成本降低15%～25%,机上寿命延长25%,污染物(特别是NO X)排放降低50%,噪声比FA R36第四阶段的标准低15dB.
从1990年开始,普?惠公司与M TU、菲亚特、Avio和Volvo等联合发展下一代150座级干线客机所需的齿轮传动涡扇发动机PW8000[5],目标是使发动机的耗油率比目前的水平低11%～12%,噪声比第三阶段的要求低30dB,维修费和使用费分别降低30%和10%.发动机推力为111～156 kN,压气机总增压比40,风扇直径1.93m.另外,英国罗罗公司和俄罗斯的一些机构也都在积极发展下一代150座级干线客机的发动机技术.
军民用大涵道比涡扇发动机技术的通用性很强(达70%),但是在安全可靠性、环保要求、舒适性、经济性和适航取证方面,民用干线客机发动机比军用运输机发动机要求更高、更严格,研制难度更大.因此,军民结合、互相支持是世界通行的发展途径.由于军用大涵道比涡扇发动机数量不大,很多大型军用运输机发动机就直接是民用发动机的改型,典型的机种包括CFM5625C发动机和俄罗斯的D230KP发动机等.
2 我国大涵道比涡扇发动机的需求
与现状
2.1 需求分析
研制大型飞机及其发动机是党中央、国务院在新世纪做出的具有重大战略意义的决策.在《国家中长期科学和技术发展规划纲要》和“十一五”规划纲要中,国家已经把大型飞机列为重大专项工程,而且要求最终配装具有自主知识产权的大涵道比涡扇发动机,包括军民用两型大型飞机发动机,这是必须实现的国家战略目标.
发动机是飞机的心脏,大涵道比涡扇发动机是自主研制大型飞机的关键,发动机技术不突破,就无法掌握大型飞机研制的主动权.而民用航空发动机又是航空动力产业的重要支柱(国外民用发动机产值已达总产值的80%),不发展民用大涵道比涡扇发动机,就没有独立、完整、强大的航空动力产业和航空工业.
据有关部门预测,我国未来20年,仅150座级干线客机就需要800架左右,加上其他用途的大型飞机,共需军民用大涵道比涡扇发动机约2750台,总价值达412亿美元,折合人民币3300亿元左右.大涵道比涡扇发动机用途广泛、市场巨大,经济、军事、社会效益显著,对国民经济发展、国防建设和科技进步具有重大推动作用和战略意义.
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2.2 发展现状与差距
经过多年发展,我国在航空动力技术领域取得了一些成绩,在军用涡喷和小涵道比涡扇发动机方面已具有一定的研制生产能力,研制生产了数十个型号、6万多台各类航空发动机,装备了几十种军民用飞机,为空军装备建设和民用航空事业的发展做出了自己的贡献.在大型飞机使用的大涵道比涡扇发动机方面,对风扇/增压级、高压压气机等关键技术开展了初步研究,并在航空推进技术验证计划支持下,建立了以设计定型的太行发动机核心机为基础的大涵道比涡扇发动机整机验证平台.但与国际先进水平相比差距仍然较大,技术基础相对薄弱,大量关键技术尚未突破和掌握,部分试验设备还存在缺门,工程设计和使用经验缺乏,自行独立研发还有较大困难.
3 我国大涵道比涡扇发动机关键
技术分析
3.1 军用大涵道比涡扇发动机总体方案
根据大型军用运输机及特种大型飞机的使用要求,在已设计定型的太行发动机核心机的基础上,利用航空推进技术验证计划构建的大涵道比涡扇发动机验证平台,对高压压气机叶片进行全三维改进设计,改善核心机性能;同时改进设计风扇/增压级,匹配设计低压涡轮,采用全权限数字电子控制系统.该发动机主要技术指标与正在服役的CFM56发动机相当,与现役俄制D230KP发动机相比明显提高,在同等条件下,将使大型军用运输机航程增加10%以上,具有一定的先进性,可满足我国大型军用运输机对动力装置的需求. 3.2 民用大涵道比涡扇发动机总体方案
突破关键技术,提高自主研发能力.以137.2 kN推力级的下一代先进民用大涵道比涡扇发动机为背景,通过预先研究和国际合作,完成部件、系统、核心机和验证机的设计、加工和试验,突破民用大涵道比涡扇发动机关键技术,基本具备自主研发能力.在验证机的基础上,根据市场和飞机需求,研制出具有自主知识产权和市场竞争力的大涵道比民用涡扇发动机,满足我国干线客机发展对动力的需求,进入市场,逐步形成产业.
主要技术指标:起飞推力137.2kN;巡航耗油率:不大于0.572kg/(daN?h)(H=11km,M a= 0.8);噪声、有害物排放水平满足当时的适航标准;寿命、可靠性、可维护性等综合性能水平优于现役CFM56发动机,与其后继机的水平相当.
3.3 大涵道比涡扇发动机关键技术
3.3.1 主要设计关键技术
对于军民用大涵道比涡扇发动机而言,除环保、寿命和经济性等指标外,其他的主要设计技术是相同的,包括总体、部件、系统、整机、仿真等,因此将其关键技术合并研究,主要有:大涵道比发动机总体方案设计技术(含飞发一体化和经济性分析);民用发动机适航技术;大涵道比风扇/增压级设计技术;高效高级压比压气机设计技术;低排放、长寿命燃烧室设计技术;高性能长寿命高、低压涡轮设计技术;发动机短舱及反推力装置设计技术;核心机设计技术;验证机设计技术;整机/部件综合数值仿真技术;大涵道比涡扇发动机数控系统设计技术;低噪声设计技术;长寿命、高可靠性和可维护性设计技术;轴承和传动润滑系统设计技术;故障诊断和监控技术;涡轮主动间隙控制技术;辅助动力装置(A PU)设计技术.
3.3.2 材料、工艺技术
军用大涵道比涡扇发动机主要采用现有成熟材料和工艺,但在部分关键零部件(如大型风扇叶片、机匣等)的制造上仍有其特殊要求,需要进行攻关.民用大涵道比涡扇发动机由于技术指标要求更高,满足适航取证的要求也更多,需要采用更多的新材料和新工艺,才能达到设计要求.军民用大涵道比涡扇发动机研制中需要攻关的主要材料工艺项目包括:
大型宽弦风扇空心叶片(钛合金或复合材料)制造技术;大型钛合金中介机匣铸造、焊接和制造技术;钛合金整体叶盘/叶环制造及修复技术;复合材料包容环制造技术;风扇盘圆弧型榫槽加工技术;三维弯扭多联组合涡轮导向叶片精铸技术;定向凝固带冠大展弦比低压涡轮叶片精铸技术;风扇转子和发动机本机平衡技术;风扇机匣涂层本机加工技术;高温钛合金材料工程化与制造工艺;镍基高温合金整体叶盘低成本制造技术;低成本燃烧室机匣整体铸造技术;火焰筒浮动壁材料与制造技术;高压涡轮动叶及导叶用涂层及其涂覆工艺;单晶涡轮叶片低成本材料、铸造以及打孔工艺;涡轮导叶低成本材料、铸造以及打孔工艺;粉末轮盘制粉、锻造工艺以及缺陷检测.
3.3.3 试验、测试技术
大涵道比涡扇发动机与军用小涵道比涡扇发动机相比,除了因为尺寸、流量、推力的增加,而需要对现有试验设备和技术进行完善改进外,由于
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第6期刘大响等:大型飞机发动机的发展现状和关键技术分析
大涵道比涡扇发动机、尤其是民用大涵道比涡扇发动机,为了满足适航条例的要求,需要进行大量的特殊的适航试验,如吞咽试验、包容试验、环境试验等.因此,在加紧建设相关的缺门试验设备的同时,还需对大涵道比涡扇发动机所需的特殊试验技术进行研究,并发展相应的试验方法和规范.主要包括:整机试验与调试技术;发动机反推力试车技术;发动机投鸟试验技术;发动机吞水、吞冰、吞砂试验技术;发动机侧风、逆风试验技术;发动机噪声场测量技术;风扇叶片包容试验技术;部件和整机寿命和可靠性试验技术.
4 关键技术解决途径与措施建议
4.1 军用大涵道比涡扇发动机
通过型号验证机研制、原型机研制和科研试飞、定型批研制和设计定型、生产定型及批量使用等几个发展阶段,充分继承了定型发动机的核心机、滑油系统和控制系统的部分附件,继承性较高,研制风险小,可降低研制成本、缩短研制周期.
4.2 民用大涵道比涡扇发动机
尽快组织实施先进民用大涵道比涡扇发动机关键技术研究计划,利用10年左右时间,结合国际合作,通过部件/系统/核心机/验证机研制,突破和掌握关键技术,夯实技术基础,提高自主创新能力.然后,在验证机的基础上进一步研发出具有自主知识产权和当代水平的、取得适航证进入市场的民用大涵道比涡扇发动机.
4.2.1 关键技术攻关和验证机研制
1)发动机总体方案设计和部件设计、加工和试验.完成发动机总体方案设计和性能分析计算、整机/部件气动热力性能数值仿真分析、发动机方案草图设计和选材方案、各部件和系统的设计技术指标和参数要求;完成总体/部件/系统试验件设计和试验、部件强度寿命设计分析、选材和关键加工工艺设计、部件/系统综合数值仿真分析、辅助动力装置设计和试验等.
2)核心机和验证机的工程设计、加工和试验验证.完成核心机和验证机的工程设计和加工、核心机的地面模拟试验、验证机地面台架性能调整试验、地面台架持久试验、高空台巡航状态性能模拟试验(H=11km,M a=0.8)以及部分适航性标准试验(如噪声、低污染排放等).
4.2.2 原型机研制和适航取证
在第一阶段验证机高空台性能达标的基础上,针对我国干线客机发动机的具体要求,完成原型机的研制,取得型号合格证、生产许可证和适航证. 4.3 积极开展国际合作
我国航空动力行业与世界先进水平相比,差距仍然较大,尤其在大涵道比涡扇发动机技术方面,基础十分薄弱,缺乏技术储备,大量关键技术尚未突破和掌握,没有工程经验,材料、工艺差距更大,试验设备不配套,缺乏高水平的人才,短期内完全自行研发出先进大涵道比涡扇发动机有很大困难.为此,必须强化基础、自主创新,又要改革开放、借助外力,积极开展国际合作.
同时,也应看到,国际合作发展民用航空发动机已成为当今世界的一大潮流.为了筹措资金、技术互补、减少风险、扩大市场,即使实力超群的大国公司也在奉行合作开发的道路,表示了开展合作的意向.尽管仍然存在着多种矛盾和风险,但和平开放的国际环境毕竟为开展大涵道比涡扇发动机的国际合作提供了比较有利的条件.
多年的实践证明,与俄罗斯开展技术合作,能够学到大部分关键设计技术,这是与西方国家合作所做不到的,而且俄罗斯也已经表现出与我合作的强烈意愿,所以在开展关键技术研究和验证机研制中,重点要抓紧对俄合作的工作.同时,也通过各种方式加强与西方的已有合作,并不断探索新的合作途径,通过与西方的商业合作加快型号产品的开发,尽快进入国际市场.
4.4 加强材料、工艺、试验等基础条件建设
有关材料、工艺是大涵道比涡扇发动机的关键技术之一,必须尽早安排计划,攻关研究,加以突破.大涵道比涡扇发动机的研制需要特殊的加工和试验手段,必须在现有基础上,根据军民结合的原则,尽快进行补充和完善.如:野外试车台、环境试车台、2号高空舱、快速反应科研试制力量等.
5 结 论
航空要振兴,动力须先行.大型飞机列为国家重大专项工程,是一次难得的历史发展机遇.我们一定要抓住机遇,迎难而上,不辜负国家的信任和人民的期望,发愤图强,团结拼搏,坚决把我国的大型飞机用大涵道比涡轮风扇发动机搞出来,为国产大飞机提供一颗健康、强劲的“中国心”.
参考文献:
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社
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2017年无人机发展现状及发展前景分析 研究报告
小型无人机行业最近可谓热潮涌动，极飞、亿航等多家无人机初创企业在还未有成熟产品的情况下就获得了数千万美元的融资。无人机这一小众行业之所以能够进入大众视野，还是得益于大疆创新的出现。在国内电子企业普遍还处在代工与组装的劳动力密集模式中时，大疆创新已经悄然成为全球小型无人机市场的绝对龙头，2014年营收近30亿元，市场份额近70%。大疆的引领与示范作用不可谓不强，国内迅速兴起了一股无人机创业与投资的热潮。 套用大疆创新创始人汪滔的话：“人类对于飞行的梦想与生俱来。”小型无人机的真正发展时间不超过10年，从有成熟产品到现在不过4年，而1年以前相关产品还相当粗糙、没有完整的安全保护和数据记录设备。无人机的发展速度大大超出人们的预期，越来越多之前不曾设想过的领域已经开始出现无人机的应用。我们看好这一快速成长行业未来的发展，同时也将持续关注这一领域中相关的投资机会。
小型无人机发展现状分析 民用小型无人机迎来爆发期：市场规模快速成长，国外巨头纷纷布局 所谓无人机，即不载人的飞行器。按照技术来划分，无人飞行器可分为无人固定翼、无人直升机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机、扑翼式微型无人机等六大类，而前三类应用最为广泛，其中无人多旋翼飞行器又由于其结构简单、价格相对低廉的特点，应用场景迅速拓展、发展前景最受关注。 多旋翼小型无人机经历了一段漫长的发展历史。 多旋翼无人飞行器尽管机械结构简单、成本相对较低，但飞行时不太稳定、很难控制，容易因侧翻而坠机，所以需要自动控制器和导
航系统来控制飞行姿态。但过去由于导航系统体积庞大、重达数十斤，难以应用在小型飞行器上，所以很长一段时间内，多旋翼无人机都没有取得大的发展。直到20世纪90年代以后，得益于MEMS技术的发展，重量仅为几克的导航系统才被研制出来。配合逐步成熟的控制算法，多旋翼无人机的研究和使用成为热点。 2006年至2015年，国内外的民用小型无人机公司如雨后春笋般出现。2015年，法国的Parrot公司发布了世界上第一款真正受到大众关注的四旋翼无人机AR.Drone，它不仅控制简单、可实现悬停，还可以通过WiFi将所搭载相机拍摄到的图像传送到手机上。 AR.Drone轻便灵活、操作便捷，最终大获成功。在AR.Drone的引领下，全球范围内掀起了一股将多旋翼商业化的热潮，多旋翼飞行器进入快速发展期。目前，中国的DJI（大疆创新）、美国的3DRobotics、法国的Parrot成为这一市场的龙头企业。
2020年航空发动机行业分析报告 2020年2月
目录 一、我国航空发动机国产化势在必行，产业链各环节企业将迎来重大 发展机遇期 (5) 1、国家级基金战略扶持：预计2017年启动的国家级两机专项计划投入规模 6在3000亿以上 ........................................................................................................ 2、国家安全战略重要保障：两机是工业领域皇冠上的明珠，是国家安全的重 7要战略保障 .............................................................................................................. 3、产业链条足够长、市场空间足够大：预计未来10年全球两机市场规模将 达到6000亿美元，产业链各环节企业发展空间巨大 (8) 二、我国航空发动机产业发展现状及标的梳理 (12) 1、航空发动机产业发展特点：技术壁垒高、经济回报高、研制周期长 (12) （1）技术壁垒高 (12) （2）经济回报高 (13) （3）研制周期长、研制投入大 (13) 2、我国国产军用航空发动机发展现状 (14) （1）仿制和改进 (14) （2）部分自主设计 (15) （3）拥有自主知识产权 (15) 3、我国航空发动机等两机产业链标的梳理 (16) 三、两机产业链：全球维度看切入两机供应体系，国内维度看自主可 控加速技术与产品落地 (17) 1、航发动力：我国航空发动机制造龙头企业，整机制造处垄断地位 (18) 2、应流股份：两机叶片千亿美金赛道，从此有了中国制造 (19)
世界著名飞机设计局和设计师 （苏联、俄罗斯部分）（一） 安东诺夫设计局 安东诺夫设计局创建于1946年，它是以著名飞机设计家安东诺夫名字命名的设计局。安东诺夫是前苏联著名的滑翔机和飞机设计家，他曾设计过多达50余种的滑翔机，奠定了前苏联滑翔机事业基础。安东诺夫后期转为设计运输机，在以他的名字命名的设计局领导设计了多种运输机和滑翔机。 中文名 安东诺夫设计局 外文名 Державнеп?дпри?мствоАнтонов 地理位置 乌克兰首都基辅西郊 建立时间 1946年5月31日 研制方针 运输机的研制 创始人 奥列格·康·安东诺夫 现称 安东诺夫航空科学技术联合体 俄文简称 АНТКАнтонов 简介 发展历史 虽然安东诺夫设计局成立较晚，但是它的发展却很快，在前苏联的运输机设计方面安东诺夫设计局取得了很大的成绩。 在40年代末研制成功了安-2型多用途军用运输机，这种飞机总共生产了一万多架，至今还在俄罗斯等国家的农业航空中使用。在中国著名的早期飞机运5就是在安-2型运输机的基础上发展的。 50年代，在安东诺夫领导下的设计局研制了安-10“乌克兰”式巨型客机，它比图-104喷气式客机耗油量小，可乘坐84名旅客，并且能带3吨半货物。此后安东诺夫设计局又设计出一系列小型和中型民用和军用运输机，如安-12等。
创始人 简介 创始人奥列格·安东诺夫（ОлегАнтонов）是前苏联最杰出的飞机设计家之一。 他曾设计过多达50余种的滑翔机，奠定了前苏联滑翔机事业基础。安东诺夫后期转为设计运输机，在以他的名字命名的设计局领导设计了多种运输机和滑翔机。他于1966年获社会主义劳动英雄称号，1968年被选为乌克兰科学院技术科学院士。曾当选为苏联最高苏维埃第5－9届代表，获苏联国家奖金和列宁奖金，两次获列宁勋章。 生平经历 安东诺夫1906年2月7日生于莫斯科附近特罗依兹村的建筑师家庭.他从小热爱科学,小时候想就报考航空学校成为飞行员。落榜后安东诺夫进入萨拉托夫工业学校学习。 1923年,莫斯科滑翔俱乐部萨拉托夫分部组建,安东诺夫成为分部领导人。他与热爱滑翔运动的少年共同制作出一架取名OKA一1型“鸽子”的滑翔机。1924年秋,这架滑翔机参加了全苏滑翔机比赛,获得了特别奖。后来安东诺夫又制作了第2种猾翔机。这些活动为他日后设计真正的飞机积累了经验。 安东诺夫在列宁格勒工学院毕业后就成了滑翔机制造厂的主要设计师。他的轻型滑翔机成为了当时标准滑翔机。许多苏联飞行员在他的滑翔机yC-4、yC-6等上训练自己成为快速飞机驾驶员。在国防体育的滑翔运动中，也被广泛应用。安东诺夫自己也成为一个优秀的滑翔运动员，他曾驾驶过契拉诺夫斯基设计的世界上独创的抛物线型机翼的滑翔机作了试飞。 在1932年全苏滑翔运动大会上，他荣获了“A级运动员”的称号，他驾驶着自己设计的滑翔机，作了精采的飞行。他的“前哨”号滑翔机，创造了许多次世界纪录。 1959年初他设计成功一种新型“A-11”教练翱翔滑翔机。这是全金属的张臂式单翼滑翔机，机上装有离地后会自动收起的升降输，尾翼成45°装在机身上，同时起水平和垂直安定面的作用。用飞机牵引只要滑行四五十公尺即可脱离地面，滑翔机的最大容许速度可达200公里/小时，可以在任何普通和复杂的气象条件下飞行。 他的创造性思想，表现在飞机制造中，有着特别的生命力。安东诺夫和自己所领导的设计小组在近代双翼机已无用处的议论下，用杰出的技巧设计了超过当代世界上所有双翼飞机水平的“安-2”。这是一架单发双翼多用途飞机，具备许多其他飞机所没有的优点：它可在田野等处起飞降落，滑跑距离只有180公尺，能作5公尺低空飞行；设有最新的无线电导航、定向、盲目飞行和着陆设备；操徽和维护简单；载重量大，用作运输机可载运一吨半货物或十多名旅客；可作播种、
第23卷第6期2008年6月 航空动力学报 Journal of Aerospace Pow er Vol.23No.6 J une 2008 文章编号:100028055(2008)0620976205 大型飞机发动机的发展现状和关键技术分析 刘大响1,金 捷2,彭友梅1,胡晓煜3 (1.中国航空工业第一集团公司科技委,北京100012; 2.北京航空航天大学航空发动机数值仿真研究中心,北京100083; 3.中国航空工业第一集团公司发展研究中心,北京100012) 摘 要:对军民用大涵道比涡扇发动机的现状和发展趋势等进行了阐述,从国家大型飞机工程的战略目标、大型飞机发动机的重要性和市场前景等方面,对我国大涵道比涡扇发动机的需求、现状和差距进行了初步分析,简要介绍了我国大涵道比涡扇发动机的总体方案,提出了发展我国大涵道比涡扇发动机的主要关键技术,并分别从大涵道比涡扇发动机、国际合作、材料工艺试验条件建设等方面,简要论述了关键技术解决途径与措施建议. 关 键 词:大涵道比涡扇发动机;综述;需求分析;关键技术;措施途径中图分类号:V231 文献标识码:A 收稿日期:2007208209;修订日期:2008204208 作者简介:刘大响(1937-),男,湖南祁东人,教授、博导、工程院院士,主要研究方向:发动机发展战略、发动机总体、稳定性分析 和评定、发动机数值仿真技术等. Summarization of development status and key technologies for large airplane engines L IU Da 2xiang 1,J IN Jie 2,PEN G Y ou 2mei 1,HU Xiao 2yu 3 (https://www.doczj.com/doc/235655047.html,mittee of Science and Technology of China Aviation Indust ry Corporation I , Beijing 100012,China ; 2.Aeroengine Numerical Simulation Research Center , Beijing University of Aeronautics and Ast ronautics ,Beijing 100083,China ;3.Develop ment and Research Center of China Aviation Indust ry Corporation I , Beijing 100012,China )Abstract :The develop ment stat us and trends of military and civil high bypass pressure ratio (BPR )t urbofan engines for large airplanes has been summarized in t he paper.In t he as 2pect s of st rategical goals ,importance and marketing foreground of t he high BPR t urbofan engines for national large airplanes engineering in China ,t he requirement s ,stat us and gap s of high BPR t urbofan engines in China have been analysis briefly as well as t he int roduction of t he overall engine scheme for t he high BPR t urbofan engines wit h t he main key technolo 2gies for t he engines.In terms of military and civil high BPR t urbofan engines technologies ,international cooperation ,materials and techniques and test facilities ,some suggestion and app roach have been discussed for t he technical challenges wit h t he develop ment of high BPR t urbofan engines in China. K ey w ords :highbypass pressure ratio (BPR )t urbofan engine ;summarization ; requirement s ;key technologies ;app roach
扑翼式飞行器的发展与展望 从古至今，人们从没有放弃过对翱翔梦的追求。不仅在许多的古书名著中都有长着翅膀的角色形象，人们也一直在用实际行动尝试着各种飞行的可能。昆虫和鸟类的超强飞行能力逐渐引起了人们的关注，早在中国的汉代时期、欧洲的中世纪就有人模拟鸟类进行飞行活动的记载。随着科技的快速发展，以及飞行器在军事上和民用上的广泛应用前景，扑翼式飞行器已经成为当今的研究热点。 1扑翼式飞行器的发展史 1.1 扑翼式飞行器的早期发展 历史上记载了许多人们对飞行的各种尝试方法，《墨子?鲁问》中记载，鲁班制造的木鸟可以飞行三天；古代中国甚至有人将大鸟的羽毛贴在身上试图飞起来，但最终都失败了。人们逐渐认识到想要飞行必须加上合适的机械装置。 15世纪70年代，著名发明家莱昂纳多?达芬奇设计出一种由飞行员自己提供动力的飞行器，并称之为“扑翼飞机”。“扑翼飞机”模仿鸟儿、蝙蝠和恐龙时代的翼龙，具有多个翅膀。达芬奇认为扑翼机具备推力和提升力。之后人们仿照它进行了很多尝试，有的可以上下蹦跳几下，有的摔成碎片，结果都失败了。 1874年，法国生物学家马雷用连续拍摄的方式初步掌握了鸟类复杂的飞行扑翼动作，以当时的技术水平，这种高难度的动作是无法实现的，与此同时热气球的出现，就使早起人们对制造飞行器尝试告一段落，研究开始转向了其他领域。 1.2扑翼式飞行器国内外的研究现状 随着仿生技术、空气动力学和微加工技术的日益发展，加之军事和民用的广泛应用前景，扑翼式飞行器再次成为了国内外科学领域研究的热点。1997年，DAPRA投入3500万美元，开始了为期四年的MAV的研究计划。加州理工学院、多伦多大学、佐治亚技术研究所、佛罗里达大学、Vanderbilt大学等单位研制了不同结构的扑翼MAV，翼展一般在15cm左右，多采用电池提供能源，飞行时间约在几分钟到十几分钟。加州大学伯克利分校研制的“机器苍蝇”扑翼MAV 总重约为43mg，直径为5mm～10mm，采用太阳能电池和压电驱动。 西北工业大学研制的扑翼MAV采用聚合物锂电池和微型电机驱动，可实现扑翼15Hz～20Hz左右的频率上下拍动，翼展超过15cm。 2扑翼式飞行器的优势及可行性 按照飞行原理的不同划分，MAV可分为固定翼、旋翼和扑翼三种。同其他形式的微型飞行器相比，扑翼式飞行器可以通过自身机翼扇动产生的上下大气压差来飞行。它具有尺寸小、噪音弱、灵活性强、隐蔽性好的特点。 通过分析昆虫各个部分的结构，选用合理的驱动装置，并由电池或其他化学物质提供能源，仿照昆虫结构，同时辅以MEMS设备和装配技术，便可以加工制造出扑翼式微型飞行器。 3关键技术 3.1 空气动力学问题 微型飞行器不同于普通飞机，它的雷诺数大约在104左右，空气的粘性阻力相对比较大，并且扑翼式飞行器是以模仿鸟和昆虫类扑翅运动为基础，但是昆虫和鸟类的翅膀是平面薄体结构，而非机翼的流线型。我们应充分研究这种非传统
世界主要飞机设计制造厂商——中国篇 中国沈飞工业集团（Shenyang Aircraft Industry Group of Chian, SAIG） 中国沈飞工业集团，成立于1994年6月，隶属于中国航空工业总公司，是中国的飞机设计和制造的主要基地之一。该集团现有职工3万多人，其中专业技术人员3800多人；拥有各种生产检测设备8000余台（套）；拥有先进的计算机中心和软件开发研究室，高水平的数控加工中心；在金属和非金属蜂窝结构、整体壁钣成型、钛合金加工、复合材料生产等方面，在国内居于先进水平，在热表处理、钣金加工、特种焊接等方面有很强的能力。1995年，该集团实现销售收入12.3亿元，比上年增长9.9%，出口创汇突破700万美元。该集团产品达200多种，可分五大类：军用航空类产品有多种型号（F-6、TF-6、F-7、F-8、F-8II）；民用航空类产品有转包生产的波音757、C-130、A320等飞机零部件；汽车类产品有高级旅游车、团体客车、轻型越野车等；大中型机械类产品有烟草、食品、纺织等机械，电厂设备、彩管玻壳生产线、汽车生产线等；金属结构类产品有铝合金工程、全钢通路地板等。 成都飞机工业公司（Chengdu Aircraft Industrial Corporation,CAC）成都飞机工业公司是中国航空工业总公司所属大型骨干企业，建
于1958年。现有职工近2万人。公司占地438.4万平方米，拥有能起降大型运输机（波音737级别）的机场；拥有各类设备13000多台；固定资产原值10.38亿元人民币。公司具备了航空产品设计、研制、生产的雄厚实力，已研制生产了F-7等十多个型号的飞机，并转包生产MD-80/90系列客机机头、B757尾段部件等；承担制造国内干线飞机的机头及三门一梯等部件的制造；开发生产了成套汽车模具、馐机械和洗涤设备等产品。公司产品已出口到十多个国家。公司被国家定为“863”高科技CIMS（计算机集成制造系统）工程的第一个重点应用工厂，其后，荣获国家“CIMS应用领先企业”奖。公司的质量保证体系已与国际接轨，并取得国家级认证资格，荣获国家质量管理奖。 南昌飞机制造公司（Nanchang Aircraft Manufacturing Company） 南昌飞机制造公司建于50年代，是新中国自行制造的第一架飞机的诞生地，现为中国航空工业总公司的重点骨干企业，迄今已制造飞机15个型号共4000多架。现有职工2万余人，其中技术和管理人员6100多人，高、中级技术人员3300多人。公司占地500多 万平方米，拥有各种设备6200多台，其中高精尖设备200多台。公司设有4个科研所，12个分公司和生产厂，在整体壁钣、复合材料技术方面具有国内先进水平，在高能成型和封闭爆炸成型技术方面居于国内领先地位。通过贯彻军民结合方针，现已发展为强击机 、农林飞机、海防导弹、摩托车的综合生产基地。航空产品有A-5系
2016-2022年中国航空发动机产业现状调查及十三五运营管理深度分析 报告 中国报告网
2016-2022年中国航空发动机产业现状调查及十三五运营管理深度分析报告 ?【报告来源】中国报告网—https://www.doczj.com/doc/235655047.html, ?【关键字】市场调研前景分析数据统计行业分析 ?【出版日期】2016 ?【交付方式】Email电子版/特快专递 ?【价格】纸介版：7200元电子版：7200元纸介+电子：7500元 中国报告网发布的《2016-2022年中国航空发动机产业现状调查及十三五运营管理深度分析报告》内容严谨、数据翔实，更辅以大量直观的图表帮助本行业企业准确把握行业发展动向、市场前景、正确制定企业竞争战略和投资策略。本报告依据国家统计局、海关总署和国家信息中心等渠道发布的权威数据，以及我中心对本行业的实地调研，结合了行业所处的环境，从理论到实践、从宏观到微观等多个角度进行市场调研分析。它是业内企业、相关投资公司及有关部门准确把握行业发展趋势，洞悉行业竞争格局，规避经营和投资风险，制定正确竞争和投资战略决策的重要决策依据之一。本报告是为了了解行业以及对本行业进行投资不可或缺的重要工具。 本研究报告数据主要采用国家统计数据，海关总署，问卷调查数据，商务部采集数据等数据库。其中宏观经济数据主要来自国家统计局，部分行业统计数据主要来自国家统计局及市场调研数据，企业数据主要来自于国统计局规模企业统计数据库及证券交易所等，价格数据主要来自于各类市场监测数据库。 第一章：中国航空发动机行业发展综述13 1.1 航空发动机的相关概述13 1.1.1 航空发动机的定义13 1.1.2 航空发动机的分类13 1.1.3 航空发动机属“四高”行业14 （1）高技术14 （2）高投入15 （3）高风险15 （4）高壁垒16 1.1.4 航空发动机价值拆分情况17 （1）发动机占飞机价值的30% 17 （2）发动机生命周期费用拆分18 （3）航空发动机部件价值拆分19 （4）航空发动机制造成本拆分20 1.2 我国航空发动机行业的发展综述21 1.2.1 航空发动机是航空工业的短板21 1.2.2 航空发动机行业发展历程分析22 1.2.3 航空发动机行业生命周期分析23
航空发动机叶片材料及制造技术现状 在航空发动机中，涡轮叶片由于处于温度最高、应力最复杂、环境最恶劣的部位而被列为第一关键件，并被誉为“王冠上的明珠”。涡轮叶片的性能水平，特别是承温能力，成为一种型号发动机先进程度的重要标志，在一定意义上，也是一个国家航空工业水平的显著标志【007】。 航空发动机不断追求高推重比，使得变形高温合金和铸造高温合金难以满足其越来越高的温度及性能要求，因而国外自7O年代以来纷纷开始研制新型高温合金，先后研制了定向凝固高温合金、单晶高温合金等具有优异高温性能的新材料；单晶高温合金已经发展到了第3代。8O年代，又开始研制了陶瓷叶片材料，在叶片上开始采用防腐、隔热涂层等技术。 1 航空发动机原理简介 航空发动机主要分民用和军用两种。图1是普惠公司民用涡轮发动机主要构件；图2是军用发动机的工作原理示意图；图3是飞机涡轮发动机内的温度、气流速度和压力分布；图4是罗尔斯-罗伊斯喷气发动机内温度和材料分布；图5为航空发动机用不同材料用量的发展变化情况。 图1 普惠公司民用涡轮发动机主要构件 图2 EJ200军用飞机涡轮发动机的工作原理
图3 商用涡轮发动机内的温度、气流速度和压力分布 图4 罗尔斯-罗伊斯喷气发动机内温度和材料分布 图5 航空发动机用不同材料用量的变化情况
1变形高温合金叶片 1.1 叶片材料 变形高温合金发展有50多年的历史，国内飞机发动机叶片常用变形高温合金如表1所示。高温合金中随着铝、钛和钨、钼含量增加，材料性能持续提高，但热加工性能下降；加入昂贵的合金元素钴之后，可以改善材料的综合性能和提高高温组织的稳定性。 1.2 制造技术 生产工艺。变形高温合金叶片的生产是将热轧棒经过模锻或辊压成形的。模锻叶片主要工艺如下： （1）镦锻榫头部位； （2）换模具，模锻叶身。通常分粗锻、精锻两道工序；模锻时，一般要在模腔内壁喷涂硫化钼，减少模具与材料接触面之阻力，以利于金属变 形流动； （3）精锻件，机加工成成品； （4）成品零件消应力退火处理； （5）表面抛光处理。分电解抛光、机械抛光两种。 常见问题。模锻叶片生产中常见问题如下： （1）钢锭头部切头余量不足，中心亮条缺陷贯穿整个叶片； （2） GH4049合金模锻易出现锻造裂纹； （3）叶片电解抛光中，发生电解损伤，形成晶界腐蚀； （4） GH4220合金生产的叶片，在试车中容易发生“掉晶”现象；这是在热应力反复作用下，导致晶粒松动，直至剥落。 发展趋势。叶片是航空发动机关键零件．它的制造量占整机制造量的三分之一左右。航空发动机叶片属于薄壁易变形零件。如何控制其变形并高效、高质量地加工是目前叶片制造行业研究的重要课题之一。
现代飞行器可靠性分析研究现状 摘要文章介绍了飞行器可靠性研究过程中应该注意的问题，说明了数据的采集与处理过程，并阐述了稳定性方案等内容。模拟机的可靠性需要保证数据可靠，对工作环境和运行状态均有要求。 关键词飞行器；可靠性；稳定性；维修方案 飞行器的可靠性越来越受到技术人员的关注。传统修护过程主要是定期进行模拟机的安全检查，发现问题后进行补修，可能造成装备在多次重复的装拆过程中自身发生破损。对模拟机的安全评价和运行可靠性评价是重要的过程[1]，提高维修方案的时效性，不断对比模拟机运行的状况与实际的维护成本需要进行科学的可靠性分析方法，而不能进行简单的维护修复。这样使得模拟机的破坏率增加，影响了正常工作。文章介绍了飞行器可靠性研究时需要注意的基本问题，然后针对数据的采集和处理进行说明，最后阐述了可靠性设计方案。 1 飞行器可靠性研究应注意的问题 飞行器的可靠性是指在模拟机在产品规定的时间里，可以完成特定的功能，并保证功能完整性的能力。可靠性设计的基本内容包括工作环境和条件、规定时间、指定的功能等。环境条件是指模拟机使用环境状况包括温度、气压以及适度等参数，在一定的相对湿度、气压等工作环境中，相同规格的模拟机应该具有相同的使用寿命和可靠性。但是不同的工况条件，即使模拟机规格相同，可靠性也可能存在加大偏差。规定时间是指模拟机完成指定任务的时间，随着飞行器工作循环次数的增加、工作环境的变化、时间和任务量的增加，其发生故障的概率就增加，可靠性下降。一般而言，飞行器在出场时都附有一定的技术指标，而且在使用前需要进行机器的校核检验，对可靠性进行合理评估。飞行器出现故障时需要彻底调查导弹等飞行器的功能和性能界限，有利于故障的排查。 在对飞行器进行可靠性分析时需要采用适当的方法。在对实际工程进行数据的采集与分析的基础上对分析的结果进行判断，为进行飞行器的可靠性分析，需要明确模拟机的可靠性评价指标，然后在数据分析的基础上对各个指标进行综合评价打分，通过加权求和可以获得总的可靠度得分。飞行器的评价指标应包括机队的可靠性、整机的可靠性、部件装备的可靠性等多个指标因素。模拟机可靠性评价的结果应该是保持模拟机可靠性的总体方案，为下一阶段可靠性方案的实施进行合理规划做出指导说明，形成后续的可靠性管理体系。 2 数据可靠性收集与处理 飞行器可靠性分析需要在一定的指标作用下，充分收集数据，并深入研究数据内部规律，挖掘数据的变化趋势，为可靠性分析提供有意义的数据原本[2]。在数据的采集过程中需要建立具有数据收集、分析、后处理和反馈功能的总体系统，并针对每个环节进行有效的动态参数追踪与控制。数据的采集系统需要协调
- 世界著名飞机设计师 1. 奥.康.安东诺夫 ──苏联安东诺夫设计局的创始人 奥.康.安东诺夫是前苏联最杰出的飞机设计家之一。他曾设计过多达50余种的滑翔机，奠定了前苏联滑翔机事业基础。安东诺夫后期转为设计运输机，在以他的名字命名的设计局领导设计了多种运输机和滑翔机。他于1966年获社会主义劳动英雄称号，1968年被选为乌克兰科学院技术科学院士。曾当选为苏联最高苏维埃第5－9届代表，获苏联国家奖金和列宁奖金，两次获列宁勋章。 著名机型：安-12，安-24，安-225； 2. 前苏联著名水上飞机设计师 ──格奥尔吉·米哈伊洛维奇·别里耶夫 格奥尔吉·米哈伊洛维奇·别里耶夫是苏联著名的水上飞机设计师，他在1932年就设计出了世界闻名的MBP-2近距水上侦察机，该机从1932年5月首次升空到1940年，共生产了1400多架，是世界水上航空史上生产量最大的水上飞机。1937至1940年设计了装有机载弹射起飞装置的别-2和别-4；1948年设计了用于远程反潜航空兵的双发水上飞机别-6和多用途两栖飞机别-8；1956年设计的喷气式水上飞机别-10，1960年又设计出了装有两台喷气式发动机的反潜两栖飞机别-12，该机完成了42项世界纪录。目前世界公认，
俄罗斯在水上飞机领域相对西方有十年以上的优势，别里耶夫的贡献功不可没。 1951年，别里耶夫被授予工程技术勤务少将军衔，1961年，获得了技术科学博士学位，1947年、1968年，他两次获得苏联国家奖金，荣获列宁勋章和劳动红旗勋章各2枚及多枚奖章。 3. 米格飞机设计局 ──米高扬，格列维奇 1905年，米高扬出生在阿尔明尼亚的一个贫苦农民家里，童年时代当过放羊娃，青少年时代，他曾在第比利斯和顿河罗斯托夫求学。1925年，米高扬进入莫斯科“迪纳莫”工厂当车工，不久应征入伍。1931年，米高扬离开连队进入布科夫斯基空军工程学院学习。 在学院学习时，米高扬和三位同学设计了一种小型体育运动飞机“十月号”。它的重量只有250公斤，最大时速为130公里。“十月号”采用了襟翼、前线缝翼、阻力板等，用来改善起飞着陆性能。这在三十年代初都算是新技术。“十月号”曾获准投产并在社会上赢得了声誉，使这位未来的著名设计师初露锋芒。 毕业后，米高扬到一家航空工厂当军代表，该厂设计室是当时苏联唯一的歼击机研制中心，负责人是著名设计师波里卡尔波夫。1937年，米高扬调到这里工作，正式开始了飞机设计生涯。不久，米高扬一跃而成为这个设计室的第二把手。 在这个设计室里有位才华横溢的设计师，名叫格列维奇。米高扬
先进航空发动机关键制造技术发展现状与趋势 一、轻量化、整体化新型冷却结构件制造技术1 整体叶盘制造技术整体叶盘是新一代航空发动机实现结构创新与 技术跨越的关键部件，通过将传统结构的叶片和轮盘设计成整体结构，省去传统连接方式采用的榫头、榫槽和锁紧装置，结构重量减轻、零件数减少，避免了榫头的气流损失，使发动机整体结构大为简化，推重比和可靠性明显提高。在第四代战斗机的动力装置推重比10 发动机F119 和EJ200上，风扇、压气机和涡轮采用整体叶盘结构，使发动机重量减轻20%~30%，效率提高5%~10%，零件数量减少50% 以上。目前，整体叶盘的制造方法主要有：电子束焊接法；扩散连接法；线性摩擦焊接法；五坐标数控铣削加工或电解加工法；锻接法；热等静压法等。在未来推重比15~20 的高性能发动机上，如欧洲未来推重比15~20 的发动机和美国的IHPTET 计划中的推重比20的发动机，将采用效果更好的SiC 陶瓷基复合材料或抗氧化的C/C 复合材料制造整体涡轮叶盘。2 整体叶环（无盘转子）制造技术如果将整体叶盘中的轮盘部分去掉，就成为整体叶环，零件的重量将进一步降低。在推重比15~20 高性能发动机上的压气机拟采用整体叶环，由于采用密度较小的复合材料制造，叶片减轻，可以直接固定在承力环上，从而取消了轮盘，使结构质量减轻70%。目前正
在研制的整体叶环是用连续单根碳化硅长纤维增强的钛基复合材料制造的。推重比15~20 高性能发动机，如美国XTX16/1A 变循环发动机的核心机第3、4 级压气机为整体叶环转子结构。该整体叶环转子及其间的隔环采用TiMC 金属基复合材料制造。英、法、德研制了TiMMC 叶环，用于改进EJ200的3级风扇、高压压气机和涡轮。3 大小叶片转子制造技术大小叶片转子技术是整体叶盘的特例，即在整体叶盘全弦长叶片通道后部中间增加一组分流小叶片，此分流小叶片具有大大提高轴流压气机叶片级增压比和减少气流引起的振动等特点，是使轴流压气机级增压比达到3 或3 以上的有发展潜力的技术。4 发动机机匣制造技术在新一代航空发动机上有很多机匣，如进气道机匣、外涵机匣、风扇机匣、压气机机匣、燃烧室机匣、涡轮机匣等，由于各机匣在发动机上的部位不同，其工作温度差别很大，各机匣的选材也不同，分别为树脂基复合材料、铁合金、高温合金。树脂基复合材料已广泛用于高性能发动机的低温部件，如F119 发动机的进气道机匣、外涵道筒体、中介机匣。至今成功应用的树脂基复合材料有PMR-15（热固性聚酰亚胺）及其发展型、Avimid（热固性聚酰亚胺）AFR700 等，最高耐热温度为290℃~371℃，2020 年前的目标是研制出在425℃温度下仍具有热稳定性的新型树脂基复合材料。树脂基复合材料构件的制造技术是集自动铺带技术（ATL）、自动纤维铺放
空天飞行器发展现状和未来展望空天飞行器指从地面零速度起飞，直至进入地球轨道（高度月为200千米，马赫数约25）的飞行器。 发展现状： 1985~1994年美国实施了庞大的“国家航天飞机计划”。在美国航天局（NASA)支持下实施；空天飞机研制计划（超X计划),推进系统采用新式的直排气动塞式发动机，由“飞马座”火箭发射升空。目的是利用这些飞行器探索高马赫数的喷气发动机和超声速冲压喷气发动机的性能。美国战略司令部已经制定了研制空天飞机的计划，按该计划，2025年将研制出一架真正意义的空天飞机，其飞行速度将将达到15马赫，携带多种武器，在2小时内打击10350英里距离上的目标，可于多种不同的目标进行作战，并进行目标重新确定，可重复使用。早在上个世纪70年代，前苏联就开始了研制空天飞行器的工作，提出了可重复使用的空天运输系统构想。按照此构想，系统采用具有很强的灵活性和多种功能的两级入轨方案，用于紧急救援、空间物资供给以及提供生态问题研究等。 目前，俄罗斯正在研制具有广泛发展前景的MAKS系统，它是可执行广泛太空任务的两用空天飞行器，既可完成军事任务，也可用其他目的。日本由于经济实力雄厚，对空间领域是探索虽起步较晚，但也制定了空天飞行器的研究与发展计划。所设想的是一种单级入轨、水平起飞和着陆，能重复使用的空天飞行器。中国已启动研发第一代可重复使用运载器，它将是超越美国“航天飞机”水平的航天运输系
统，但尚不能达到“空天飞机”的技术水准。中国研发航天运输系统选择的技术道路和美国、俄罗斯等国家均不相同。中国航天专家提出一种立足于新一代运载火箭主要技术的串联式两级入轨重复使用运载器方案。该方案的主要特点是采用两级方案，降低了对发动机、材料、等技术的指标要求，从而可以立足于新一代运载火箭的成熟技术，技术基础较好。目前，俄罗斯正在研制具有广泛发展前景的MAKS系统，它是可执行广泛太空任务的两用空天飞行器，既可完成军事任务，也可用其他目的。日本由于经济实力雄厚，对空间领域是探索虽起步较晚，但也制定了空天飞行器的研究与发展计划。所设想的是一种单级入轨、水平起飞和着陆，能重复使用的空天飞行器。中国已启动研发第一代可重复使用运载器，它将是超越美国“航天飞机”水平的航天运输系统，但尚不能达到“空天飞机”的技术水准。中国研发航天运输系统选择的技术道路和美国、俄罗斯等国家均不相同。中国航天专家提出一种立足于新一代运载火箭主要技术的串联式两级入轨重复使用运载器方案。该方案的主要特点是采用两级方案，降低了对发动机、材料、等技术的指标要求，从而可以立足于新一代运载火箭的成熟技术，技术基础较好。 对于中国，目前中国空天飞行器面对的最大难题是发动机研制困难。在动力上，中国与世界领先水平差距较大；但是在整机技术水平上，和世界顶尖技术的差距逐渐缩小；而在机载系统上，中国甚至走在了世界前列。 目前空天飞行器的具有巨大应用潜力和未来大力发展可能的技
国内地效飞行器的研制现状及其发展方向 1定义 陈小弟 ((国际船艇)杂志社北京100081) 目前,对于地效飞行器还没有一个统一和规范的 名词术语,在不同的文献和资料中出现许多种不同的 术语,如地效翼船,地效飞行器,掠海地效翼船等. 其实,争论的焦点在于它究竟是应该被称为船,还 是应该被称为飞机.从运行工况来看,它当然应该被 称为飞机;但从它在水面上的运行工况来看,似乎又应 该被称为船.如果将它称作地效翼船,地效应船或者 飞船,那么就将它看成是船舶了,这当然不对.但是, 也不能称它为飞机,这是由于飞机是在天上飞的,存在 一 个高度问题.目前,国内的某些研究单位和公司将 它称作地效飞行器,应该是比较科学的.”地效”二字 表明了这种运输工具的原理和特点.同时,由于在它 的运行过程中有很大一部分时间都处于飞行状态,只 有起飞,降落阶段是处于水中航行状态.应当用”飞行” 二字来表述它的工况特点.但由于它在利用地效原理 以及掠地面飞行的工况特点方面都是与飞机不相同 的,所以,不能称它为”飞机”,以免产生混淆与误解. 2国内地效飞行器的研制现状 目前.世界上开发地效飞行器的国家主要是俄罗 斯,德国和中国.俄罗斯沿袭前苏联的成熟技术,正在 向军用,大型化方向发展.德国则主要发展小型的旅 游用地效飞行器.中国则在发展军用地效飞行器的同 时,在民用地效飞行器方面也一直在努力地进行着不 “:’:: ‘ 鼍:?::::: 中外船舶科建垂爹i:=‘ …. :?:::::::: 断的探索.俄罗斯专家曾对我国崔尔杰院士表达过他 的观点:”看来,民用地效飞行器将会首先在中国实 现.” 中国的地效飞行器开发研制工作自20世纪60年 代在无锡702所启动至今,已走过了30多年曲折,艰 辛的历程.中国的地效飞行器开发研制工作能发展到
2016年我国航空发动机行业现状及2017市场发展趋势预测分析 中商情报网讯：近年来，我国已经形成较完整的航空发动机产业链和相应的 生产布局。2011年我国整个航空发动机市场规模约为200亿元人民币，其中军 用约占70%；民用约占30%，预计到2020年，我国航空发动机产业市场规模将 突破千亿元大关。 中国航空发动机市场规模及预测，2011年-2020年如下图所示： 一、航空发动机整体情况 航空发动机作为飞机动力源，是决定飞机性能的重要因素。航空发动机集中 了机械制造行业几乎所有的高精尖技术，因此航空发动机技术水平的高低是一个 国家工业实力的重要标志。目前世界上能制造飞机的国家很多，但是能独立研制 航空发动机的只有美国、俄罗斯、英国、法国、中国等少数几个国家，而全球民 用航空发动机市场基本被欧美企业垄断。 航空发动机产业空间广阔，未来20年全球民用航空发动机市场规模将达到 14,360亿美元，军用航空发动机市场规模将达到4,300亿美元。 二、航空发动机电子技术 随着发动机测试技术和控制技术的快速发展，发动机系统已从传统的机械系 统向机电系统发展，而且发动机电子技术所占比例不断提高。在航空发动机领域， 以发动机参数采集器和发动机电子控制系统为代表的发动机电子系统的采用极 大推动了发动机电子技术的发展。 （一）发动机参数采集器基本情况 发动机参数采集器属于发动机状态监视装置。这类设备主要进行发动机重要 参数的采集、处理和存储，发动机气路参数趋势分析，发动使用寿命监视，发动 机振动监视，发动机健康管理等。发动机参数采集器可以跟踪采集航空发动机运 行中的工作状态和故障信息，并进行处理，分析出航空发动机部件的性能退化情 况或者根据处理后的数据对故障进行诊断、分析故障原因、性质、部位及发展趋 势，根据具体情况采取必要的维护措施。这类电子状态监视与故障诊断系统对航 空发动机早期故障诊断征兆的及时发现与及时处理具有重要作用，可以避免相关 事故的发生，保障飞行安全，同时还可以“视情维修”，大大节省维修成本与维修 时间，对使用方和维修商都会带来明显的经济效益。 目前国内外飞机都逐渐采用发动机参数采集器取代传统的发动机仪表，新飞 机制造和老飞机改造产生了较大容量的市场。晨曦航空是国内率先研制发动机参 数采集器的企业之一，是国内直升机发动机参数采集器最大供应商。 （二）航空发动机电子控制领域基本情况
高超声速飞行器 一、国内外高超声速飞行器研制现状 高超声速飞行器技术是21世纪航空航天技术的新制高点，是航空史上继发明飞机、突破声障飞行之后第三个划时代的里程碑，同时也将开辟进入太空的新方式。高超声速飞行器技术的突破，将对国际战略格局、军事力量对比、科学技术和经济社会发展以及综合国力提升等产生重大和深远的影响。因此，世界主要国家一直把高超声速飞行器研制作为科技发展的最前沿阵地，从人力、物力、财力等各方面给予大力支持。自20世纪50年代末开始探索超声速燃烧冲压发动机技术以来，经过几十年的探索，美国、俄罗斯、法国、德国、日本、印度和澳大利亚等国在20世纪90年代初陆续取得了技术上的重大突破，并相继进行了地面试验和飞行试验。这表明高超声速技术从进行概念和原理探索的基础研究阶段，进入了以某种高超声速飞行器为应用背景的先期技术开发阶段。各国技术开发的主要应用目标近期为高超声速巡航导弹，中期为高超声速飞机，远期为吸气式推进的跨大气层飞行器、空天飞机。高超声速飞行器技术是21世纪航空航天技术的制高点，也是重要的军民两用技术。虽然目前仍存在不少技术难题，而且耗费巨大，但从世界各研制国目前的发展势头来看，以超燃冲压发动机为动力的高超声速巡航导弹有可能在2010年前后问世。预计到2025年，以超燃冲压发动机为动力的高超声速飞机和空天飞机也有可能投入使用，并将在军事、政治和经济等领域产生重大影响。 1 美国 1.1 Hyper2X计划 经过较长时间的研究和实践，美国在高超声速飞行器的设计研制方面积累了丰富的经验。作为试验性高超声速飞行研究计划，Hyper2X计划是对以往所做工作的一次检验。Hyper2X计划是美国国家航空航天局(NASA)近年来重点开展的高超声速技术研究计划，主要目的是研究并验证可用于高超声速飞机和可重复使用的天地往返系统的超燃冲压发动机技术，并验证高超声速飞行器的设计方法和试验手段。1997年1月，NASA与兰利研究中心、德莱顿飞行研究中心签订合同，Hyper2X计划正式启动。Hyper2X计划的试验飞行器代号为X243，根据演示验证的任务不同分为X243A、X243B、X243C和X243D，共4个型号。 1.1.1 X243A X243A技术由位于弗吉尼亚州汉普顿的NASA兰利研究中心和位于加利福尼亚州爱德华的NASA德莱顿飞行研究中心负责开发。其中机身和发动机由位于田纳西州塔拉荷马的ATKGASL公司(原微型飞行器公司)制造，位于加利福尼亚州亨亭顿的波音公司鬼怪工厂负责部分系统工程、热防护、操纵、导航和控制设计以及飞行控制软件、内部布局和结构设计。X243A的助推器是经过改装的飞马座运载火箭的第一级，该系统由位于亚利桑那州昌德勒的轨道科学公司提供X243A机身长3.66m，高660mm，翼展1.53m，质量1360kg，由采用液氢燃料的双模态超燃冲压发动机推进。1997年3月，NASA选定ATKGASL公司为飞行研究任务装配X243A无人驾驶研究飞行器。1997年12月，轨道科学公司对飞马座运载火箭成功进行了关键的设计审查。1998年，1台超燃冲压发动机作为第一部硬件交付NASA，随后这台发动机在兰利研究中心的2.44m八支点高温风洞中进行了一系列测试。1999年10月，第一架X243A交付德莱顿飞行研究中心。2000年，X243A在ATKGASL公司的
中国十大飞机设计师 中国航空设计一代宗师徐舜寿 徐舜寿 在中国航空工业尤其是飞机设计事业的发展历程中，徐舜寿有着里程碑式的地位与贡献。他于上世纪40年代开始从事航空事业，中华人民共和国成立伊始，即参加了航空工业的筹备工作。1956年，他主持创建新中国第一个飞机设计室；1961年作为主要领导，组织和创建第一个飞机设计所。他是新中国飞机设计的一代宗师，在他直接领导下培育出的飞机设计人员，遍布我国自主设计机型的重要岗位；而由他主持、组织和亲自设计的飞机有：歼教1、初教6、强5、歼8、轰6、运7……他是中国的米高扬、苏霍伊、图波列夫。我们有责任把徐舜寿的业绩与生平记录下来，告诉航空后来人，是他和那一代先驱者，在极为艰难的条件下，为中国的飞机设计事业夯实了第一块基石。
走上航空道路 徐舜寿于1917年8月21日出生于上海，3岁的时候，随母亲迁回祖籍浙江湖州的南浔镇。父亲是清末秀才，但英年早逝，徐舜寿在母亲的抚养下长大。他有三姐一哥，哥哥徐桑寿，就是后来的著名报告文学作家徐迟。徐舜寿天资聪慧，品学兼优，1930年考入省立南京中学就读高中，因1932年“一.二八”淞沪抗战打响，为避战乱转学到离家较近的嘉兴秀州中学读书。这也是一所学风很好且有名气的私立教会中学，徐舜寿喜欢数学和理化，高中毕业后经报考，被南京金陵大学和北平清华大学同时录取，最终选择了清华大学机械系航空专业。 1937年大学毕业，不久便考取了由国民党航空委员会委托中央大学开办的航空机械特别研究班，1939年毕业后，徐舜寿被分配到了位于成都的空军航空委员会技术所研究室，在空气动力学组做飞机性能计算的研究。抗战时期，国民党航空委员会确定建立航空工业。1942年徐舜寿报考并被录取派往美国圣路易斯麦克唐纳飞机公司，实习喷气式歼击机设计。 1946年8月，徐舜寿从美国回到上海，经过与哥哥认真商量，于是他去南京航空工业局报到，选择成都南川第二飞机制造厂，从事运输机设计工作。两年后又辗转抵达解放后的北京，从此投入了新中国航空工业的建设工作。看似平淡的转折，但这中间充满曲折。