近年来,《长空之王》等影视作品
通过再现飞机和航空发动机试飞过程,
将“试飞员”这一职业,
推到了人们的视野中。
作为“刀尖上的舞者”,
他们的工作危险又伟大。
其实,在试飞之前,
我们会先对飞机进行一系列安全试验。
一款新型航空发动机正式列装交付前,
都必须进行大量的
地面试验和飞行试验,
以确定航空发动机
能满足飞机使用需要,
提供可靠的动力保障。
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高空台试验
能够模拟发动机的全部飞行范围,
验证空中工作包线。
相对于空中飞行试验而言,
高空模拟试验减少了飞行试验的时数,
降低了试飞员的风险,
且不受天气影响,
能够缩短试验周期、节约试验成本,
在参数测试、试验安全性
和试验条件可控性方面
具有显著的优势。
从亚洲第一个高空台诞生,
到如今试验能力与水平达世界一流,
我国的高空台试验之路
走过了30载时光。
今天,小新带你走进中国航发涡轮院,
一起了解托举“中国心”的自主创新路!
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航空发动机高空模拟试车台模型
高空台,一个复杂的试验系统
航空发动机高空台试验
就是在地面检验航空发动机飞行性能,
将发动机装在高空试验舱里,
使其处于飞行中所承受的压力和温度条件下,
测取发动机性能参数,
评定发动机在实际飞行条件下的
功能、性能及其工作极限。
简而言之,
就是在地面人工“制造”高空飞行条件,
使安装在地面上的发动机
如同在高空一样。
高空模拟试车台
是目前唯一能够
模拟发动机高空飞行环境的关键设备。
我国是亚洲首个
拥有大型连续气源高空台的国家。
自高空台建成投入使用以来,
大量的发动机飞行试验
都可以转到高空台上进行。
发动机安装在高空模拟试验舱中
那么,高空台是如何工作的?
要想真正掌握高空环境下
航空发动机的运行特性,
需要的是一个模拟高空环境、
贯穿气体流动全过程的
复杂试验系统。
首先为了模拟高空特定的温度和气压环境,
高空台的供气系统
要通过压气机组将空气压缩,
再把经过除尘和加/降温处理后的
压缩空气
源源不断地供给至试验舱内的发动机,
有时为了达到试验要求,
压缩后的空气密度
堪比在深海中的艰难潜泳。
接着为了验证发动机的特性,
需要设置上千个测试通道
对试验舱中的压力、温度、
转速、推力等关键数据
进行精确测量。
要知道在高空快速变化的气流中,
一个微小的设计偏差,
都有可能酿成机毁人亡的灾难。
高空模拟试验设备图
不仅如此,试验会产生
足以熔化普通金属的高温燃气,
必须经过水冷却的特殊处理,
这些气体才能由抽气系统排出大气。
而试验过程中耗费的水、电、油
更不能车载斗量,
甚至在我国试验台建成初期
需要举全城之电
来保障一台试验的顺利进行。
因此,高空模拟试验
不仅是一项多系统集成配合的大型试验,
而且还涉及气动、结构、电气、
控制、测试、计量、工艺等等
多学科的交叉融合。
“你们中国人真是魔术师!”
诞生于抗美援朝炮火声中的中国航空工业,
始终处于世界航空强国的
小心防范和威慑封锁中。
在全球航空发动机市场高度垄断状态下,
在半个世纪里,
几代航空动力人在山沟里
为中国建设起“亚洲第一台”,
誓为中国飞机装上“中国心”。
1970年,时年33岁的刘大响
随同308人包乘的一辆专列
从东北老工业基地城市沈阳出发,
一路开进西南的大山里。
“最难的远不是条件艰苦,
而是那时候全中国没有几个人
见过真正的高空台。”刘大响说,
新中国迫切需求的高空台建设任务,
对于他们来说是绝对的“零起点”。
这个世界性的大难题
最终被中国航空动力人
打开了突破口,
他们在英国参加斯贝发动机高空台试验时
“亲眼见到了真的”,
随后在极端困难的条件下
在大山里创造了奇迹——
建成亚洲第一、世界第五的高空台。
“过程曲折,无限艰难,
说起来现在的人连想都想不到有多难。
参加建设的安装队伍前前后后好几批,
加上所内的职工家属,
有一万多人扑在高空台的建设上。”
刘大响说。
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中国工程院院士、著名航空发动机专家刘大响说,必须探索自主创新的技术路径,为中国飞机装上强劲的“中国心”(摄于2016年12月28日)。 新华社记者 刘诗平摄
低调吃苦耐劳的航空动力人
最终克服千难万险
给国家交上一份凝聚血泪和生命代价的
“国之重器”——
建设周期长达三十年的
中国大型连续气源高空模拟试车台。
直到1989年12月,
当中国航空专家到俄罗斯中央航空发动机研究院考察时,
前苏联专家还以为中国没有高空台。
有的专家还从ABC讲起,
反复强调高空台如何复杂,
如何重要,如何昂贵,
“甚至说中国如果建不起,
将来有需要可以把发动机
送到他们那里去做试验。”
日后,当刘大响带着到访的外宾
乘汽车钻过松花岭大山深处的隧道
看到高空台,
他们很多人都非常惊讶甚至大惑不解,
说铁路和公路的山体隧道那么窄小,
如此庞大的设备是怎么运进来的。
有外国专家非常感慨地说,
“你们中国人真是魔术师!”
从“亚洲第一”到“世界一流”
1995年,我国在四川江油
建成投用了亚洲第一个高空台,
并研究探索出一整套
航空发动机高空模拟试验技术,
中国也成为继美、俄、英、法之后
第五个拥有直连式高空台的国家。
2008年“5·12”地震后,
从国家利益的角度出发,
高空台试验基地迁至绵阳,
并进一步扩大建设。
进入绵阳高空台新基地,
迎面是巨幅五星红旗,
两侧书写着:
祖国终将选择那些
忠诚于祖国的人,
祖国终将记住那些
奉献于祖国的人。
从山沟里的江油松花岭
到“中国科技城”新基地,
中国航空发动机几代人
在半个世纪里进了大山,
又走出大山,再启新征程。
目前,中国航发四川燃气涡轮研究院
绵阳航空发动机试验基地的
试验能力与水平达到了世界一流,
具备了进行航空涡喷、涡扇、
涡轴、涡桨发动机
以及临近空间飞行器动力等
新型发动机试验的条件与能力。
今天绵阳航空发动机试验基地
代表国家承担着航空发动机状态鉴定任务,
是国内唯一从事航空发动机
高空模拟技术研究与试验鉴定的
大型试验研究基地,
为我国加快航空发动机自主研制
提供了坚实的条件保障,
将在推动我国从航空大国向航空强国迈进中
发挥不可替代的重要作用。
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责任编辑丨陈婷
校对丨苑洪涛
执行主编丨刘海草 张灏然