航发落后问题浅析_风闻
这里有个id-2020-09-25 15:37
看见风闻中那篇谈航发待遇与C919的文章,还看到了老校友评论对航空线的评价,心情难免有些沉重,关于待遇那边讨论的很多了,就不再赘述了。希望写下一些老师们上课时和我们谈到的一些玩笑话,趁着大多记忆都还没忘记,以个人视角从其他角度看下的航发行业。由于成文仓促,难免有错误与不妥,望各位见谅与指出。
北航4系,现在又多了个航发院,基本上是国内研究航发较为系统的院系了,相比于别的高校,4系基本涵盖了航发大大小小的所有方面,老师们也是比较有经验,行业内也经常邀请他们调研。但是,从第一次跨入4系大门,就一直感到气氛沉重,这种沉重也许过去也存在船舶,飞机他们身上,但是现在他们的新同学应该不会再体会到了。顺便老校友时代又变了,空调也还可以,不过现在4系学生也喜欢搞工热,研究散热设计,工热系考研保研有时能爆满两倍多,给机房显卡做散热显然比给热端做冷却保护更有钱途,大家来的时候都有航空报国梦,后来用脚投票,请不要过分苛责。

图1 仅存的4架黑寡妇之一 本来想找wp11当标题图 发现没拍过wp11.…
虽然过了很久了,但是还是记得综合课上,老教授看着发动机型号历史图,用平淡的语气说出了最感慨的话:30年前,我们说我们落后世界先进30年;30年过去了,我们还落后世界先进快30年。30年前,老教授大概还不老,也是踌躇满志的年纪吧,也许

图2. 那张发动机型号历史图
冷却老师老师在课堂上,对着ppt告诉我们,不要怪材料他们了,锅是设计人员的。结构老师在课上,如非常无奈和诚恳的语气,对着台下的我们说,与设计所的人沟通就是对牛弹琴,只能希望你们快点成长,早日踏入岗位,测仿思想毁了那一代人。压气机老师,绪论课大谈哲学,谈物理,谈工程,到最后还是语重心长的告诉我们,为什么总说材料,制造不行,只是为了掩盖设计人员自身的问题。
新世纪之后一年,喘振了,开专家会议,燃烧室甩锅压缩系统,咬定问题是压气机的问题,只因为压气机叶片有断裂。如果不是有个年轻人,力排众议指出燃烧室燃气倒流,锅大概就扣在压气机上了,最终使得真相大白。燃烧系统的锅,使得喷管节流后蓄能,产生了以几乎整个航发后部为集气室的系统喘振而非压气机自身喘振,喘振能量大到生生振断了叶片,连燃烧室燃气都发生了回流。会议上在座的各个都是三航校的人,都是专家,却差点得出个错误结论,产生更坏的结果。后来当年年轻人给我们上课,课上轻描淡写的谈起这些过往,不再年轻的年轻人语气依旧充满着对自己当时位卑言轻的无奈。还有类似例子如,某所知道新世纪之后,才明白负荷系数的重要意义,不再一一枚举。


图3 关于斯贝的一些历史
整个航发界,在我们老师的描述下,是个难以形容的地方,那里充斥这外行指导内行,内行本身专业能力不足,所以他们找了无数的借口,从材料,到制造,到工业能力,却唯独不看自己。外界对我们的攻击,几乎很少有对设计人员的攻击,而是这些人在背锅,背一个不属于自己的锅。对外甩锅,对内不同部分的设计人员互相也甩锅。所有人都认为中国的工程师是对于产品,是瞪谁谁怀孕,问题一定不是设计的问题,一定是别的工业水平不行。确实,但那已经是过去式了,无法制造30年前定型的对标发动机,不失为对工业战线的一种侮辱。
其他老师们有更多很铁不成钢的反思,其中有些的语气都快要骂娘了,无法想象他们经历过什么,但是有一点是肯定的,他们的昨天也会是我们这代的明天。我们还在还债,还那些年唯世界先进马首是瞻,企图通过测仿,来实现跨越发展的债。过去我们没能将手头的东西整理出来,让后辈可以被继承发展,而是走上了一条省力却饮鸠止渴的路上。


图4 航发行业测仿的经验教训
吴仲华先生1950年提出三元流理论,上世纪东广泛使用了数十年三元流计算流场,至今也是认识航发流动机理的重要方式,1954年吴仲华先生回国,在此也希望多说几句,外面现在总说吴老回来由于十年之类的没发挥作用,其实斯贝引进有吴老的功劳,但是吴老还是做理论的,航发却是工程项目,后来斯贝闲置10年也是工程问题,也许还是应该各自负责各自的领域。而小展弦比叶片的灵感是涡喷7发动机的苏联原型机,西方Wennerstrom由此借鉴提出的的小展弦比叶片设计思想,由此发展的弯掠叶片至今都是风扇,压气机主流叶片。上面两个只是想说明,我们起步并不晚,但是没有效继承,很少型号发展,太多次被测仿打断,大多型号几乎都是从头设计就是测仿设计,wp,ws家族几乎就是测仿家族,直到最近。可以说,航发在国内,实践了印度的很多军工业发展道路。并证明这条路前行,对于航发来说,永远是死路。

图5 弯掠叶片历史
从底到顶的测仿设计,与从顶到底的总体设计,是两种截然不同的设计哲学。培养在测仿年代的人才,在自主发动机的总体设计时也同样是两眼一抹黑,需要重新搭建一套设计理论,甚至很多人难以扭转测仿的思维,而这就是上文提到的对牛弹琴。由此导致的设计的问题,最终转嫁到材料,制造,工艺,给人一种其他部门不给力的假象。不排除过去其他部门不给力,但现在太多领域都超过了国外几十年前的水平了,比如材料都比国外定型时的东西好太多了,结果设计师把指标要到那么高,比对标的国外都高,锅还要给材料吗?为什么不想想,对标型号到同样水平,怎么就没那么高?
人很难革自己的命,船大掉头难。
也许总有一天我们会把债还完,形成自己的设计思路,标准和流程。那时候的学生就不会在想我们这代人,我们的老师一样了。他们能继承的发展我们留下的东西,上到设计哲学,下到实验参数,他们应该不会再像无头苍蝇一样了。最后,老教授们常年在象牙塔,上课和年轻人谈起过去话语难免有些不中听,望各位海涵。
参考资料
【1】探讨我国航空发动机发展中出现的问题(2000) 吴大观
【2】我国航空发动机研制过程中的主要经验教训 (2001)吴大观
【3】斯贝发动机项目的回忆和思考 (2000)华润熙