第一百九十五章 提前恭喜,升职!(大章)(1/2)
发动机试车成功后的第三天清晨,
五点半,天刚蒙蒙亮,一列墨绿色的专列缓缓驶入站台。
列车刚停稳,一个身影已经迫不及待地出现在车厢门口,正是航天航空集团总工杨卫东。
他今天特意换上了一身崭新的中山装,头发梳得一丝不苟,但眼下的乌青透露出一夜未眠的痕迹。
车门滑开,杨卫东第一个跳下站台,皮鞋在水泥地上发出清脆的响声。
他身后,二十多位专家鱼贯而出。
这些来自沈飞、成飞以及航空工业集团内部的顶尖人物,构成了东大航空工业的脊梁。
走在最前面的刘振邦已年过七旬,腰板却挺得笔直。
他身穿洗得发白的蓝色中山装,左胸口袋别着两支钢笔,手里提着一个鼓鼓囊囊的黑色人造革公文包。
那是1978年他去法国考察时买的,用了六年依然舍不得换。
他的眼睛在镜片后微微眯起,仔细打量着周围。
王明远稍年轻些,戴着一副金丝边眼镜,手里拿着一本厚厚的笔记本,封面已经磨损得看不清字样。
他一下车就深吸了一口气,仿佛要吸进这里的每一分空气。
赵立民院士走在中间,这位材料学泰斗的步伐有些蹒跚,需要助手搀扶。但当他抬头看向远处红星厂厂区时,眼神火热起来。
还有气动专家周永康,结构力学权威陈建国,控制系统大师李文博。
每一个名字都在东大航空史上留下过印记。
他们中有人参与过歼-5的仿制,有人为歼-6的改型熬白了头,有人在歼-7的气动设计上倾注了半生心血。
今天,这些平日里在各自领域说一不二的权威,却像小学生春游般兴奋,低声交谈着,目光中充满期待。
“老刘,你说他们真搞出来了?”王明远压低声音问,手里不自觉地摩挲着笔记本边缘。
刘振邦没有立即回答,他望就望站台尽头。
那里,林默已经带着秦怀民、张利等人在等候。
“两年时间,从零开始到大推力涡扇……太不可思议了。”刘振邦终于开口,眼神中带着兴奋。”
“去看看就知道了。”赵立民接过话头,声音有些沙哑,“我研究了四十年高温合金,看一眼叶片就知道真假。”
这时,林默已经迎了上来。
“杨总工!”林默快步上前,伸出双手。
“林所长!”杨卫东一把抓住林默的手,握得紧紧的,手心的温度传递着激动,“我们又来了!这次可是把家底都带来了,你看后面这些老爷子,都是咱们航空工业的宝贝疙瘩!”
他转身开始介绍,语速快得像在报菜名:“这位是航集团副总经理师刘振邦,1956年哈军工毕业,参加过歼-6、歼-7的研制,主持过歼-7II的气动改进。”
“这位是系统工程师王明远,你见过的,北航67届,歼-7II的总设计师。”
“这位是集团材料研究所的赵立民院士,莫斯科钢铁学院留学归来,高温合金领域的泰斗,咱们涡喷-7的叶片材料就是他带队攻关的。”
“这位是气动专家周永康,北航教授,国内第一套跨音速风洞就是他参与设计的,这位是……”
一连串名字和头衔,每一个都重如千钧。林默一一握手致意。
“杨总工,各位专家,一路辛苦了。”
林默微笑着说,他的笑容温和而自信,“从京都过来七八个小时车程,大家先去招待所休息一下?”
“房间都安排好了,热水也备着。”
“不用休息!”刘振邦第一个开口,声音洪亮得完全不像七十岁的老人,“在火车上坐得骨头都僵了,时间紧急,我们直接去看发动机!”
“我在卧铺上一晚上没合眼,脑子里全在琢磨,你们到底用了什么魔法,两年时间搞出三代大推?”
“是啊,林所长,直接去厂里吧。”王明远推了推眼镜,镜片后的眼睛闪着光,“我们见着好东西比见着亲儿子还亲。”
“你要让我们去睡觉,我们也睡不着啊!”
赵立民没说话,只是用期待的眼神看着林默,那双有些混浊的眼睛此刻亮得惊人。
杨卫东哈哈大笑:“你看,林所长,大家的心都飞了,咱们就别客套了,直接去十号工程大楼吧,我路上可是给他们夸下海口了,说今天要让他们开开眼!”
林默环视一圈,看着这些平均年龄超过六十岁的老专家们脸上孩子般的急切,心中一暖:
“好,那就恭敬不如从命。车子已经准备好了,咱们直接过去。”
他侧身做了个“请”的手势。
厂里调来的三辆面包车停在站外,车窗擦得锃亮。
20分钟后,车队驶入红星厂大门。
朝阳正好升起,金色的阳光洒在厂区宽阔的道路上,洒在路边标语牌“自力更生,艰苦奋斗”的红字上。
刘振邦把脸贴在车窗上,仔细看着窗外景象。
整洁的道路,规划有序的厂房,穿着统一工装的工人骑着自行车匆匆而过,每个人脸上都带着一种他说不上来的神情,不是普通工厂那种按部就班的麻木,而是一种蓬勃的,向上的劲头。
“这厂子,气氛的确不一样,别的不说,就这个工人的精神状态就能看出来。”他喃喃道。
王明远顺着他的目光看去,点点头:“你看那些工人,走路都带风,我们集团那边,只有当年搞歼-7II攻坚时有过这种气氛。”
十分钟后,车子在十号工程大楼前停下。
楼前竖着一块巨大的倒计时牌,红色数字醒目地显示着:“距十号工程首飞还有587天”。
“587天……”周永康仰头看着数字,扶了扶眼镜,“林所长,你们真打算84年首飞?”
“计划是这样。”林默平静地说,“但科研工作,计划往往赶不上变化。我们只能尽全力。”
走进大楼,气氛更加不同。
大厅墙上挂着巨幅的十号工程三面图,线条流畅优美,完全是三代机的气动外形。
另一面墙上,是项目组织结构图和进度表,密密麻麻的线条和节点,显示着这个庞大工程的复杂程度。
但最引人注目的,是正中央悬挂的一条横幅,红底白字:“铸大国重器,挺民族脊梁”。
赵立民在横幅前驻足良久,嘴唇微微颤动,最终只是轻轻说了两个字:“好啊!”
他们没有在大厅停留,直接走向地下二层的试车台区域。
电梯下降时,狭小的空间里安静得出奇,只能听到电机运行的嗡嗡声和人们压抑的呼吸声。
“叮”一声,电梯门打开。
试车台区域经过精心整理,地面一尘不染,各种测试管线整齐地排列在专用线槽内。
而那台银灰色的WS-10A验证机,就静静地立在中央试车台上,在数十盏无影灯的照射下,泛着冷冽而精致的金属光泽。
专家们走进试车间时,目光第一时间就被中央那台发动机吸引,流线型的外形,每一处曲线都经过精心计算,精密的加工表面,反射着均匀的光泽,复杂的管路接口,排列得井然有序。
“就是它……”赵立民喃喃道。
他颤巍巍地走上前,助手想搀扶,被他轻轻推开。
老人从口袋里掏出老花镜戴上,又从另一个口袋摸出一个巴掌大的放大镜。
他几乎把脸贴到了发动机外壳上,放大镜一寸一寸地移动,观察着表面的每一个细节。
“这表面处理,看这抛光精度,Ra值不会超过0.4微米,这焊缝,均匀致密,目测看不出任何气孔夹渣,这装配间隙,塞尺都未必插得进去……”
作为材料专家,他太清楚这些细节意味着什么。
发动机不是工艺品,但比工艺品要求更高。
要在极端高温,高压,高转速下可靠工作数小时,每一个部件的精度都必须达到微米级,每一道工序都不能有丝毫马虎。
刘振邦则站在稍远的位置,双手抱胸,目光如炬地扫视着发动机的整体构型。
他在脑海里迅速构建着三维模型:进气口直径约1米,风扇三级,压气机,数不清多少级,涡轮……他的眉头渐渐皱起。
“不对啊……”他低声自语。
“什么不对?”旁边的王明远问。
“这长度……”刘振邦比划着,“看起来不到5米,但按照三级风扇加高压压气机加涡轮的常规布局,不应该这么紧凑。”
“除非他们用了对转涡轮。”周永康接话,他的眼睛也盯着发动机尾部。
几位专家交换了惊讶的眼神。对转涡轮设计,这个概念他们都知道,M国普惠公司的F119发动机就用了这种先进设计。
但国内,从来只停留在论文和设想中。
这时,张利走上前。
他今天特意换上了干净的白色工作服。
“各位领导、专家,这就是WS-10A验证机,十号工程的‘心脏’。”
他的声音在空旷的试车间里回荡,“整机长度4.56米,最大直径1.18米,净重1635公斤。”
“两天前,就在这里,完成了首次整机地面试车,持续运行47分钟,最高转速达到额定值的102%,所有性能参数达到或超过设计指标。”
他从助手手中接过一份厚厚的测试报告:“这是详细的试车数据记录,包括转速,温度,压力、振动等387个监测点的实时数据,大家可以随时查阅。”
“但今天,我更想带大家近距离看看这台发动机的‘内在’。”
张利走到发动机前,“题,请随时提出。”
他顿了顿,环视在场的专家们。
这些老人眼中没有轻视,只有专注。
刘振邦第一个举手。
尽管没有课堂,他还是保持着学者的习惯。
“张工,我先问个最基础的架构问题。”刘振邦的声音沉稳,“你们采用的是什么构型?”
“几级风扇?几级压气机?涡轮怎么安排的?还有,我刚才目测觉得发动机长度偏短,是不是用了特殊设计?”
一连串问题,每个都直指核心。张利走到发动机前,指向各个部件。
“刘总的确是问到了点子上,我们采用的是常规的涡扇构型,但确实有一些特殊设计。”
他先指向进气口部分:“风扇部分,三级,第一级风扇直径1.18米,有24片宽弦空心叶片。”
“第二级22片,第三级20片,三级风扇总增压比3.5,这个数据在国际同级别发动机中处于中等偏上水平。”
“压气机部分,九级高压压气机。”
“前三级是整体叶盘设计,这是减重和提高可靠性的关键,后六级采用传统的盘片分离结构,但用了全新的榫接形式。”
“涡轮部分,”张利的指向发动机后部,“这里就是刚才刘总觉得长度有玄机的地方。”
“我们采用了一级高压涡轮加一级低压涡轮的对转设计。”
“对转?”王明远忍不住插话,“你确定?”
“高压涡轮和低压涡轮旋转方向相反?”
“千真万确。”张利肯定地点头,他从助手手中接过一个精致的剖面模型,那是用有机玻璃制作的发动机简化模型,内部结构一目了然。
“大家请看,”他指着模型中的涡轮部分,“高压涡轮驱动高压压气机,顺时针旋转,低压涡轮驱动风扇和低压压气机,逆时针旋转。”
“两个转子通过中介轴承连接,但旋转方向相反。”
他放下模型,在黑板上快速画出简图:“这种设计有几个关键优势,第一可以抵消大部分陀螺力矩,减轻发动机机架的结构负荷,预计能减重12%左右。”
“第二对转带来的气动耦合效应,可以提高整个涡轮段的效率,我们估计能提升约3%-5%,第三,也是最重要的可以大幅缩短发动机长度。”
“常规布局需要增加级间导向叶片来整流,对转设计则不需要,这让我们在同等推力下,长度缩短了0.8米。”
张利在“0.8米”什么?”
“意味着机身可以设计得更紧凑,意味着更好的机动性,意味着更小的雷达反射截面积。”
试车间里响起一片低低的议论声。专家们交头接耳,有的点头,有的摇头,有的在笔记本上快速计算。
“对转涡轮的技术难度呢?”
周永康推了推眼镜,“轴承怎么解决?润滑系统怎么设计?”
“振动问题怎么控制?还有——热匹配,高压涡轮和低压涡轮工作温度不同,热膨胀系数差异导致的间隙变化,你们怎么控制?”
问题一个比一个尖锐,一个比一个专业。
“周教授问的都是核心难题。”张利坦诚地说,“首先轴承,我们采用了德国FAG公司的高温高速中介轴承,但进行了重新设计,在内圈增加了特殊的冷却油路。”
“润滑系统是干舱式设计,高压涡轮侧和低压涡轮侧完全独立,避免油液混合。”
他走到测试台旁边的控制柜,打开一个面板,里面是密密麻麻的传感器接线:
“振动控制方面,我们布设了32个振动监测点,实时监测转子动平衡状态。”
“最关键的是,我们开发了一套主动振动抑制算法,当监测到异常振动时,控制系统会微调燃油流量,改变工作点,避开共振频率。”
“至于热匹配问题,”张利从台子上拿起一个金属零件。
“这是我们的涡轮机匣,采用了双层结构,内层是耐高温的镍基合金,外层是钛合金。”
“两层之间设计有精密的气膜冷却通道,通过调节冷却空气流量,可以自动控制机匣的热膨胀量,将涡轮叶片叶尖间隙控制在0.3-0.5毫米的理想范围内。”
他顿了顿,补充道:“这套间隙自动控制系统,我们申请了六项国家专利。”
赵立民一直没说话,这时突然开口:“材料呢?高压涡轮叶片,用什么材料?工作温度多少?”
这个问题问到了最核心的地方。
涡轮前温度,是衡量发动机技术水平的最关键指标之一。
张利走到发动机尾部,这里温度最高,技术难度最大。
他示意助手拿来一个透明的展示盒,里面是一片精致的涡轮叶片,在灯光下泛着淡淡的金色光泽。
“涡轮叶片,我们采用了复合气冷空心涡轮叶片。”他说出了这个重量级的技术名词。
会议室里安静了一瞬,然后爆发出更大的议论声。
“空心叶片?你们真做出来了?”
“复合气冷?怎么个复合法?”
“材料呢?用什么材料能承受这个温度?”
张利抬手示意大家安静:“各位专家,别急,我一个个说。”
“首先是材料,我们用的是第二代定向凝固高温合金,牌号DD-403,这是中科院金属所专门为这个项目研制的。”
他打开展示盒,小心翼翼地取出那片叶片。
叶片大约十五厘米长,造型复杂优美,前缘尖锐,后缘圆滑,表面布满了细密的气膜孔。
“大家看,叶片内部不是简单的空心。”
张利将叶片对准灯光,内部复杂的冷却通道在透光下隐约可见,“我们设计了多层冷却通道。
冷却空气从压气机第9级引出,经过预冷后分成三路。”
他在黑板上画出详细的冷却气流路径图:“第一路,占总流量的30%,进入叶片前缘的22个冲击冷却孔,以每秒120米的速度冲击叶片内壁,这是‘冲击冷却’。”
“第二路,占45%,进入叶片内部的蛇形通道,这是‘对流冷却’。”
“第三路,占25%,从叶片表面的362个气膜孔喷出,在叶片表面形成一层低温气膜,隔绝高温燃气,这是‘气膜冷却’。”
张利用不同颜色的粉笔标注三条路径:“这种‘冲击+对流+气膜’的三重复合冷却方式,是我们的核心创新之一。”
“通过数值模拟和大量试验,我们优化了各种孔的位置,角度,实现了冷却效率的最大化。”
“实测数据显示,这套系统可以让叶片表面温度比燃气温度低380-420摄氏度。”
他在黑板上写下一串数字:“涡轮前温度,我们做到了1980K,也就是1707摄氏度。”
“而叶片基体温度,通过冷却系统,可以控制在1300度左右。”
“这个温差,意味着叶片材料不需要承受极限温度,寿命可以大幅延长。”
“1980K……”王明远喃喃计算,手指在空中虚点。
“F100-PW-100的涡轮前温度是1650K,F110-GE-129是1750K,老大哥AL-31F大概是1680K……1980K,这已经接近M国正在测试的下一代发动机的水平了!”
“王总,不能简单这么比。”张利谨慎地说,“涡轮前温度只是一个指标,还要看其他参数配合。”
“我们的目标是在保证可靠性的前提下,逐步提升性能。”
“1980K是实验室理想值,实际装机使用时,初期会控制在1850K左右,等积累了足够的使用数据后再逐步提升。”
赵立民戴上专用眼镜,凑近那片叶片,看了足足一分钟。
他的手指轻轻抚过叶片表面,感受着那些气膜孔的均匀排列,他又将叶片举到耳边,用手指轻弹,清脆中带着一丝回响,那是空心叶片的特征声。
老人抬起头时,眼眶有些发红:“好……真好……58年,也就是二十多年前,我在沈阳金属所,跟着老大哥专家学高温合金。”
“那时候咱们连真空感应炉都没有,用的是最简单的电弧炉,做出来的合金杂质多得没法看。”
他擦了擦眼角:“后来老大哥走了,图纸烧了,设备拆了。”
“我们怎么办?自己干!”
“从真空熔炼开始摸索,失败一次,再来一次;再失败,再来……65年,我们做出了第一炉合格的K403合金,用在涡喷-7上,虽然寿命只有50小时,但那是咱们自己的!”
赵立民的声音哽咽了:“现在,几十年过去了,定向凝固炉,我们自己造的,单晶叶片,我们自己拉的,空心冷却,我们自己设计的。”
“张工,你们这台发动机上,用了多少新材料和新工艺?”
张利想了想,示意助手拿来一份清单:“我粗略统计过,整台发动机,新一代高温合金用了11种,包括涡轮盘的GH4169,涡轮叶片的DD-403、燃烧室的K424等等。”
“钛合金用了8种,主要是压气机叶片和机匣;复合材料用了3种,包括风扇机匣的碳纤维复合材料和部分管路的聚酰亚胺材料。”
他翻到第二页:“新工艺方面,除了刚才说的冷辊轧,定向凝固,还有超塑成型,用于制造复杂的钛合金中介机匣,还有等离子喷涂热障涂层,化学气相沉积耐磨涂层……总共27项新工艺,其中19项是我们自主研发或改进的。”
“27项……”刘振邦长叹一声,摘下眼镜擦了擦,“林所长,你们这不是在造发动机,你们是在建设一个完整的高端制造体系啊!”
“真了不起!”
“这些工艺一旦成熟、推广,受益的何止是航空工业?”
“整个国家的装备制造业水平都能上一个台阶!”
林默一直在旁边静静地听着,这时才走上前:“刘总说得对,我们造发动机,确实不只是为了造一台发动机。”
“航空发动机是工业皇冠上的明珠,它涉及几十个学科,需要最精密的加工、最严格的质量控制、最系统的测试验证。”
“通过这个项目,我们要把整个链条打通,建立一套我们东大自己的航空发动机研发体系。”
他环视在场的专家:“有了这个基础,以后我们造第四代,第五代发动机,就会容易很多。”
“甚至造燃气轮机、船用动力,也能借鉴这套经验,这才是十号工程更深层的意义。”
“这个思路对!”杨卫东激动地插话,他一直在后面记录,这时忍不住走上前。
“我们以前就是太分散,材料所搞材料,工艺所搞工艺,设计所搞设计,各干各的。”
“材料所研发出新材料,工艺所没有配套工艺;工艺所搞出新工艺,设计所不敢用;好不容易集成到一起,测试时问题百出,互相扯皮。”
他指着眼前的发动机:“红星厂这种全链条模式,从设计到材料到工艺到制造到测试,全部在一个体系内完成,有问题现场解决,有改进直接应用。”
“这才是真正的高效研发模式!这值得在全行业推广!”
参观持续了整整一上午。
专家们问了几百个问题,从气动设计到强度计算,从振动分析到寿命预测,从质量控制到成本控制……张利和他的团队一一解答。
有些问题现场答不上来的,就坦诚地说“这个还在研究中,目前的数据是……”,然后记下来,承诺后续提供详细资料。
中午十二点半,林默再次提议去吃饭时,这次没有人反对了,不是不感兴趣了,而是问题问得太多,嗓子都哑了。
食堂特意为专家们开辟了一个小厅,老专家们坐在一起,还在热烈讨论。
“老赵,你看那个空心叶片的冷却设计,是不是和M国F100有点像?”刘振邦夹了一块红烧肉,却没往嘴里送,只是用筷子指着空气比划。
“像,但又不完全一样。”赵立民慢慢嚼着白菜,边思考边说。
“F100用的是多通道对流冷却为主,气膜冷却为辅。他们的设计更……怎么说呢,更粗犷一些,冷却效率高,但流阻也大。”
“红星厂这个,冲击冷却的比例增加了,蛇形通道的弯角优化了,整体流阻降低了约15%,但冷却效果反而提升了8%。这是真正的优化设计,不是简单仿制。”
“这就对了!”王明远一拍桌子,震得碗筷叮当响,“仿制只能跟跑,创新才能并跑甚至领跑!”
“红星厂这帮年轻人,有这股劲儿!你看那个张利,四十出头吧?讲解时那份从容自信,比我们当年强多了!”
周永康推了推眼镜:“不止张利,你们注意到没有,整个团队的平均年龄可能不到三十五岁。”
“那个负责振动测试的小伙子,看起来才二十七八,但说起主动振动抑制算法,头头是道。后生可畏啊!”
“所以我说,”刘振邦终于把红烧肉送进嘴里,满足地咀嚼着,“咱们这些老家伙,该放手时就得放手。”
“把舞台让给年轻人,他们比我们敢想敢干。我们呢,当当顾问,把把关,就行了。”
赵立民却摇摇头:“不能全放手。经验还是要传下去的,我打算回去就写报告,建议集团派一批年轻人来红星厂学习,轮训也行,长期驻扎也行,这么好的平台,不能只让他们自己用。”
“这个建议好!”
杨卫东端着餐盘走过来,在空位上坐下,“我已经想好了,回去就协调,从沈飞,成飞,西飞各抽二十名技术骨干,分批来红星厂学习。”
“不仅要学发动机,还要学他们的研发模式,管理方法。”
他吃了口饭,继续道:“林默跟我说了,他们准备整理一套完整的研发规范,从设计准则到工艺标准到测试方法,全部形成文件。”
“这套东西,比具体的发动机技术更重要,这是方法论,是研发体系。”
几位老专家纷纷点头。他们太清楚规范体系的重要性了。
东大航空工业走了太多弯路,很多时候不是技术不行,而是缺乏系统的方法。
凭经验、凭感觉,换个项目、换批人,又要从头摸索。
另一边,年轻的工程师们也在讨论。他们没有在小厅,而是在大食堂和普通工人们一起吃饭。
“看到没?那些老专家,刚开始进来时还一脸严肃,现在笑得跟孩子似的。”
一个戴眼镜的年轻工程师说,他是张利团队的成员,今天负责操作演示设备。
“那当然,咱们的发动机就是争气!”旁边的同事往嘴里扒了一大口饭,“张工讲的时候,我看到刘振邦总工一直在点头,后来还偷偷竖起大拇指。
“不过压力也更大了。”第三个年轻人说,他是飞控系统的。
“发动机出来了,性能这么好,其他系统要是拖后腿,那就丢人了。”
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