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  • 中國航空發動機研發難題:量產可靠性需大提升
    2012-12-20 中國質量報

    12月12日,中航工業貴陽航空發動機產業基地渦輪葉片機加中心生產線點火投產。與此同時,貴陽國家高新區、白云區16個重點航空產業鏈項目,也集中點火投產。這只是我國航空發動機研制造“發力”的一個側影。日前,備受各界矚目的“航空發動機重大科技專項”已上報國務院,有望近期出臺。另外,航空制造業界近期紛紛宣稱,將加大航空發動機研發投入,力爭趕上國外先進水平。 

    航空發動機,被譽為飛機心臟。業內人士表示,要想使國產飛機裝上自主品牌的“中國心”,從質量角度講,需要在產品可靠性上狠下功夫,踐行全過程質量管控,并且建立起自主的售后服務標準體系。 

    航空發動機,號稱裝備制造業“皇冠上的明珠”,代表一國制造業水平。同國外航空強國相比,我國在航空發動機研發方面,仍有不小差距。據統計,目前世界三大航空發動機生產商,美國通用電氣、普拉特·惠特尼(簡稱普惠)和英國的羅爾斯·羅伊斯(簡稱羅羅),“壟斷”著全球約85%的市場份額。 

    截至今年,全球民用航空發動機共有4萬多臺,裝配在約1.7萬架飛機上。其中,66%的發動機以匹配120~200座級的大飛機為主要目標。在該級別的發動機供應,主要是CFM56系列和V2500系列發動機。前者由通用電氣與法國斯奈克瑪公司組成的合資公司生產,后者由普惠和羅羅公司牽頭組建的IAE公司生產。 

    此外,在波音B747至B777、空客A380等座級更高的大飛機上,羅羅公司的發動機獨占鰲頭;而在低座級支線飛機市場,則是普惠公司的天下。俄羅斯擁有大飛機發動機的生產能力,但蘇聯解體后,其生產研發能力長期延緩,目前已很難扭轉美、英“二分天下”的格局。 

    近年來,加快航空動力發展,根治飛機動力依賴進口的問題,已引起國家及航空業界的高度重視。 

    據悉,航空發動機重大科技專項,日前已經上報國務院,有望近期出臺。該專項預計投入至少千億元資金,支持國產航空發動機的自主研發與制造。中航發動機控股有限公司副總經理、研究院院長張健,之前在珠海航展上公開表示,“我們已經啟動專項計劃,準備投入100億元開展研發。”航空工業業內人士預測,中國政府將在未來20年內投入3000億人民幣,用于研發航空發動機。 

    目前,以“太行”、“昆侖”等大推力、大涵道比渦扇發動機研制成功,表明我國已具備自主研發第三代航空發動機的能力。張健說,預計2020年前后,將正式完成國產大飛機配套發動機的研制工作,加上適航使用時間,預計到2025年前后,達到世界先進水平的國產發動機有望正式投入使用。 

    據中國民航大學航空工程學院發動機系教授李書明介紹,從國外航空發動機機型看,產品主要由本體和工作系統組成,本體包括進氣道、燃氣機、燃燒室、渦輪及排氣裝置五大部分,工作系統有燃油系統、潤滑系統、啟動系統等。 

    國產航空發動機研發,亟待破解的一大難題是,量產可靠性需要大幅提升。多年來一直研究航空發動機的專家傅前哨告訴記者,“量產時的批量生產,與單機實驗生產有差異。”比如,在實驗室制造一片渦輪葉片是一回事,而批量生產數以千計的標準化且性能可靠的渦輪葉片,則完全是另外一回事。一臺噴氣發動機往往需要 400~500片各類葉片,穩定的量產質量是發動機制造業的必需。 

    傅前哨說,要想在包括量產穩定性的產品研發上有所突破,需要踐行全過程的質量管控。從設計開始,要考慮到多方面問題;生產加工,嚴格按照航空產品的生產流程和規程執行,每一個零部件生產出來后,都要嚴格按照標準進行檢驗、檢測;同時,重視組裝質量管控;最后,多聽取用戶的使用反饋意見,形成設計制造、使用的良性循環。 

    另外,國內航空發動機制造業,需要努力實現的,是六西格瑪或全面質量管理能力,這樣才能確保質量管理的有效性,確保所有質量問題得到監督,以及生產和質量數據的真實性。業界認為,如果這一點無法實現,那么中國在發動機研發制造技術邁進過程中的代價,將是巨大的。 

    “用國外發動機,受制于廠商。”從民航航空發動機使用與維修角度切入,李書明直截了當地說,航空發動機的使用和維修,由廠家提供手冊,按照手冊來執行即可。但是如果要涉足維修,需要通過發動機生產廠家的認證,認證你有維修技術能力后,才發證準予維修。 

    但是,一個問題出現了,目前我國民用飛機配置的發動機,幾乎全靠國外進口。這就意味著,進行售后維修服務,需要通過國外廠商的認證。從這方面講,受制于人。而且,航空發動機“原初的設計技術、設計方面的資料,對我們是保密的”。李書明表示,國外航空發動機制造商提供的手冊,都是從用戶的角度制定的,相當于產品說明書,而最核心的產品設計技術卻學不來。因此,國產航空發動機研發技術要想“更上一層樓”,急需建立自主售后服務標準體系。 

    “設計部門和維修部門要結合起來,形成自己的售后服務規范和標準。”在李書明看來,我國在航空發動機維修技術上沒有太大問題,關鍵是維修管理方面,需要維修機構設立專門的質量控制部門,在維修等售后服務中逐漸形成自身獨特的管理方法及標準體系。

     
     
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