这些原始创新的技术,让国内⽆⼈机第⼀次实现超⾳速⻜⾏。⽆⼈机正在改变着战争的形态,影响着战争的进程。⽽决定⽆⼈机性能的关键是航空发动机,我们把它称为“⽆⼈机的⼼脏”。
现代战争已经从机械化⾛到了信息化。⽬前来看,现代战争已经⾛到了以⽆⼈装备为主的智能化战争,以OODA(观察、判断、决策、执⾏)作战模式为代表,整个决策和打击过程都需要全要素的智能化决策。⽐如,陆地作战时各种⽆⼈车、战争机器⼈相继出现,⽔⾯作战时也有很多⽔上⽆⼈艇和⽔下的⽆⼈潜航器,空中作战时有各种⽆⼈机、巡飞弹和巡航弹。这些都在现代战争中发挥着越来越重要的作⽤。
⽆⼈机正在改变着战争的形态,影响着战争的进程。⽽决定⽆⼈机性能的关键是航空发动机,我们把它称为“⽆⼈机的⼼脏”。⽤⼯程热物理为⽆⼈机打造“⼼脏”。在中国科学院⼯程热物理研究所,⼯程热物理的4⼤学科就是燃烧学、传热学、⼯程热⼒学和⽓体动⼒学。可以说,这4个学科就是航空发动机研制的关键性基础学科。
每⼀个设计者都追求发动机有更⾼的⽓动热⼒循环效率,我们正是根据空中⽆⼈动⼒对发动机的强烈需求,开展了⼀些系统性、创造性的⼯作,针对的对象就是整个航空发动机研制当中的⽓动热⼒。为此,我们研究了3款轻型发动机。第⼀款叫超⾳速轻型涡喷发动机,它能够实现超⾳速的飞⾏指标。第⼆款是⾼升限低油耗的轻型涡扇发动机。⾼升限指飞⾏⾼度能⾼达2万⽶,⽽民航的飞⾏⾼度是1.1万⽶。低油耗则能增加它的航时。
第三个就是⾼效费⽐轻型单轴涡扇发动机。“效费⽐”就是指它的效能和全寿命周期成本的⽐,要做到性能优越、价格低廉。
由于上述的技术进步,我们实现了超⾳速飞⾏。实现在2万⽶⾼空稳定燃烧。靠着这些技术,我们研发了3款⾼升限、低油耗的轻型涡扇发动机。这3款都是“科学院”号,它们的技术是成系列的,升限都在15公⾥以上,⽬前已经装备到了咱们部队。
第三个就是⾼效费⽐的轻型单轴涡扇发动机。这个关键词就是“单轴涡扇”,主要是满⾜智能巡飞系统的需求。我们发明了⼀个⾼压直驱风扇的设计⽅法,由这个设计⽅法集成了⼀个单轴涡扇发动机。在这个基础上,我们集成了国内也是全球第⼀款轻型的单轴涡扇发动机。跟涡喷发动机相⽐耗油率降低28.5%。跟传统的双轴涡扇发动机相⽐零部件数减少了2/3,总体成本减少80%,这是⾮常可观的。
由于上述的成果,我们2023年拿到了全国的重点实验室,就是“轻型涡轮动⼒全国重点实验室”。拿到了这个实验室,就相当于拥有了⼀⾯旗帜,建⽴了⼀个平台。借着这个平台,⼤家可以齐⼼协⼒共同开展更⾼性能、更宽域的轻型涡轮发动机的研究。在这个实验室,我们明确了5个研究⽅向。第⼀个研究⽅向就是关于轻型发动机的总体设计理论和⽅法。
接下来的⼏个⽅向分别是它的⾼效压缩和流动稳定性性能,⾼稳定的燃烧技术,⾼速转⼦动⼒学的优化设计和它的振动抑制技术,以及轻型涡轮动⼒前沿技术的研究。