今年,是我國渦軸航空發動機創新研發和使用四十周年。剛剛過去的1月份,渦軸航空發動機四十周年座談會召開。
四十年來,我國已相繼研發了出了「玉龍」等一系列先進的中小型發動機。下面,我們就來簡要回顧一下,這四十年來我國的科研人員是怎麼一步步取得豐碩成果的。
(玉龍發動機)
「玉龍」騰空,從一開始就是追趕
「玉龍」是我國早年完全自主創新,並經歷了研製到生產再到應用全過程的航空發動機。40年前,當尹澤勇接到研發任務時,他清楚自己的肩上從此擔負了什麼。
飛機能在天上翱翔,關鍵核心就在於發動機。現代社會,航空發動機複雜的工藝構建,更是有著皇冠明珠之稱,哪個國家能夠摘取到這顆明珠,即意味著該國的技術發展達到了先進水平。
(尹澤勇和玉龍發動機)
很顯然,我國的航空發動機在上世紀80年代,還沒有發展到能摘取明珠的地步。要自己研製,尹澤勇和團隊起初面臨的困難就很多。
是要跟隨他國的研發路徑亦步亦趨,還是完全走自己的路?是要遵循舊有的經驗,還是開創新的標準?剛開始的選擇方向就很難,下一步的發展難度就更高了。
從20世紀初美國人研發出飛機,此後一個多世紀的發展,歐美的技術不知道已更新了多少代,無數個看不見的地方,正是我們和西方的客觀差距。
尹澤勇很清楚,最難的地方不僅僅是開創新局面,還在於我們是追趕模式。西方飛機領域的發展,可以有一個多世紀充足的時間,而我們沒有這樣充足的時間。
別人幾十年乃至上百年走過的階段,我們只有十幾年的時間去追趕進而超越。
在接棒研發之前,尹澤勇在這一領域的研究已經持續了一段時間,還在上世紀70年代,他就投身到了航空發動機領域的理論體系建設。
為了開展「有限元」這一前沿科技的研究和應用,尹澤勇平常最常去的三個地方是北京、上海和株洲。因為開展研究用的計算機,當時只有這三個地方才具備。
我國的「玉龍」發動機,名字源於「玉龍雪山」,從牽頭開始研發,尹澤勇就清楚未來的新設備,一定是定位最前沿科技的。
他常常是迎著星辰就趕往計算中心,生活沒有規律幾乎是常態,以至於後來落下了很嚴重的胃病。可即便如此,尹澤勇並沒有放棄自己的科研節奏,甚至為了不讓病情影響到自己的科研時間,他選擇了胃切除手術。
整個團隊的研究在追趕,尹澤勇又在對自己的時間極限施壓,他甚至連一秒鐘的時間都不想浪費。這種爭朝夕的態度,終於讓「玉龍」的研發,一步步從單純的追趕變成了趕超。
民用渦軸發動機的研發和背後的故事
圍繞「玉龍」發動機的研製,我國逐漸形成了一套基礎理論和科研成果,對航空發動機的設計理論體系能做到有力支撐。
「玉龍」的整體結構緊湊輕巧,相關性能到具體的表現都很優越,在裝備機型方面,它可用於新一代的5.5噸級直升機。在這一技術領域,完備的理論體系構成了基礎,也為下一代產品的研發提供了堅實的保障。
而在具體的研發進程中,尹澤勇從青年時代形成的爭分奪秒意識,哪怕到了現在依然不改。
有時候面對一個問題,整個團隊的探討可能會持續到很晚,通常這種情況下,年輕人都會吃不消,但是尹澤勇無論是參與討論還是思考,看起來永遠是精神飽滿。
尤其是一些主要的方向和決策選擇,一個人解決不了的問題,需要整個團隊討論完成。在這種重大事項和技術的決策面前,尹澤勇往往能注意到更多的細節。
可對團隊成員來說,尹澤勇的身體在超長時間的工作模式中,也會吃不消的。畢竟他的胃病是無法根除的,長時間高強度的工作,身體又豈能受得了?
面對這一點,尹澤勇的辦法是帶餅乾。他的這一習慣已經持續多年,事前準備好的餅乾,主要是用來解決胃實在受不了的時候出現的情況的。
往往啃一口餅乾,思考就會繼續下去,在討論過程中,不是的思考和提問,一直在持續進行。這樣的時刻,團隊成員已不知道看到過多少回了。誰不知道,尹澤勇把時間看的很重。
哪怕是到了2016年,已是八旬年紀的尹澤勇,拼起來一點也不遜色年輕人。彼時我國發動機的發展已經步入了全新的賽道,節奏快了,他就更不想耽擱時間了。
有時候連續一周的時間,他都穿梭在會場、試驗基地、科研場所等地方。家對於尹澤勇來說,似乎就是一個可有可無的場所,很多時候他在辦公室能歇會兒的時間都沒有。
既要協調工作,還要分析故障,同時還得研討技術,可以說從是無限的工作再到創造思考,尹澤勇一項屬於自己的任務都不落下。年輕人吃不消的節奏,他能吃得消。
值得一提的是,也是在2016年,「玉龍」在內的一系列渦軸發動機,第一次以實物的方式出現在珠海航展上。
除了「玉龍」之外,當時一併參展的還有「金沙」發動機,這是在渦軸發動機的基礎上,發展出來的民用技術驗證機,主要用於探索和攻關,為我國下一步民用渦軸發動機的研發探索道路。
而推動這種進步的,正是尹澤勇和他團隊曾經持續多年的爭分奪秒。他有一個很知名的觀點,節省時間或者說縮短時間最好的辦法就是掌握規律。
在多年的研究中,尹澤勇的追趕不是盲目的,研發靠的是數據和事實,任何一種結論,都得有證據和數字來支撐。所以爭議和分歧,在他的團隊中出現的次數有限。因為,尹澤勇往往會安排進行試驗,用事實來說明一切。
正是靠著這種研發的精神,我國民用渦軸發動機,進入21世紀後走上了快車道。
新產品和無人機的結合
「玉龍」屬於第一型產品,此後該類型的發動機又有AES100、AEF100、AEP100等典型產品,其中的AES100,已經和國產的「彩虹」無人機搭配了。
中國航空發動機集團,創立於2016年,這一年AES100發動機開始立項研製,這一年尹澤勇的工作節奏更是加快。
到2021年7月,該發動機已經完成了第一次首飛。它屬於1000千瓦級民用渦軸發動機,首飛成功後,就被運用到了「彩虹」大型傾轉無人機中。
新發動機的特點,效率、壽命、可靠性都得以提高,5到6噸級的雙發直升機,3到4噸級的單發直升機,其動力需求都可滿足。而新裝配的「彩虹」無人機,也是產品升級後的新品。
在這款發動機的基礎上,渦扇、渦槳發動機以及混合動力系統都在同步發展。同樣也正是靠著尹澤勇等人的努力,我國在該領域的發動機才能成體系、家族化發展。
比如AEF100發動機,未來可用於3到5噸級的高空無人機需求,其低雜訊和低排放的特點,代表了我國先進的民用渦扇發動機水平。
再比如AEP100發動機,能夠運用到3到10噸級的無人機領域,該發動機的綜合性呢已達到國際先進水平,經濟性和安全性能優越。
要創新但不能違背科學定律
應用的背後,是在研發道路上,一個又一個問題被解決。對尹澤勇來說,只要產品還處在研發階段,任何一個問題都是不能錯過的。
因為在他的研發時間表上,沒有什麼追趕進度的說法。因為不把問題一個個解決好,未來就得花費更多的時間和代價,只有在整個研發進程中將問題處理了,整體的進程才會有保障。
對於這一點,尹澤勇是近乎固執的。尤其是研發這種事情,發現問題和處理問題,往往都是在一線的試驗場地,而每當處理起問題來,他常常會忙到忘記時間。
在他看來,如果不去現場,就不會知道問題的實質是什麼。所有的問題不能帶到外面,更不可能憑空去解決。所以多年以來,他認為的進步,靠的就是解決問題和勇於創新。
創造本身不能違背基本的科學規律,這也是尹澤勇始終秉持的一點。可以說在這條道路上,他始終在衝刺和跑步前進。理論、研發、實踐、應用,每一個步驟都在解決和攻克。
自從航空發動機集團創立以來,尹澤勇是集團的科技委主任,主要負責技術研發生產的戰略規劃等。他運用此前多年的研發經驗,在新產品的研發中又先世界一流看齊。這一切的背後,是尹澤勇相信,外國人能做到的事情,我們同樣也能做到,而且還會比他們做的更好。
結語
靠著這股精神,這種對研發產品的矢志不渝,多年來我國渦扇航空發動機的發展,才能從無到有,從單一化變成了家族化的發展模式。
體系一旦形成,積累的經驗也就能成為將來發展的理論。有這一切東西,它也會成為其他技術領域發展的範式。
尤其是像尹澤勇這樣多年來奮戰在一線的科研工作者,身上體現出來的那股精神,更是值得各行各業的人去學習借鑒。
只要有這種精神在,我們的技術和發展就能持續進步。只要有技術在,未來我們航空領域的一切零部件和核心部件,也都將實現國產化。
參考資料:
《「玉龍」渦軸航空發動機40年自主創新的故事》 光明日報 2024年1月25日
《大功率渦軸發動機首次實物展出》 科技日報 2016年11月1日
《國產民用渦軸發動機AES100將裝配「彩虹」無人機》 新華每日電訊 2022年7月5日