中国自行设计首台喷气发动机诞生记.docVIP

中国自行设计首台喷气发动机诞生记 　　1930年，英国人弗兰克?惠特尔申请了世界上第一个涡轮喷气发动机专利（图二）；过了11年，第一架喷气式飞机面世。在50年代初的朝鲜战争中，著名的米格－15和F－84等喷气式战斗机的参战，宣告人类进入了喷气时代。 　　早在30年代末40年代初，我国尚处于抗日战争时期，中国就有一批知识分子或留英或赴美欲走航空救国之路。其中的一些人投身于喷气发动机方面的研究，但在学成归国时，腐败的蒋介石政府却使他们失望了；以至他们有的改行，有的从教，有的则去了国外，也有一些人为了追求光明暂时放下专业奔赴解放区。吴大观（图一）即是后者。1948年冬，吴老在北平地下党的安排下一家先去天津，再装扮成商人经唐官屯进入了解放区。他受到了聂荣臻司令员的接见。聂总勉励吴大观：待全国解放了，要搞我们中国自己的航空。 　　一年后新中国成立，吴大观是首批被国家调到航空工业部门的技术干部之一，任职于一机部四局(即重工业部航空工业局)。他不仅参与了抗美援朝时期的大量发动机的修理与装配，还参加了我国首台涡喷－5(BK－1）发动机的仿制工作。1956年毛主席号召“向科学进军”，要建立包括自行设计在内的独立完整的航空工业。是年10月沈阳航空发动机设计室成立，11月吴大观调任室主任。他的副手是自英国学成归来的虞光裕同志(虞在沈阳发动机研究所成立后被任命为第一任总设计师)。从此，吴大观迈进了中国自行设计喷气发动机之路，并为之奋斗了一生。 　　 　　确定设计目标 　　 　　设计室成立后承担的第一个任务是研制喷发1A发动机。当时新中国成立才几年，航空工业的设计力量几乎是一片空白。这种情况下设计自己的喷气发动机谈何容易!而且，研制什么样的发动机，设计目标选定在哪儿……设计室面临着重大技术决策。当时，吴大观与同时调到沈阳任飞机设计室主任的徐舜寿进行了多次磋商，分析了我国的工业基础和经济技术水平后认为：必须量力而行实事求是。最后吴大观他们决定：先设计喷气教练机。飞机定名“歼教1”，发动机定名“喷发－1A”。 　　涡轮喷气发动机有多种类型，PF－1A是一种双面进气的单级离心式发动机，其结构剖面见图三。它由一个叶轮(图四）和一个单级涡轮以及连接它们的轴组成转子；由附件机匣、前后进气机匣、压气机机匣、燃烧室机匣和涡轮机匣及尾喷管组成静子外壳。 　　PF－1A的工作原理如下：空气经过前、后进气机匣(又称进气预旋)后分别流入叶轮。叶轮的前后面各有29个径向排列的叶片。高速旋转的叶轮使空气加速并获得能量。空气流在叶轮外侧的压气机扩压器内扩压减速后，转过90°由径向转为轴向流动，然后分成9股分别进入9个单管燃烧室。在燃烧室里，空气与喷入的燃油混合燃烧。高温高压的燃气进入涡轮机匣，先通过45片导向叶片组成的静子通道，再进入由54片实心叶片组成的涡轮，从而驱动涡轮作功。涡轮带动叶轮高速转动。高温气流从涡轮流入尾喷管后喷向机外，产生推力。这是我国首次设计航空喷气发动机，一没有实践经验，二缺乏技术储备，更没有试验设备。一切必须从零开始，技术风险很大。为此，吴大观与虞光裕多次研究商讨，以寻找符合我国国情且力所能及的发动机设计方案。最终他们决定选用沈阳航空发动机厂刚仿制成功的涡喷－5(苏联编号BK－1）作为原准机，采用相似律方法进行缩型设计。这个方案既可以充分利用工厂涡喷－5的技术资料及一部分毛料、工装设备、锻铸件等，材料也好解决；而且还可降低工艺难度，缩短加工周期，是一条风险小且把握较大的捷径。 　　当喷发－1进入技术设计阶段后，曾经两次修改方案。第一次是为适应飞机的要求把推力提高到1300公斤力；第二次是1958年3月，空军审查木质样机后，认为发动机推力还不够，应提高到1600公斤力，为此，已发出去的图纸又作了第二次修改。发动机最后定名为喷发－1A，代号PF－1A。 　　 　　研制的中坚力量 　　 　　基本方案确定后，首要的大事是设计人员何处来?新中国初期，发动机方面的设计人员真是寥寥无几。经吴大观多方努力，从部局机关、沈阳和哈尔滨的航空发动机厂调来一些技术人员，不过二十来人。而这对于设计一台喷气发动机所需要的设计人员说，只是杯水车薪。后来，国家从南京航专分配了几十名专科生，又从沈阳航校分配来若干名中专生，到1957年初，设计人员达到了100名左右。可是这100人中，大多数学的是活塞式发动机或修理装配制造专业，对于涡轮喷气发动机来说，多数人是闻所未闻；以至有人在设计叶栅试验件时，错把压气机叶片当作了涡轮叶片。 　　吴大观和虞光裕深感技术队伍建设之重要，培养高水平人材是当务之急。为此，吴老与北航动力系联系，决定在北航开设短期培训班，选送20多名年青人由他带队去学习。短训班自1956年底开始到第二年4月结束，历时半年，专门学习喷气发动机原理和叶片机