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要说中国航空发动机的“头号功臣”,很多人会想到“太行”发动机总设计师张恩和。 但一个尴尬的事实是,“太行”在2005年定型后,早期装机(如歼-11B)的可靠性并不理想,故障率一度高到让空军犹豫。 一个没彻底解决可靠性问题的人,怎么就成了“头号功臣”?
临危受命:从“涡扇6下马”阴影中抢救“太行” 1991年,张恩和正式出任“太行”发动机总设计师。 摆在他面前的,是个不折不扣的“烫手山芋”。 技术上,国外对我们严密封锁。我们要靠自己,实现从第二代涡喷发动机到第三代大推力涡扇发动机的跨越——这难度,不亚于刚学会走,就得去跑百米跨栏。 精神上,整个研究所都笼罩在一个巨大的阴影下——“涡扇-6”发动机。
“涡扇-6”是我国上一代重点型号,凝聚了科研人员18年的心血。但最后,因为原定的飞机研制计划改变,它失去了装机使用对象,项目被迫终止研制。 18年心血,化为乌有。 这个教训太惨痛了。它告诉张恩和:“太行”研制,技术失败是失败,找不到飞机用,一样是死路一条。 怕什么来什么。 “太行”发动机研制周期极长,而配装的新型战机等不了。 研制中途,新型战机项目为了保证试飞进度,决定引进国外成熟的发动机。
消息传来,整个研制团队如坠冰窟。 “太行”发动机一旦失去了这个装机载体,就意味着它将完美复刻“涡扇-6”下马的悲剧。几代人的努力,又将付诸东流。 所有人都盯着总设计师张恩和。 在这千钧一发的时刻,张恩和顶住了常人难以想象的压力,大胆提出了一个在当时看来近乎“异想天开”的方案。 既然新机装了国外发动机,那“太行”为什么不能装到国外的飞机上? 他果断拍板:以我国引进的某型成熟双发飞机为平台,进行“太行”的领先试飞。 这个决策,彻底挽救了“太行”型号。
用成熟飞机平台试飞,风险更低。更关键的是,它让“太行”发动机提早暴露了问题,也提早解决了问题,大大加快了研制进度。 2001年6月6日,装配着一颗“中国心”的战鹰直奔苍穹。 当首席试飞员毕红军驾机平稳落地,报告“发动机在各种状态下工作良好”时,这个一向感情内敛的东北汉子,抱着飞行员失声痛哭。 18年攻坚:解决“从0到1”的世纪难题 “太行”首飞成功,只是万里长征第一步。 张恩和总把一句话挂在嘴边:“航空发动机不只是设计出来的,更是试验出来的。”
为了拿到第一手数据,他简直是在玩命。 有一次,他爬上2米多高的试验台,亲自验证附件是否符合装机要求。因为太过专注,他一个踩空,重重摔了下来,脑袋磕在零件上,当场昏迷。 同事们吓坏了。等他苏醒过来,他开口第一句话,问的不是自己的伤势,而是:“发动机的故障排除了吗?” 在技术问题上,张恩和“较真”到了极点。 “太行”研制中,要搞一个带可变弯度导向叶片的进气机匣。一位外国航空专家曾断言,研制这种机匣,最低重量也要49公斤。 张恩和偏不信这个邪。
他坚信科学,带领团队反复设计、精确计算、严格试制,最后拿出的成品重量是:34.5公斤。这一成果,让外国专家都为之折服。 在一次常规低温试验中,为了等到最合适的试验温度,当时已经60多岁的张恩和,硬是和大家在寒冷的厂房里一起熬到了早上5点。 他一遍遍地跑出去看室外温度计,一遍遍地给气象站打电话询问最低温度何时达到,搞得气象站的人最后都烦了。 三大跨越:搭起中国航发的“平台” 整整18年。 在研制过程中,“太行”曾遇到过200多项各种技术问题和故障。 比如风扇叶片断裂,就通过改进“凸肩”设计、改进榫头、增加阻尼等多项措施才得以解决。首席试飞员毕红军,甚至在试飞中遇到过空中停车的重大险情,最后凭借过硬技术单发着陆成功,才保住了宝贵的飞机和试验数据。
2005年12月28日,“太行”发动机终于通过了国家设计定型审查。 它的研制成功,标志着我国航空发动机实现了三大历史性跨越: - 从涡喷发动机到涡扇发动机的跨越;
- 从中等推力到大推力的跨越;
- 从第二代发动机到第三代发动机的跨越。
这就是张恩和最大的功绩——他用18年的心血,顶着国外的技术封锁,为中国航空发动机事业,硬生生搭起了一个“从0到1”的平台。 如何理解“功臣”与“可靠性” 但是,“太行”定型了,不代表就完美了。 恰恰相反,真正的考验才刚开始。
“太行”发动机在实际装备部队后,问题集中暴露了。特别是早期批次配装歼-11B战斗机的“太行”,故障率偏高,振动影响稳定、高空性能不稳等技术痛点非常突出。 问题严重到什么程度?严重到空军一度犹豫,要不要全面换装“太行”。 这就是标题中“没解决可靠性”的真实来源。 但这能否定张恩和的功劳吗? 恰恰相反,这正好说明了航空发动机研制的残酷规律。 张恩和的历史任务,是解决“从0到1”的问题。他领导的团队,在18年里,集中力量攻克了气动设计、结构强度、高低压部件匹配等基础性难题,采用了32项先进技术,包括复合材料外涵机匣(减重30%)、全程无级可调收敛-扩散尾喷口等。
他打好的是地基。 而可靠性,是“从1到100”的问题。它涉及到的精细优化、先进材料、控制系统,必须依赖发动机大批量生产、大批量装机、积累海量的飞行数据,在不断的反馈和修改中,才能逐步迭代提升。 你不能要求一个刚建好毛坯房的人,同时把精装修也做到完美。 张恩和自己,也从未停止过“精装修”的步伐。 2007年,他获得香港何梁何利基金科学与技术进步奖,转身就把20万港元的奖金,全额捐赠给了研究所的青年科技创新基金。 刚退休时,他对组织说:“我不要返聘,也不要工资,只要给我一台计算机,让我继续为发动机干点事。” 他确实是这么做的。
2016年,张恩和已身患重病。在接到四川江油一个项目评审会的邀请时,他不顾医生和家人的拼命劝阻,偷偷订了机票,自己带着一兜子消炎药出发了。 历经转机和两三个小时的长途汽车,等他出差回来,连上楼的力气都没有了。 2016年11月13日,张恩和因心脏衰竭病逝,享年77岁。 就在他去世前一个月,同事们最后见他时,他仍在病床上指导技术攻关。 他用自己的一生,为中国战机造出了一颗强劲的“中国心”。 张恩和,无愧于中国航发的头号功臣。 参考资料: 张恩和.百度百科 张恩和-“太行”发动机总设计师.科技视界.2011-11-05 摘取里程碑意义的皇冠——中国自主研制大推力涡扇发动机纪实.科技创新与品牌.2013-01-01 他的心中充满动力——追忆“太行”发动机总设计师张恩和.人民日报.2017-01-18 追缅“太行”发动机总设计师张恩和.新华社.2017-01-18 铸造“太行”-张帆.科技日报.2007-12-24 我国战机有了新“心脏”——访“太行”发动机总设计师张恩和.航空知识.2006-08-01
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