【院士訪談】

◎本報記者 矯 陽

當下，中國航空發(fā)動機集團有限公司(以下簡稱中國航發(fā))自主研制的1000千瓦級AES100民用渦軸發(fā)動機，正在為今年自主適航取證做最后沖刺。

它是我國第一型具有國際競爭力和完全自主知識產(chǎn)權、技術水平比肩國際第四代先進民用發(fā)動機的產(chǎn)品。

“要做成民用航空發(fā)動機的中國品牌，做出最先進的發(fā)動機，讓中國飛機都用上強勁‘中國心’！”中國工程院院士、中國航發(fā)科技委原主任尹澤勇日前接受科技日報記者訪談時表示。

中國航空發(fā)動機事業(yè)取得長足進步

記者：航空發(fā)動機被稱為現(xiàn)代工業(yè)“皇冠上的明珠”。世界上有哪些國家能研制先進航空發(fā)動機？

尹澤勇：當前，美國、俄羅斯、英國、法國和中國能夠研制先進航空發(fā)動機。新中國航空發(fā)動機事業(yè)在抗美援朝的烽火中誕生，靠的是自強不息。經(jīng)過一代代從事航空發(fā)動機事業(yè)的航發(fā)人的不懈努力，我國航空發(fā)動機事業(yè)從無到有、從小到大、從弱到強，實現(xiàn)了渦噴、渦扇、渦軸、渦槳等先進航空發(fā)動機系列產(chǎn)品的研制生產(chǎn)。

記者：中國航空發(fā)動機事業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀怎樣？這些年涌現(xiàn)出了哪些代表性產(chǎn)品？

尹澤勇：黨和國家高度重視航空發(fā)動機事業(yè)發(fā)展。2023年9月1日，習近平總書記專門給中國航發(fā)“李志強班”職工回信指出，“這些年，中國航空發(fā)動機事業(yè)有了長足進步，初步探索出一條自主創(chuàng)新發(fā)展的新路子”。這是對航空發(fā)動機事業(yè)取得成績的高度概括和褒獎。

這些年，航空發(fā)動機取得長足進步。民用發(fā)動機方面，近年航展中，中國航發(fā)先后展出CJ(長江)1000A、CJ2000等大涵道比渦扇商用發(fā)動機，AES100、AEP100等渦軸、渦槳通航動力，以及其他各類新型發(fā)動機。這些都是我國航空發(fā)動機事業(yè)取得長足進步的具體體現(xiàn)。

記者：您提到的這些發(fā)動機處于什么水平？

尹澤勇：以國人關注的大飛機動力長江系列發(fā)動機為例。我是該系列發(fā)動機的首任總設計師。在立項之初，我和團隊成員的目標就是對標世界一流，做最先進的發(fā)動機。經(jīng)過多年努力，該系列發(fā)動機已取得顯著進展。

記者：長江系列發(fā)動機具體配裝什么飛機？

尹澤勇：CJ1000A發(fā)動機能滿足150座級單通道飛機的動力需求，將是商用飛機的強勁“中國心”。CJ2000發(fā)動機以配裝雙通道遠程寬體客機為目標。這兩型大涵道比發(fā)動機都具有完全自主知識產(chǎn)權，且油耗低、排放低、噪音低、可靠性高、壽命長，還可通過改進改型系列化發(fā)展。

堅持自主研制理念不動搖

記者：曾有種說法是，“一代人，一型航空發(fā)動機”。研制發(fā)動機為什么需要這么長時間？

尹澤勇：研制航空發(fā)動機是一個復雜的系統(tǒng)工程，集成了氣動、燃燒、結構強度、控制、機械、材料等諸多現(xiàn)代科學技術的最新成就。發(fā)動機的使用要求也特別苛刻。發(fā)動機需要在高溫、高寒、高原及鹽霧等復雜環(huán)境下長期可靠工作。它的設計、制造及試驗工作量極大，因此研制周期長。

記者：隨著新機制以及新技術的出現(xiàn)，我國發(fā)動機研制周期是否會縮短？

尹澤勇：我國航空發(fā)動機自主研制步伐在不斷加快。尤其是2016年，黨和國家批準成立中國航發(fā)后，許多關鍵核心技術都實現(xiàn)了突破。

我深有體會的是，研制戰(zhàn)線全體成員直面困難，敢于拼搏，采取了許多創(chuàng)新理念、創(chuàng)新方法。

比如，我們著力加強應用基礎理論研究、共用技術研究和型號預先研究，并與型號研制緊密結合；加強葉片、輪盤、控制系統(tǒng)、軸承等關重件和關鍵成附件研制；加強試驗能力、生產(chǎn)能力和保障能力建設等。我們的工作很務實也很有成效，保證了發(fā)動機技術水平的大幅提高及研制周期大幅縮短。

記者：為加快國產(chǎn)飛機發(fā)動機研制進程，我們做了哪些努力？

尹澤勇：我們做的最重要的努力是堅持自主研制理念不動搖。這些年，我們克服重重困難，主動建立起自主創(chuàng)新研發(fā)流程，大力應用仿真技術，建立健全質(zhì)量管理體系，推進“一次成功”工程實施，推廣“一裝一試”裝配模式轉換等。設計、試驗、制造水平不斷提高，研發(fā)周期不斷縮短。

近8年來，一批新型發(fā)動機成功首飛，一批重點型號鑒定定型，一批關鍵技術被陸續(xù)攻克，一批核心裝備正在加速研制。

需要具備十年磨一劍的毅力

記者：研制高技術水平的發(fā)動機，需要具備什么條件？

尹澤勇：想獨立自主研制出技術先進、質(zhì)量可靠的航空發(fā)動機，需要科學的研制方法、先進的技術手段和創(chuàng)新務實的研發(fā)團隊。當然，也要付出大量的資源，具備十年磨一劍的毅力。

20世紀七八十年代，我和團隊成員在發(fā)動機設計中，創(chuàng)新研究應用先進的數(shù)值分析方法。這也是現(xiàn)在設計分析的重要方法之一，對加快自主創(chuàng)新研制至關重要。

從當年開展方法研究，到今天團隊成功開發(fā)出我們自己的通用設計優(yōu)化工業(yè)軟件，這個過程非常艱苦，沒有毅力無法堅持下來。

記者：在能力建設方面，我們做出了什么創(chuàng)新舉措？

尹澤勇：這些年，相關部門加大了支持力度。我們加快設備建設進度，新建的航空發(fā)動機高空模擬試驗基地、航空發(fā)動機露天試車臺等一批先進的試驗設施，都有力保障了先進發(fā)動機研制。

我們還充分利用新型舉國體制優(yōu)勢，聚合全國力量，組建“國家隊”。如成立中國科協(xié)航空發(fā)動機產(chǎn)學聯(lián)合體等，形成融通創(chuàng)新基本格局。

記者：2016年，“玉龍”發(fā)動機首次展出。這款新型渦軸發(fā)動機完全由我國自主設計研發(fā)，并獲得國家科學技術進步獎一等獎。這是我國航空發(fā)動機單獨申報取得的最高國家級獎項?！坝颀垺卑l(fā)動機的成功研發(fā)，對中國航空發(fā)動機事業(yè)的重要意義是什么？

尹澤勇：“玉龍”是我國第一型走完自主創(chuàng)新研發(fā)使用發(fā)展全過程的渦軸發(fā)動機。其根本轉變了我國渦軸發(fā)動機的研制方式，實現(xiàn)了渦軸發(fā)動機技術水平從引進國外專利生產(chǎn)，到完全自主創(chuàng)新研發(fā)先進發(fā)動機的本質(zhì)性跨越。

作為該發(fā)動機的總設計師，我認為其成功研發(fā)更重要的意義，在于證明了我們敢想敢干敢勝利。外國人能做到的，中國人不僅能做到，還能做得更好。

記者：“玉龍”發(fā)動機1984年啟動研制，至今已有40年，這個過程中凝練出了“玉龍”精神，這具體是什么？

尹澤勇：今年恰逢“玉龍”發(fā)動機研發(fā)、使用、發(fā)展40年，我親歷并見證了“玉龍”發(fā)動機的不斷發(fā)展。在它的預先研究、設計研制、批量列裝、改進改型發(fā)展過程中，凝練形成了“腳踏實地、自主自立、執(zhí)著堅守、志在超越”的“玉龍”精神。這種精神激勵我們研發(fā)出更多自主創(chuàng)新先進發(fā)動機。

記者：當前，“玉龍”發(fā)動機還在升級迭代嗎？

尹澤勇：近年來，研制團隊不斷改進升級，“玉龍”發(fā)動機的性能、使用壽命已遠超定型時的要求。而且團隊進一步創(chuàng)新研發(fā)了一系列先進發(fā)動機，比如AES100即團隊發(fā)展出的最先進第四代民用渦軸發(fā)動機。此外，還有相應的渦槳及渦扇發(fā)動機等。

可從多方面評價發(fā)動機的先進性

記者：您長期從事航空發(fā)動機研制工作。在您看來，一型先進發(fā)動機的標準是什么？

尹澤勇：我1962年上大學進入航空領域，畢業(yè)后進入航空發(fā)動機行業(yè)至今，先后參與研制了多型渦扇、渦軸和渦槳發(fā)動機以及直升機傳動系統(tǒng)。

我認為，一型發(fā)動機先進與否，大致可從設計、制造和使用效果等方面來判斷。

只有運用最先進的制造技術，才能造出好發(fā)動機。比如，渦輪葉片是發(fā)動機“核心中的核心”。要生產(chǎn)出大推力(功率)、高推(功)重比的發(fā)動機，必須提升渦輪前的溫度。而在高溫下，渦輪葉片材料的持久、蠕變強度、抗熱疲勞等性能則是其長期工作的基礎，是判斷一臺發(fā)動機先進與否的標志之一。

記者：您提到高溫環(huán)境下渦輪葉片材料的性能是其長期工作的基礎。那么，當前應用的擁有良好熱強性能的金屬材料是什么？

尹澤勇：目前擁有良好熱強性能的金屬材料就是鎳基單晶合金。在研制“玉龍”發(fā)動機的過程中，我們在國內(nèi)最先研發(fā)制造了最先進的單晶合金葉片，克服了材料制備、葉片加工等一系列困難，保證了“玉龍”發(fā)動機的先進性。

記者：渦輪葉片材料的發(fā)展，是否會隨著渦輪前溫度的上升“水漲船高”？

尹澤勇：是的。從高溫合金到定向合金，再到單晶合金，以及陶瓷基復合材料，每種新材料的誕生，都提升了渦輪葉片的熱強性能。

但是新材料總有一個成熟過程，在研制“玉龍”發(fā)動機時，我們采用單晶高溫合金，極大提高了發(fā)動機性能?，F(xiàn)在，我們又在研究熱強性更佳的陶瓷基復合材料葉片。

記者：從發(fā)動機的使用角度來說，您認為應如何在技術先進和成本適合之間取舍？

尹澤勇：最合適的才是最好的。航空器種類很多，對各類發(fā)動機的要求各不相同。從飛機用戶的使用需求出發(fā)，既能夠滿足使用需要，又經(jīng)濟可靠，才是好的發(fā)動機。

如果發(fā)動機只是滿足狹義的技術先進，但成本高昂、使用維護不便，用戶承受不起，是沒有競爭力的。

發(fā)動機的先進性，也包括經(jīng)濟性和維護性。AES100發(fā)動機在促進經(jīng)濟性和維護性方面已做了大量工作。我指導團隊在其先進通用核心機基礎上發(fā)展了渦軸、渦槳、渦扇發(fā)動機和燃氣輪機，具有極大經(jīng)濟優(yōu)勢。

記者：請談談航空發(fā)動機未來的發(fā)展趨勢。

尹澤勇：航空發(fā)動機未來要滿足碳達峰碳中和的要求。如今，民用發(fā)動機技術創(chuàng)新的方向，正在從提高熱效率減少碳排放的漸進式改革，向開發(fā)新的低碳推進技術與新燃料的革命性變革轉變。其中，可持續(xù)航空燃料、新型混合動力推進技術、氫動力技術等已成為最具代表性的顛覆性技術。

記者：中國航發(fā)在這方面有哪些研究？進展如何？

尹澤勇：我前面說過，要做就做最先進的發(fā)動機。這些年，為實現(xiàn)“雙碳”目標，我們已系統(tǒng)布局前沿顛覆技術，加快推動氫能、混電等新能源、新原理航空動力技術的研究，努力搶占未來前沿動力制高點。

[致青年科技人才]

青年科技人才首先應該有“家國情懷”。我一路走來，最正確的選擇就是跟著黨走，為國出力。沒有這種將個人融入黨和國家事業(yè)的情懷，不可能做出任何成績。

要有敢于爭先的決心。我擔任過多個型號的總師，一直認為，要做就做最好的發(fā)動機。我們要勇于承認并面對暫時的落后，但絕對不可以不進取，不能重復搞低水平、沒有競爭力的發(fā)動機。

要以科學創(chuàng)新為動力，跳出條條框框限制，在探索中不斷突破。我覺得一個卓越工程師要終生學習，基礎寬厚，要注重不同學科之間的知識交叉融合?！皣仄鳌倍际菑碗s的大系統(tǒng)工程，無論是做總師工作還是承擔具體技術工作，都必須有系統(tǒng)思維和鍥而不舍的毅力。——尹澤勇

(科技日報)