【院士訪(fǎng)談】

◎本報記者 矯 陽(yáng)

當下，中國航空發(fā)動(dòng)機集團有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)中國航發(fā))自主研制的1000千瓦級AES100民用渦軸發(fā)動(dòng)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(shù)水平比肩國際第四代先進(jìn)民用發(fā)動(dòng)機的產(chǎn)品。

“要做成民用航空發(fā)動(dòng)機的中國品牌，做出最先進(jìn)的發(fā)動(dòng)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(fǎng)談時(shí)表示。

中國航空發(fā)動(dòng)機事業(yè)取得長(cháng)足進(jìn)步

記者：航空發(fā)動(dòng)機被稱(chēng)為現代工業(yè)“皇冠上的明珠”。世界上有哪些國家能研制先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機？

尹澤勇：當前，美國、俄羅斯、英國、法國和中國能夠研制先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機。新中國航空發(fā)動(dòng)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(guò)一代代從事航空發(fā)動(dòng)機事業(yè)的航發(fā)人的不懈努力，我國航空發(fā)動(dòng)機事業(yè)從無(wú)到有、從小到大、從弱到強，實(shí)現了渦噴、渦扇、渦軸、渦槳等先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機系列產(chǎn)品的研制生產(chǎn)。

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

尹澤勇：黨和國家高度重視航空發(fā)動(dòng)機事業(yè)發(fā)展。2023年9月1日，習近平總書(shū)記專(zhuān)門(mén)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(dòng)機事業(yè)有了長(cháng)足進(jìn)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(dòng)機事業(yè)取得成績(jì)的高度概括和褒獎。

這些年，航空發(fā)動(dòng)機取得長(cháng)足進(jìn)步。民用發(fā)動(dòng)機方面，近年航展中，中國航發(fā)先后展出CJ(長(cháng)江)1000A、CJ2000等大涵道比渦扇商用發(fā)動(dòng)機，AES100、AEP100等渦軸、渦槳通航動(dòng)力，以及其他各類(lèi)新型發(fā)動(dòng)機。這些都是我國航空發(fā)動(dòng)機事業(yè)取得長(cháng)足進(jìn)步的具體體現。

記者：您提到的這些發(fā)動(dòng)機處于什么水平？

尹澤勇：以國人關(guān)注的大飛機動(dòng)力長(cháng)江系列發(fā)動(dòng)機為例。我是該系列發(fā)動(dòng)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(jìn)的發(fā)動(dòng)機。經(jīng)過(guò)多年努力，該系列發(fā)動(dòng)機已取得顯著(zhù)進(jìn)展。

記者：長(cháng)江系列發(fā)動(dòng)機具體配裝什么飛機？

尹澤勇：CJ1000A發(fā)動(dòng)機能滿(mǎn)足150座級單通道飛機的動(dòng)力需求，將是商用飛機的強勁“中國心”。CJ2000發(fā)動(dòng)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(dòng)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(cháng)，還可通過(guò)改進(jìn)改型系列化發(fā)展。

堅持自主研制理念不動(dòng)搖

記者：曾有種說(shuō)法是，“一代人，一型航空發(fā)動(dòng)機”。研制發(fā)動(dòng)機為什么需要這么長(cháng)時(shí)間？

尹澤勇：研制航空發(fā)動(dòng)機是一個(gè)復雜的系統工程，集成了氣動(dòng)、燃燒、結構強度、控制、機械、材料等諸多現代科學(xué)技術(shù)的最新成就。發(fā)動(dòng)機的使用要求也特別苛刻。發(fā)動(dòng)機需要在高溫、高寒、高原及鹽霧等復雜環(huán)境下長(cháng)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(cháng)。

記者：隨著(zhù)新機制以及新技術(shù)的出現，我國發(fā)動(dòng)機研制周期是否會(huì )縮短？

尹澤勇：我國航空發(fā)動(dòng)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(guān)鍵核心技術(shù)都實(shí)現了突破。

我深有體會(huì )的是，研制戰線(xiàn)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(zhù)力加強應用基礎理論研究、共用技術(shù)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(pán)、控制系統、軸承等關(guān)重件和關(guān)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(wù)實(shí)也很有成效，保證了發(fā)動(dòng)機技術(shù)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(dòng)機研制進(jìn)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(dòng)搖。這些年，我們克服重重困難，主動(dòng)建立起自主創(chuàng )新研發(fā)流程，大力應用仿真技術(shù)，建立健全質(zhì)量管理體系，推進(jìn)“一次成功”工程實(shí)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(lái)，一批新型發(fā)動(dòng)機成功首飛，一批重點(diǎn)型號鑒定定型，一批關(guān)鍵技術(shù)被陸續攻克，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(shù)水平的發(fā)動(dòng)機，需要具備什么條件？

尹澤勇：想獨立自主研制出技術(shù)先進(jìn)、質(zhì)量可靠的航空發(fā)動(dòng)機，需要科學(xué)的研制方法、先進(jìn)的技術(shù)手段和創(chuàng )新務(wù)實(shí)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(dòng)機設計中，創(chuàng )新研究應用先進(jìn)的數值分析方法。這也是現在設計分析的重要方法之一，對加快自主創(chuàng )新研制至關(guān)重要。

從當年開(kāi)展方法研究，到今天團隊成功開(kāi)發(fā)出我們自己的通用設計優(yōu)化工業(yè)軟件，這個(gè)過(guò)程非常艱苦，沒(méi)有毅力無(wú)法堅持下來(lái)。

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(guān)部門(mén)加大了支持力度。我們加快設備建設進(jìn)度，新建的航空發(fā)動(dòng)機高空模擬試驗基地、航空發(fā)動(dòng)機露天試車(chē)臺等一批先進(jìn)的試驗設施，都有力保障了先進(jìn)發(fā)動(dòng)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(dòng)機產(chǎn)學(xué)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(dòng)機首次展出。這款新型渦軸發(fā)動(dòng)機完全由我國自主設計研發(fā)，并獲得國家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎一等獎。這是我國航空發(fā)動(dòng)機單獨申報取得的最高國家級獎項?！坝颀垺卑l(fā)動(dòng)機的成功研發(fā)，對中國航空發(fā)動(dòng)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(guò)程的渦軸發(fā)動(dòng)機。其根本轉變了我國渦軸發(fā)動(dòng)機的研制方式，實(shí)現了渦軸發(fā)動(dòng)機技術(shù)水平從引進(jìn)國外專(zhuān)利生產(chǎn)，到完全自主創(chuàng )新研發(fā)先進(jìn)發(fā)動(dòng)機的本質(zhì)性跨越。

作為該發(fā)動(dòng)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(dòng)機1984年啟動(dòng)研制，至今已有40年，這個(gè)過(guò)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(dòng)機研發(fā)、使用、發(fā)展40年，我親歷并見(jiàn)證了“玉龍”發(fā)動(dòng)機的不斷發(fā)展。在它的預先研究、設計研制、批量列裝、改進(jìn)改型發(fā)展過(guò)程中，凝練形成了“腳踏實(shí)地、自主自立、執著(zhù)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(jìn)發(fā)動(dòng)機。

記者：當前，“玉龍”發(fā)動(dòng)機還在升級迭代嗎？

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

可從多方面評價(jià)發(fā)動(dòng)機的先進(jìn)性

記者：您長(cháng)期從事航空發(fā)動(dòng)機研制工作。在您看來(lái)，一型先進(jìn)發(fā)動(dòng)機的標準是什么？

尹澤勇：我1962年上大學(xué)進(jìn)入航空領(lǐng)域，畢業(yè)后進(jìn)入航空發(fā)動(dòng)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(dòng)機以及直升機傳動(dòng)系統。

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

只有運用最先進(jìn)的制造技術(shù)，才能造出好發(fā)動(dòng)機。比如，渦輪葉片是發(fā)動(dòng)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(dòng)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(cháng)期工作的基礎，是判斷一臺發(fā)動(dòng)機先進(jìn)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(cháng)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(dòng)機的過(guò)程中，我們在國內最先研發(fā)制造了最先進(jìn)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(dòng)機的先進(jìn)性。

記者：渦輪葉片材料的發(fā)展，是否會(huì )隨著(zhù)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(gè)成熟過(guò)程，在研制“玉龍”發(fā)動(dòng)機時(shí)，我們采用單晶高溫合金，極大提高了發(fā)動(dòng)機性能?，F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(dòng)機的使用角度來(lái)說(shuō)，您認為應如何在技術(shù)先進(jìn)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(lèi)很多，對各類(lèi)發(fā)動(dòng)機的要求各不相同。從飛機用戶(hù)的使用需求出發(fā)，既能夠滿(mǎn)足使用需要，又經(jīng)濟可靠，才是好的發(fā)動(dòng)機。

如果發(fā)動(dòng)機只是滿(mǎn)足狹義的技術(shù)先進(jìn)，但成本高昂、使用維護不便，用戶(hù)承受不起，是沒(méi)有競爭力的。

發(fā)動(dòng)機的先進(jìn)性，也包括經(jīng)濟性和維護性。AES100發(fā)動(dòng)機在促進(jìn)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(jìn)通用核心機基礎上發(fā)展了渦軸、渦槳、渦扇發(fā)動(dòng)機和燃氣輪機，具有極大經(jīng)濟優(yōu)勢。

記者：請談?wù)労娇瞻l(fā)動(dòng)機未來(lái)的發(fā)展趨勢。

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

記者：中國航發(fā)在這方面有哪些研究？進(jìn)展如何？

尹澤勇：我前面說(shuō)過(guò)，要做就做最先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機。這些年，為實(shí)現“雙碳”目標，我們已系統布局前沿顛覆技術(shù)，加快推動(dòng)氫能、混電等新能源、新原理航空動(dòng)力技術(shù)的研究，努力搶占未來(lái)前沿動(dòng)力制高點(diǎn)。

[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(lái)，最正確的選擇就是跟著(zhù)黨走，為國出力。沒(méi)有這種將個(gè)人融入黨和國家事業(yè)的情懷，不可能做出任何成績(jì)。

要有敢于爭先的決心。我擔任過(guò)多個(gè)型號的總師，一直認為，要做就做最好的發(fā)動(dòng)機。我們要勇于承認并面對暫時(shí)的落后，但絕對不可以不進(jìn)取，不能重復搞低水平、沒(méi)有競爭力的發(fā)動(dòng)機。

要以科學(xué)創(chuàng )新為動(dòng)力，跳出條條框框限制，在探索中不斷突破。我覺(jué)得一個(gè)卓越工程師要終生學(xué)習，基礎寬厚，要注重不同學(xué)科之間的知識交叉融合?！皣仄鳌倍际菑碗s的大系統工程，無(wú)論是做總師工作還是承擔具體技術(shù)工作，都必須有系統思維和鍥而不舍的毅力?！鼭捎?/p>

(科技日報)