--轉(zhuǎn)自燃?xì)廨啓C(jī)動力之源

什么是母型？通俗的講，就是在設(shè)計過程中，將已有設(shè)計作為 “藍(lán)本”，進(jìn)行調(diào)整或改進(jìn)，以更好滿足新產(chǎn)品需求。在不少領(lǐng)域都有母型的概念。比如，航母總體設(shè)計基本方法之一，就是母型設(shè)計，選擇經(jīng)過服役考驗的優(yōu)秀艦船作參考，通過新設(shè)計，提高技術(shù)先進(jìn)性、可靠性，更好滿足作戰(zhàn)需求。

在航空發(fā)動機(jī)領(lǐng)域，隨著對發(fā)動機(jī)性能和可靠性要求越來越高，發(fā)動機(jī)研制難度不斷增高，全新研制航空發(fā)動機(jī)的技術(shù)風(fēng)險很大，成本也非常高。20世紀(jì)六七十年代以來，各先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)國家實施了一系列研究計劃，采用“核心機(jī)+技術(shù)驗證機(jī)”的技術(shù)途徑。以一系列不同空氣流量或增壓比等級的核心機(jī)為平臺成功驗證了先進(jìn)燃?xì)鉁u輪發(fā)動機(jī)技術(shù)，并以此為基礎(chǔ)研制了多種軍、民用發(fā)動機(jī)，逐步走上了一條以核心機(jī)衍生發(fā)展、系列發(fā)展、提前發(fā)展的道路，從而很好地解決了先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)研制的成本、風(fēng)險、可靠性等問題。

如羅羅公司的AE3007H渦扇發(fā)動機(jī)、AE2100J渦槳發(fā)動機(jī)、T406系列臥軸發(fā)動機(jī)，就是在渦軸發(fā)動機(jī)T406的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，分別配裝美國全球鷹長航時戰(zhàn)略無人偵察機(jī)和巴西EMB-145支線客機(jī)、美國的C-130J大力神運(yùn)輸機(jī)和美國的V-22魚鷹傾斜旋翼機(jī)。

在重型燃?xì)廨啓C(jī)領(lǐng)域，縱覽全球發(fā)展歷史，發(fā)展相對更高性能（壓比、流量）的燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)，是在原來性能比較優(yōu)秀但是壓比和流量卻較低的壓氣機(jī)的基礎(chǔ)上，采用?；糯?、前后加級的辦法，或者，在母型的基礎(chǔ)上提高轉(zhuǎn)速、改變內(nèi)外徑，或按規(guī)定準(zhǔn)則改變部分通流尺寸，以至修改它的一些級，形成新的參數(shù)更高的氣動狀態(tài)的母型。

GE公司最初用于重型燃?xì)廨啓C(jī)的軸流壓氣機(jī)，是在上世紀(jì)40年代中期利用開發(fā)TG180航空發(fā)動機(jī)的經(jīng)驗基礎(chǔ)上進(jìn)行設(shè)計的。到40年代后期，其原動機(jī)也是根據(jù)TG180航空發(fā)動機(jī)設(shè)計而成的，計劃用于輸油輸氣管線和工業(yè)動力。這臺最早的MS3002原動機(jī)是一臺5000hp的燃?xì)廨啓C(jī)，壓氣機(jī)空氣流量37kg/s。后來一家天然氣公司偶買了28臺，經(jīng)過了30年的運(yùn)行，積累了超20萬小時的平均累計運(yùn)行時間。1955年開始設(shè)計新型壓氣機(jī)，葉片型線在原有NACA65系列葉型基礎(chǔ)上改進(jìn)，增設(shè)了壓氣機(jī)放氣口；后來，又進(jìn)一步提高轉(zhuǎn)速，利用進(jìn)口導(dǎo)葉，使得空氣流量進(jìn)一步增大，成為MS5001機(jī)型的基本結(jié)構(gòu)，步入現(xiàn)代壓氣機(jī)行列。后來不斷改進(jìn)，先后經(jīng)歷了MS5001M、MS5001N、MS5001P、MS7001A/B、MS9001B等機(jī)型。

9FA和6FA機(jī)型是按照MS7001FA機(jī)型直接比例法設(shè)計而成，1992年根據(jù)MS7001F?；糯笤O(shè)計MS9001F,功率211.07MW；MS7001FA，功率158.09MW；1994年設(shè)計了MS7001EC，功率116MW和MS9001EC，功率169.2MW。1996年?；糯笤O(shè)計制造成MS9001FA，功率222MW。

GE公司早期研制的H型燃?xì)廨啓C(jī)壓氣機(jī)為18級壓氣機(jī)，由CF6－80C2航空發(fā)動機(jī)衍生而來，CF6－80C2航空發(fā)動機(jī)以2.6：1的比例放大為7H，以3.1：1的比例放大為9H，并在CF6－80C2航空發(fā)動機(jī)的后部增加了4級壓氣機(jī)葉片。 

三菱的H-25型燃?xì)廨啓C(jī)的技術(shù)也是源自GE的MS5001，H-80型燃?xì)廨啓C(jī)，就是從H-25型燃?xì)廨啓C(jī)放大設(shè)計而來的。該燃?xì)廨啓C(jī)的壓氣機(jī)為H-25型的壓氣機(jī)放大設(shè)計，壓比從H-25的14提高到了17。

西門子V84.3A燃?xì)廨啓C(jī)15級壓氣機(jī)的母型是PW4000航空發(fā)動機(jī)，具有相似的通流能力和相同的壓比，并采用普惠公司的計算程序?qū)簹鈾C(jī)的動葉和靜葉進(jìn)行了重新設(shè)計和優(yōu)化。1994年研制出第一臺V84.3A機(jī)組，之后以V84.3A為母型，發(fā)展了240MW的V94.3A機(jī)組和70MW的V64.3A機(jī)組。

SGT-8000H燃?xì)廨啓C(jī)是西門子在并購西屋公司的發(fā)電設(shè)備部后，綜合了其自身原有的V系列燃?xì)廨啓C(jī)和西屋公司W(wǎng)系列燃?xì)廨啓C(jī)的先進(jìn)技術(shù)，應(yīng)用了V94.3A燃?xì)廨啓C(jī)的轉(zhuǎn)子、透平氣流通道等設(shè)計，應(yīng)用了W501F的壓氣機(jī)設(shè)計等。燃燒室設(shè)計繼承了W501F(SGT6-5000F)系列燃?xì)廨啓C(jī)逆流環(huán)管式燃燒室及多噴嘴結(jié)構(gòu)，并局部優(yōu)化發(fā)展起來的。

在艦船動力和工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)領(lǐng)域，GE公司在1967年之前，主要銷售由J79發(fā)動機(jī)衍生的LM1500和由T58發(fā)動機(jī)衍生的LM100兩種中小功率燃?xì)廨啓C(jī)。隨后，為滿足更大功率更高效率非航空產(chǎn)品市場需求，GE開始在TF39/CF6大推力級發(fā)動機(jī)的基礎(chǔ)上研發(fā)LM2500艦船動力與工業(yè)燃?xì)廨啓C(jī)。 

J79發(fā)動機(jī)

道生一，一生二，二生三，三生萬物...母型機(jī)是經(jīng)過大量的、反復(fù)的設(shè)計、試驗得出的，凝結(jié)著一代又一代研制人員的心血。在現(xiàn)代，如果沒有母型而直接研制一款高性能燃?xì)廨啓C(jī)，無疑是天方夜譚、癡人說夢。母型是源，母型是根。沒有母型，寸步難行！就我國燃?xì)廨啓C(jī)自主化而言，如果要在短短幾年內(nèi)實現(xiàn)研制目標(biāo)，是否有母型、母型是否合適是決定研制成敗得失的決定性因素。

幾十年來，國內(nèi)各大燃機(jī)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)，在先進(jìn)燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)的消化吸收方面做了大量的工作，綜合實力不斷進(jìn)步。它山之石可以攻玉，國內(nèi)外多年來積累的經(jīng)驗和教訓(xùn)，是燃?xì)廨啓C(jī)自主化研制廣義上的“母型”。當(dāng)前，在建立燃?xì)廨啓C(jī)核心技術(shù)自主創(chuàng)新體系的進(jìn)程中，如何充分借鑒已有經(jīng)驗和成果，真正發(fā)揮出舉國體制的優(yōu)勢，集中力量攻堅克難，考驗著我國燃?xì)廨啓C(jī)行業(yè)尤其是頂層設(shè)計者們的智慧！

俗話說失敗乃成功之母，研制的道路不可能一帆風(fēng)順。不過，方向?qū)α?努力才有意義，方向?qū)α?，才不怕路遠(yuǎn)！祝愿中國燃?xì)廨啓C(jī)自主化研制行穩(wěn)致遠(yuǎn)！