济柴柴油机配件-昆仑发动机：中国独立研制航空发动机的里程碑国产发动机现状

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介绍

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“昆仑”是我国最先进的中等推力军用涡喷发动机，经过数百次严格的地面考核试验和空中考核试飞船舶配件，该发动机于2002年7月正式通过国家军品定型委员会验收。它的成功研制，使我国成为继美、俄、英、法之后，世界上第五个能够独立研制航空发动机的国家。据昆仑发动机总设计师闫成忠介绍，其性能超过了中国军机以往所有的国产发动机，包括最好的涡喷13B。昆仑发动机的设计单位是中国航空工业第一集团沈阳发动机设计院。项目立项于1984年，研制周期长达18年国产太行发动机，试飞时间长达8年。没有雄厚的技术和经济基础，就不可能研制出能够投入使用的航空发动机，特别是军用航空发动机。此前，世界上真正能够独立研制航空发动机的国家只有美国、俄罗斯、英国和法国。

自1956年第一台涡喷-5发动机从沈阳航空发动机厂仿制成功以来，我国航空发动机工业主要以仿制、改进国外发动机为主，虽然也自行研制过几款发动机，但都因各种原因失败了。“昆仑”发动机的研制成功，标志着我国真正完成了自主航空发动机设计、试制、试验、试飞的全过程。

设计报告

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昆仑发动机是由中国航空工业第一集团沈阳发动机设计院、沈阳黎明航空发动机集团、西安航空发动机（集团）有限公司、贵州鸿林机械有限公司等34家单位联合研制的涡喷发动机。经过数百次严格的地面考核试验和空中考核飞行，该发动机于2002年7月正式通过国家军品定型委员会的设计定型审查。

昆仑发动机是我国最先进的中推力军用涡喷发动机，可用于歼7、歼8系列飞机。该发动机在性能、寿命等方面仍有发展潜力，其发展型号也能满足中国空军对中大推力涡喷发动机的需求。它的研制成功，标志着我国航空发动机从能测绘、能仿制、能改进、能改型进入了自主发展的新阶段，结束了我国长期以来不能独立研制航空发动机的历史，也标志着我国航空发动机设计翻开了自主发展的新一页。

昆仑发动机是沈阳发动机设计院完全按照国家军用标准《航空涡喷、涡扇发动机通用技术条件》（-87）研制的第一款具有完全知识产权的中等推力加力涡喷发动机，其研制成功是我国航空工业发展史上的“里程碑”。

开发报告

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“昆仑”发动机完全按照最严格的国家军用标准研制，经历了近乎严酷的地面试验和长期飞行考验，性能更加优异，可靠性、耐久性和发展潜力更高。

与仿制发动机相比，昆仑发动机由于经历了设计、制造、测试、试飞、定型的全过程，技术细节和设计思路非常清晰。

发动机复制的过程犹如摸着石头过河，存在知其然不知其所以然的现象，因此一旦出现问题，往往要回头重新审视设计思路。而且由于复制的原型发动机技术陈旧，性能提升往往遇到基本限制，很难采用更新的技术。为了提高发动机性能，有时不得不牺牲发动机结构强度储备、安全寿命储备，影响发动机的可靠性。

昆仑发动机的强度和寿命严格按照国家军用标准设计，其低周疲劳寿命试验按两倍指标进行，使发动机寿命远高于现行机型，性能大幅提升。

在指标严格、试验设备匮乏、研发经费紧张等不利条件下，“昆仑”发动机各参研单位历经艰辛、艰苦奋斗10余年，先后攻克了高低压压气机不匹配、高压涡轮叶片断裂振动、高空大M数喘振停机、高空小转速切断加力停机等数十项重大关键技术，消除了地面试验和空中试验中数百处故障。按照研制任务书、型号规格以及空军增加的试验要求，全面完成地面评估试验和空中试验任务，定型设计，具备装备中国空军的条件。整个研制过程中，完成了603个共计数万小时的部件试验、数千小时的整机试车和大量空中试验。 试验项目之多、范围之广、难度之大，在国产航空发动机研制史上都是前所未有的。

“昆仑”发动机在继承目前世界先进发动机应用的定向凝固、零残渣精密铸造、复合冷却空心涡轮叶片技术等成熟技术的基础上，采用了近40项新技术、新材料、新工艺。这些技术的应用，使我国在同等材料水平下，有效提高了涡轮前温度，大幅提升了发动机的推力。

同时，“昆仑”发动机还采用了环形燃烧室、先进陶瓷涂层、数字化防喘振系统、状态监控等技术，有效提高了发动机的运行稳定性和可靠性，其单位推力、单位迎面面积接近20世纪80年代中期世界先进水平。

满足不同需求的改进

实践证明，航空发动机的改进改型具有投入少、风险小、研制周期短的特点，能够迅速满足客户需求，使厂家在市场竞争中占据有利地位。西方四大发动机制造厂均采用此方法研制航空发动机。我国“昆仑”发动机的研制也是遵循此方法，研制了数种改型。

“昆仑”一号为原型机的1号改型机，性能与原型机相同，为适应飞机要求，对外壳、附件、管路等作了适应性改进。

“昆仑”二号是在“昆仑”原型机基础上研制的推力增强型，采用先进技术，在不牺牲发动机可靠性、耐久性和运行裕度的前提下，增加发动机空气流量，提高发动机部件效率，减少漏气和油液损失，从而大幅度提高发动机推力，降低油耗。此外，为提高“昆仑”二号的推进力，计划采用数字电子调节系统。

为验证“昆仑”二号技术可行性，沈阳黎明航空发动机集团和沈阳发动机设计院几年前就开展了关键部件和关键技术试验研究，取得了较大进展。2002年3月，一架已工作350小时的“昆仑”改装为“昆仑”二号验证机。发动机首次组装试车顺利，经过6小时36分的初步调试，发动机各项性能均达到或超过设计指标船舶安全管理体系软件，试车数据重复性好。

试验表明，“昆仑”二号的性能已达到或超过设计指标。在发动机推力大幅提高的同时，燃油消耗率大幅降低，发动机经济性明显提高。在同等载油量条件下，可增加飞机航程和作战半径。在一架由原型机改装而成的验证机上，首次试验性能就超过了设计值，说明发动机性能还有一定的余量。“昆仑”二号依然保留了维修性好、总寿命长、左右发动机可互换等优点；当飞机对发动机推力有较大需求时，现役歼-7、歼-8飞机的发动机可以方便地换装为“昆仑”二号。

“昆仑”二号推重比为7：1国产太行发动机，最大外径882毫米，全长4635毫米。

昆仑派生的另一款产品是QD-128型中功率燃气轮机，具有功率大、效率高、体积小、污染小、工作可靠、价格低廉等特点，可用于发电或热电联产、地面输气和压缩站，也可作为船舶动力。其主要设计性能参数见表2。QD-128工作可靠性好，寿命长。燃气发生器大修间隔不小于6000小时；动力涡轮大修间隔2万小时；动力涡轮总寿命10000小时；燃气发生器总寿命4万小时。

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