國產(chǎn)“航天心” 賦能千行百業(yè)
中青報·中青網(wǎng)記者 胡春艷
不久前在第31屆成都大運會上大放異彩的火炬“蓉火”,又一次把光芒帶到了這幾天備受世界矚目的會場——第六屆中國天津國際直升機博覽會。
對航空迷來說,這場時隔四年的盛會格外值得期待。為期四天的博覽會,吸引了國內外近6萬觀眾前來。人聲鼎沸的展館里,三支精美的火炬吸引了眾人駐足,那是北京動力機械研究所研制的“祥云”“飛揚”“蓉火”三大明星特種火炬的集體亮相。很多人不知道的是,點亮火炬的其實是一飛沖天的航天動力。
“我們帶來了十余款自主研制的通航及特種動力裝備亮相本屆展會,充分展示空天動力技術領域的尖端技術和創(chuàng)新成果?!北本﹦恿C械研究所市場營銷總監(jiān)王延文說。展臺上,除了特種火炬系列,還有閃閃發(fā)亮的發(fā)動機整機、無人機等明星裝備。
發(fā)動機是推動航空航天事業(yè)振興發(fā)展的強大“心臟”。今年66歲的北京動力機械研究所一直做的事,就是給中國航空航天事業(yè)注入動力。如今,這個擁有國家級重點實驗室、創(chuàng)造了我國武器裝備建設史上多個輝煌的“第一”的研究所,正在努力將高精尖的航天動力賦能千行百業(yè)。
奧運火炬里跳動著一顆“航天心”
引人注目的火炬系列產(chǎn)品,就是航天技術服務國計民生的典范?!跋樵啤憋w上珠峰,“飛揚”閃耀水下,從珠穆朗瑪峰到冬奧冰湖,每一次火炬點燃都讓世界屏住了呼吸。王延文向記者揭秘了三支火炬背后堅強的航天心。
2008年北京夏季奧運會要把奧運圣火送到珠穆朗瑪峰上,那是前無古人的創(chuàng)舉。奧運火炬燃燒系統(tǒng)研發(fā)項目的任務交給了北京動力機械研究所。他們成立了奧運火炬試驗室,調集二十幾名精兵強將組成了老中青結合的火炬燃燒系統(tǒng)研發(fā)團隊。我國著名沖壓發(fā)動機專家劉興洲院士成為火炬燃燒項目的總設計師,領銜火炬研發(fā)。
古稀之年的劉院士帶領著團隊在兩年多的時間里,反復論證設計方案,研試隊伍先后兩次赴珠峰開展實地考察與試驗工作,到零下40多度的漠河進行低溫低壓試驗。為了解決固體火炬的速燃問題,劉院士四次親赴東北的外協(xié)場地研究攻關,連春節(jié)都沒有休息過。經(jīng)過數(shù)百次試驗,祥云火炬終于將奧運圣火送上珠峰。
2022年北京冬奧會又創(chuàng)造了奧運史上首次由兩名“機器人”火炬手完成水下傳遞的歷史。最為精彩的是“水下懸停對接”環(huán)節(jié),水下火炬在機器人的操作下進行精準對接,而整個過程火炬的火焰一直熊熊燃燒。跳動的火苗在水、陸兩個環(huán)境中始終保持著旺盛、飄逸的姿態(tài),火炬?zhèn)鬟f的科技感瞬間拉滿。
以往國外的水下火炬采用固體燃料,而北京動力機械研究所團隊創(chuàng)新采用氣態(tài)燃料,不僅能消除煙霧污染,還能讓火焰更具動態(tài)、飄逸的美感。當然,這一技術的實現(xiàn)難度要大得多。
為了讓氣體燃料在水下穩(wěn)定燃燒,同時克服水壓和水流擾動的影響,設計人員借鑒了航天發(fā)動機的設計理念,創(chuàng)新應用了新型燃燒組織結構和氣動旋流火焰保護等一系列技術。歷經(jīng)700多天、1200余次嘗試,創(chuàng)新研發(fā)出世界首型綠色清潔燃燒的氣態(tài)燃料水下特種火炬,讓奧運圣火在水下綻放。
此次,成都大運會的火炬研制團隊是一支90后占比近4成的年輕隊伍。為了完美呈現(xiàn)“蓉火”外觀獨特的藝術美感,同時兼顧火焰靈動飄逸的效果,在“雙奧”火炬研制的技術基礎上,團隊結合綠色發(fā)展理念,在設計、生產(chǎn)層面不斷尋求新的突破。
而這款火炬最大的研制難點是如何實現(xiàn)火焰形態(tài)、火焰顏色與“蓉火”的炫彩外形相結合。為此,團隊又創(chuàng)新了生物燃料以及特殊生產(chǎn)加工技術。
國產(chǎn)發(fā)動機賦能千行百業(yè)
展區(qū)里,造型各異的“航空心臟”也頗為吸睛,這些都是具有自主知識產(chǎn)權的新型動力裝置“明星陣容”。
王延文介紹,活塞發(fā)動機系列涵蓋10千瓦、75千瓦、100千瓦量級產(chǎn)品,技術水平均在國內領先,可為小型固定翼無人機、中高空旋翼無人飛行器、高空飛行器、通航飛機提供優(yōu)質的動力選擇,“有些產(chǎn)品填補了我國民用航空領域的空白”。
此外,渦輪發(fā)動機明星產(chǎn)品CTF-9渦扇發(fā)動機能產(chǎn)生400公斤推力,可以滿足小型無人飛行器高升限、大航程的動力需求。而小型渦輪發(fā)動機涵蓋20、40、150、160大牛量級,可以針對不同應用場景定制開發(fā),在無人飛行器、先進靶機等多個領域市場前景廣闊。
航空發(fā)展,動力先行。王延文說,以前發(fā)動機一直是制約航空航天事業(yè)發(fā)展的瓶頸。“因為缺乏設計生產(chǎn)發(fā)動機的能力,我們的飛機只能去適配發(fā)動機,而現(xiàn)在我們可以根據(jù)不同場景需求,為不同的飛行器定制動力。”
“我們正在聚焦先進空天動力、彈用動力、無人機及通航動力、新型能源動力和動力技術服務等五大方向?!蓖跹游恼f,要讓空天動力技術服務國家戰(zhàn)略、服務國防建設,還要服務國計民生。
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