中国新型万吨级锻造机试车 航空发动机生产力猛增

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  航空发动机的控制系统就像人的大脑,负责接收各个传感器信号,进行计算处理,再控制执行器进行操作,它控制着发动机的启动、运行、调节等一系列活动。“大脑”的重要性不言而喻,是影响飞机和航空发动机研制水平的关键因素之一。中航工业动力所某型发动机数控系统项目团队经过近十年的风雨历程,开辟了国内数字电子控制系统的先河,使得某型发动机数控系统赶超了国外第三代战斗机控制系统水平,真正打造出了航空发动机的“最强大脑”。

  在设计发动机时,要控制生产成本和在全球范围内提供可靠技术和维修支持非常必要;而这恰恰是中国的弱项,可能阻碍其在全球市场的竞争力。对军事应用来说,性能比成本更重要。对民用来说,如果发动机水平足够,整个寿命周期中的总体成本远比性能的提高重要得多。

环保咖(imfanga)看过每一季的《最强大脑》,参赛选手给我包括很多人的直接感觉:这些人估计不是来自地球,应该来自某星球,他们的思维方式跟我们差别太大,完全不一样,看着他们精彩的展现,除了惊呆就是惊呆,他们像表演魔术一样,在我们面前把无数的不可能变为可能,而魔术还有被拆开的那一天,最强大脑没有,我们只能惊叹造物者的神奇,也羡慕那些求之不来的天赋!

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  资料图:1.6万吨等温锻造压力机早期组装时的照片。该设备可加工超硬的航空特种合金、钛合金等部件,极大的提高我国飞机和发动机的生产能力。

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  一支优秀的团队,始终能够克服一切困难,完成不可能完成的任务。打造出前所未有的航空发动机“最强大脑”的团队由动力所第六研究室及航机总体一部的人员组成。项目研制初期,由于技术难度大,数控系统基础薄弱,研制体系及设计流程不完善,试验条件、试验手段及试验标准不完备,工程化研制经验不足等诸多问题,想打造出航空发动机的“最强大脑”仿佛天方夜谭。但某型发动机数控系统项目团队带着初生牛犊不怕虎的冲劲,在动力所总设计师刘永泉、所长助理蔚夺魁的带领下,全力开展技术攻关。孙志岩、吴新、梁彩云三位副总师各司其职,从前期方案设计、关键技术决策、控制系统与发动机总体匹配,到后期发动机试飞、关键技术鉴定,带领团队稳扎稳打,合作攻坚。

  民用发动机的售价远远不及整个寿命周期中飞行和维护所耗费的成本;航空产业中,主要的航空公司每年要把数十亿美元用在购买燃料上。中国产品将面临非常不同的考量,如果他们以低价出售,但无法证明自己产品的高可靠性和低使用成本,则可能难以被接受。

第四季《最强大脑》最精彩最吸引人的部分莫过于人机大战,在选手面临人工智能的小度面前,这是他们最大的挑战,也是人类最大的挑战,当人工智能遇到最强大脑,你觉得谁更厉害?

  中国证券网讯(记者 杨晶)
7月1日晚间,中航重机发布公告称,公司等温锻生产线(一期)建设项目160MN
等温锻造压力机7月1日在西安顺利实现热载试车。据业内人士介绍,这将是目前国内最大吨位的等温锻造压力机,将极大促进航空飞机及其发动机锻件的研制生产,对我国突破航空锻件业发展瓶颈具有非常重要意义。

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  成功的路上总是坎坷泥泞,问题也总是接踵而来。从数学模型的建构、修模,到控制参数及控制品质优化,再到半物理模拟实验,从无到有,从宏观到微观,从理论到实际,在历经了3年零3个月艰苦卓绝的努力后,项目团队突破了多项技术难关,数控系统动态响应、稳态精度等控制品质不断优化,产品可靠性不断提高,技术质量问题逐步归零,航空发动机的“最强大脑”应运而生。

  目前还不清楚,多少商飞的领导真正意识到获得全球适航证和提高发动机效率的难度。中国公司必须证明它们有能力在设计、获取证书、销售、售后服务和其他售后支持方面取得良好的效果。

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  中航重机在公告中介绍,160MN
等温锻造压力机具有锻造速度和位移精确可控的特点,可满足航空特种高温合金、钛合金以及金属间化合物等难变形合金锻件的等温超塑成型。

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  在数控系统研制的过程中,动力所航机总体一部负责站在发动机全局的立场上对“最强大脑”的功能进行设计,研制人员充分利用了数控系统实现复杂设计要求的优势。在施磊、邴连喜、刘亚君的带领下,团队成员设计的起动闭环技术、高空小表速加力接通控制以及数控系统总体技术状态都取得了较好的成绩。

  另一个区别是中国的军用发动机项目对该国生产战机的能力具有积极影响,可使之自主生产五代机,只需达到美国上世纪九十年代的技术水平(类似于F-22战机上使用的普惠F119发动机)。如果期望再低些,实现能够量产性能的稳定,水平达到上世纪八十年代水平的普惠F100或通用的F110,就能够使中国大规模自主生产歼-10、歼-11和歼-15等战机,这将是重大的战略升级。

人工智能说白了就是超级计算机,其中添加了各种场景让他们处理各种的突发事件,相当人类,人工智能读取速度快,而且一旦读取,他们就可以直接录制下来,不会随时间忘记,而且他们永远不会疲劳,只要有电就可以工作,而人类受周边环境的影响包括自己的状态,相对人工智能来说人是不稳定的,人会疲惫,随着时间的推移人的记忆会衰减,当然人的优势也是人工智能不能比拟的,人是最全方面的智能集成,只要充分开发,也是不可估量的!

  来自行业人士的进一步介绍称,这台160MN
等温锻造压力机设计吨位达到1.6万吨,实际最大吨位可达2万吨,可满足目前所有航空飞机机身结构钛合金精密锻件,以及发动机难变形合金盘、轴类锻件的等温精密模锻成型。根据超塑成形理论,在等温锻工艺条件下,160MN压力机锻造能力将可能相当于(800-1000)MN普通压力机的锻造能力。同时,等温锻造这一技术在提高锻件质量上具有很大的技术优势。

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  动力所第六研究室的栾东、李春光、荣莉是发动机控制系统的行家里手,也是团队的中坚力量。在面对突发问题时他们沉着冷静,利用过硬的技术和丰富的经验,带领和指导团队成员集智攻关,使一个个难题迎刃而解。作为集团一级技术专家的荣莉,带领成员攻坚克难,在工作中不仅严于律己、刻苦钻研、事事率先垂范,更积极做好传帮带工作。

  对于军用飞机来说,这是非常关键的,需要细致的努力提高性能。其他因素可能进行补偿,例如:发动机的维修和寿命限制可以通过购买更多的发动机来弥补。对于一个发展中国家来说,这非常实用,但不适用于充满竞争发达市场的民用发动机。

在百度开发的人工智能小度脑王PK赛中,小度先后与王峰竞赛小孩照片辨别成人、孙亦廷竞赛合唱团辨别声音、王昱珩竞赛侦探,比赛结果分别是3:2、1:1和2:0,最终小度PK最强大脑2:1胜出,结果很明显:人工智能在人脸识别、图像检索、语音识别等方面有着强大的能力,后续可以帮助社会做很多事情,比如甄别犯罪分子,找出丢失儿童……

  这台最大吨位的等温锻造压力机可谓应运而生。眼观目前国内民用航空制造业的发展,尤其是国家大飞机的发展计划与量产化的加速趋势,航空制造业正形成明显的新型规模市场。同时,航空锻造产品也将向高端产品(高温、高压、耐疲劳、长寿命等)结构转型,未来向超精、超大、超重等方向发展。另外,伴随我国防务装备建设加速发展与升级,对基础大型锻铸产品的需求,也正为锻铸行业提供稳定且具有成长性的空间。

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  经过近10年的戮力拼搏,经历了方案设计、产品设计、数值仿真、台架试车、飞行试验和技术鉴定的六个阶段,某型发动机数字控制系统完成了从暴露问题到完善设计直至试验验证的多次迭代。这是一支目标清晰、分工明确、团结互爱的团队,是一支敢拼、敢做、甘于平淡、善于创新、为梦想不懈追求的优秀团队。你可能不会想到,这个打造了发动机“最强大脑”的团队中“80后”占了一大半。在10年的时间里,“80后”们陆续结婚生子,身份和角色的变化带来了更多的牺牲:李利新婚不久就奔赴外场,高原、阎良都有他的足迹;李昌红孩子体质差、有哮喘,经常生病住院,作为母亲却因为出差和加班不能陪伴在生病的孩子身边;柳阳的父亲身患恶疾,她却无暇在身边照料,远赴离家千里的高原,参加发动机试验;赵明阳顾不上刚刚出生的女儿,连续参加调试多日,保证了新机顺利出厂……每一个团队成员都有类似的故事,只要有发动机出现的地方,就有他们忙碌的身影。外场保障、长试考核、排故攻关、小批交付常常是披星戴月,连续奋战。发动机内外场累计试车试飞数千小时,团队人员精心地伴随发动机度过每分每秒。

  考虑到这些,如果国产发动机难以迅速达到CMF56或新型Leap-X发动机的性能和效率,中国国内航空公司的CEO们可能会支持使用外国生产的发动机。另一方面,北京一直希望商飞能够成为世界级的支线客机和大型客机生产商。

未来的人工智能会越来越强大,不过再强大也是人编写的程序,这是团队的智慧,希望这一点大家不要忘记。人工智能除了像小度这样其实在各行领域里面还有其他的高手,比如宜丽环保涂料的呼吸调试功能!

  分析人士指出,目前中航重机旗下全资子公司陕西宏远航空锻造有限责任公司为航空锻造专业化企业,伴随公司160MN等温锻压力机以及配套生产线建成之后,将极大促进航空飞机及其发动机锻件的研制生产,从而为突破我国航空工业发展瓶颈奠定基础。

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  型号成功我成才!伴随着“最强大脑”的研制,某型发动机数控系统项目团队青年人已经成长为控制系统设计技术骨干,而倾尽他们十年的青春和汗水的“最强大脑”也成为我国自主研制航空发动机征程上的里程碑。(来源:中国航空报)

  研发和维修挑战

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  目前,中航重机主营锻铸、液压及散热器、新能源三大业务。其中2013
年营业收入中锻铸业务贡献占比高达
74%,呈现以防务产品锻铸为主导和民品锻铸为补充的格局。公司旗下陕西宏远航空锻造公司2013年营收15.5亿元,利润总额约1.4亿元。

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  军用涡扇发动机的研发必须在没有外国帮助的情况下独立进行,特别是这对一个刚刚涉足该领域的国家而言(至少是在现今的商用领域)。相比之下,在民用发动机方面,低压部件能够从合资企业及外国工业商提供的子模块中有所收获。而在军事领域,这些几乎是不可能的事情。

这段时间南方就是雨雨雨雨,很多人感觉都快发霉了,二北方就是热热热热,这在室内生活中给我们造成极为的不舒适,要么南方回南天异常潮湿,天气炎热时异常干燥,宜丽环保涂料的呼吸调试功能可以将潮湿环境下多余的水分自动吸收储存起来,天气干燥的时候再释放出来,自动调节室内的环境,保持室内持久的舒适,这不也是一种“人工智能”吗?

  中航重机在粉末合金锻件、等温精锻件、特大型钛合金锻件、难变形高温合金锻件、整体模锻件、环形锻件精密轧制、理化检测等方面的技术居国内领先水平;在高技术含量的航空材料(如各种高温合金、钛合金、特种钢、铝合金和高性能复合材料)研究应用方面,也拥有雄厚的技术实力。

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  中国军用发动机的客户主要是解放军,另外可能向那些难以影响其生产的友好国家进行小规模出口。因此,最大的挑战就是工程本身。相比之下,民用涡扇发动机面临着复杂的苛刻要求,有些问题可能是在数千次飞行之后出现的。工程不是最主要的挑战,售后服务和知识产权管理才是最大的考验。所有国内和国外的客户都希望高效率和安全性;而要想得到FAA/EASA颁发的适航证,在失误方面的完全透明是非常必要的;即使商飞的C919也不可能例外。发动机常常需要维修,维修和支持需要先进的工程和零部件。工程和设计链管理,特别是供应链管理是非常困难的。技术合作伙伴和子模块交付提供了良好的机会,但是这又会引发复杂的承包和知识产权问题。

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  取证

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  民用发动机必须在各大市场通过必要的取证过程。作为顶级供应商,一个公司的发动机必须获得FAA和JAA颁发的合格证书;而这是非常难进入和立足的市场。航空责任险的提供商促使航空公司向管理部门施压,要求满足这些极度复杂但有效的标准,这对在极端恶劣环境中确保安全是非常重要的。

人工智能应用在生活和工作中会给我们人类带来极大的方便和舒适,小度只是开始,未来会更加美好!

  难以满足这些看似苛刻的标准,低端制造商在市场准入方面受到了限制。使用俄制发动机的飞机难以向国际顶级航空公司出售,而向北美、欧洲和日本市场出售飞机利润非常之大。

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  就质量和程序而言,满足FAA/EASA的标准非常必要;这就需要具有系统性、透明性和维持日常的可监测性。FAA的相关检查手册达到数千页之多,它用于保证如何跟踪发动机工程的变化,任何变化必须得到授权。而如何控制质量,如何提交文档和如何处理,需求包括一份详述如何记录不同型号发动机数量的英语文档。

  如果FAA/EASA的标准进行了修订,就需要耗费精力修改大量的文档,以及数千页的其它内容。每一个螺钉、螺栓、铆钉等零件都必须得到合格证书,还可能要为新的螺钉等零件撰写设计和证书相关文书。这些标准涵盖飞机设计和生产的所有方面,不仅仅是发动机。即使是不工作的部分,最细微的失败被忽略都可能引发重大后果,更不要说重要的推进系统了。一架飞机甚至一款机型所有飞机的命运都将视缺陷的性质而定,一个很好的例子就是波音737-800和空客因使用Koito座椅而引发的事件。

  当他们发现日本公司伪造了防火和力度测试结果之后(来自32个航空公司的1000架飞机上的15万个座椅),使用这些座椅的飞机被推迟了交付;波音和空客立即选择了替代供应商并替换了座椅。除此之外,一些航空公司目前正与Koito一起致力于让落后的座椅得到合格证书。在满足标准方面,即使花再多的钱也在所不惜。

  得到FAA颁发的证书对设计进程具有相当大的影响,中国在发展自己的航空发动机和飞机时,如何解决这些需求仍然是个问题。现在,中国正在努力改变发展方式,以符合FAA的标准。这是中国可以承受的,因为该飞机主要作为小规模非盈利的测试项目,或者类似垫脚石。但是,中国对商飞的C919具有很高的期望,希望它是能够取代波音和空客的一个尝试。

  与WTO条款和其他国际准则不同,安全和商业利益使得北京难以轻易满足标准。中国正在C919项目上投资数十亿美元,希望能够获得成功。相应的,中国正在向外国合资企业合作伙伴咨询,使其可以在发展的早期就引入FAA标准。但是,可能需要中国制造商在生产方面满足苛刻的标准。

  FAA/EASA标准要求没有缺陷,这与最高安全条例和联邦法律相一致。这也使得人们好奇,中国如何在未来得到任何外国授权技术的情况下处理不规律的发展。可以想象,这需要在设计和测试过程中采用逆向工程;因此会增加大量成本,加深项目的复杂性。

  军民融合的可能性

  在许多国家,同一组织和公司会涉足军民两个发动机产业;而且军用项目实际上可以补贴民用项目,这非常关键。因为新一代民用发动机,如CMF56需要50亿美元的资金支持,用于进行研发、测试和取证。日本曾试图发展以民用发动机为中心的项目,但并未获成功;缺乏军事补贴就是其失利的一大原因。

  民用发动机研发能够促进军用发动机的研发,民用航空发动机公司更容易获得国外设计、管理软件、项目管理工具、系统平行重要道路、测试单元设计、管理过程等资源,这些可以在一定形式上转为军用。

  或许最显著的是,民用大涵道比涡扇发动机在不经修改或稍微改动的情况下,可用于装备包括空中加油机、运输机、空中预警机和其他大型军用飞机。美国的主要重型运输机(C-17和C-5)、空中加油机(KC-10和KC135)、预警机和其他飞机(E-3A和P-8A)都可以配备与民用飞机所用发动机基本相同的发动机。例如,CMF56系列发动机可以装备波音737和空客A320单通道飞机。一些军用飞机如KC135空中加油机、E-3A预警机和P-8A反潜巡逻机(自身是经过修改的B737-800装上737-900改进的更大机翼,能够携带更多的燃料,更厚的铝制外壳能够更好抵抗海域环境)。洛克希德马丁公司的C5-M超级军用运输机使用了CF6发动机,类似的,PW2000涡扇发动机装备了波音757和伊尔-96飞机。该发动机是F117上使用的PW100发动机的研发基础,美国飞机运输主力C-17运输机也使用了同一发动机。

  大型发动机生产的战略影响

  中国与通用航空公司等主要发动机制造商建立的合资公司可能促使其航空工业在技术发展上取得重大突破,为了遵守出口管制法律中的条款,通用航空保留了足够的技术。但是事实上,一个崛起的军事大国可能会以较低的成本获得制造喷气式发动机所需要的技术,并利用这些技术研发出可以装备关键军事力量投送平台的发动机;然而,这可能会破坏地区稳定的局势。

  尽管技术转让已经成为造成损失的根源,但获得短期利益的重要性已经超过长期利益。而且欧洲、日本和美国军事开支可能长期内保持紧缩,这使得主要发动机制造商的战略担忧不断增加;同时,可能会使它们通过加大拓展中国市场的力度来获取收益。

  研发出空中加油机、预警机、反潜机、运输机和装备先进武器的亚音速轰炸机等关键军事力量投送平台是中国亟待解决的问题。然而,能够自己制造出配套的发动机将会消除一个重大障碍。

  通用性能够抵消影响,非常值得关注。中国的发动机越普遍,向非中国用户出售就越是个问题。如果中国禁止向美国出售能够装备军用大飞机的发动机,情况会是怎样?即便解放军的需求还不明确,中国在较长时间内不会禁止向美国出口发动机,它如何说服国外航空公司购买中国制造的发动机?如果中美关系持续恶化,航空公司难以获得中国的售后支持,情况又会怎样?在非中国设计的飞机上安装中国制造的发动机将会出现怎样的情况?(斯年)

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