科技自立自强是国家强盛之基、安全之要。在三院31所有一支发动机研制团队,他们“十年磨一剑”,面向国家需求攻克关键技术,为国之重器铸就更加强有力的“心脏”,成果荣获国家技术发明二等奖。
求解“永恒的课题”
更高、更快、更强,可以说是飞行器发展的趋势。飞行器速度越快,周围的“风”就越大。在新型发动机燃烧室的气流条件下控制燃烧,难度就如同在飓风中点燃一根火柴。
“这个概念可行吗?”起初外界对于这项技术有着不少质疑声,认为在高速气流、高温、大阻力下,发动机不可能点火。
“燃烧是永恒的课题,突破这项技术对于未来发展意义重大。”研制团队技术带头人刘总带领团队研究燃烧机理,进行仿真计算、开展流道设计。大家在一次又一次探索中积累认知和经验、不断优化设计方案,最终团队通过试验证明了:这条路能走通!
一切从零起步。当时我国没有该类发动机能用的试验台,科研人员一边进行技术攻关,一边参与试验台建设。
寒来暑往,科研人员在研究所、试验台之间“两头跑”。团队的雷主任开完会议,正装皮鞋都顾不上换就赶往试验台,试验现场的油性物质让皮鞋“张嘴”了,他就用纸壳把皮鞋裹上继续工作;做试验准备工作时,几位女设计师和总师一起搬起了油桶……
论得了原理、编得了程序、拧得了螺丝、算得了仿真,是这些“技术大拿”们的共同特点。
砺剑,从青春到中年
面对科研“无人区”,更需要科技工作者“十年磨一剑”“甘坐冷板凳”。
“我们团队的特点是:一群年轻人干没干过的事,数十载如一日为之付出心血。”费主任笑谈,“在这条没人走过的发动机研究道路上,团队每次遇到困难,不管结果如何都要想办法试一试。”
“第一次去无人区时,我们还觉得很新鲜。后来总去,每次还去挺久,新鲜感早就褪去了。但大家依然踏实肯干、不畏辛苦、团结奉献,都能认真把工作做好。”团队成员老王回忆。
那些年里,研制团队在无人区多次开展飞行试验。试验后,大家就驱车前往沙漠中心,对着数据分析飞行情况并制定优化措施。
飞一次,进步一次。随着经验的积累和技术的改进,产品飞得越来越好,落点越来越精准。
在研制团队数十年如一日的付出中,关键技术逐个攻破,飞行试验连战连捷,我国在该领域取得了里程碑式的进展,团队高质量完成目标任务。这支团队只争朝夕、埋头苦干,一步一个脚印把这项先进发动机方案从一纸蓝图变为现实。
牵引基础工业大提升
早期,在我国这一技术尚处于研究摸索阶段时,国外已经展示出的同类产品图片仿佛在说:“以你们的工业水平就算看到了也做不出来。”
研制新型发动机,材料和热防护是一大关键。团队和高校、优势企业共同研究防热性能更好的复合材料,牵引我国复合材料耐高温能力跨越式提升。
工艺不突破,生产就困难。团队与参与项目的单位、工厂积极沟通、提前布局,为该类发动机的生产制造进行工艺储备。
但真到了生产环节,难题仍是接踵而来。产品构型复杂,不能铣,不好加工;如果用激光焊,则工艺复杂,成本高昂,且焊缝太多容易出问题……那段时间,团队成员常常往生产现场跑,一出问题就凑在一起研究怎么改、怎么修。
后来,团队率先采用增材制造技术生产产品。相比机加,采用3D打印技术让发动机生产成本大幅降低、研制周期大幅缩短。
“我们是国内第一支用3D打印产品做飞行试验的团队。”雷主任说,“3D打印产品获得飞行试验成功,更加坚定了我们的信心。如今,各类新技术在发动机生产制造中应用更加广泛,过程控制也愈加完善,新型发动机的研制牵引基础工业能力实现了大提升。”