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发动机科普知识（25）：核心机系列发展的意义和作用

发布时间：2015-10-14
发动机科普知识（25）：核心机系列发展的意义和作用

    研制核心机可增加发动机的通用零件数，改善互换性。由于从核心机派生出一系列的新发动机，因而增加了其零件的通用性，不仅节约了研制成本，而且由于通用零件产量的增多，降低了单件生产的成本，同时也减少了备件的费用，可使维护程序标准化，改善了互换性，简化了维修保障，从而降低了使用费用。
    随着航空发动机技术的不断发展，发动机研制难度不断提高，研制周期也逐渐加长，研制程序也相应更为复杂。通常发动机的研制周期要比飞机的研制周期长。早期，每隔5～10年就出现一代新的发动机，从20世纪70年代的典型数据表明，新一代发动机从概念研究到投入使用约为10～15年，而20世纪90年代战斗机发动机如F119从概念研究到定型将要经历25年以上。如果在飞机研制的同时开始发动机的研制，发动机的研制进度必然满足不了飞机的要求，但是通过开展核心机的研制，可以比较好地解决这一矛盾。因为核心机可以在不针对具体型号的前提下提前研制，有足够的时间进行调试、修改和结构完整性的考验，这样既降低了技术风险，又解决了核心机的可靠性、耐久性等问题。当新的飞机设计要求定下来之后，根据其战术要求，派生的新发动机研制周期就大大缩短。国外的经验表明，在一台成熟的核心机  上派生新机，周期只要3-5年，经费也只有研制全新发动机的40%左右。
    核心机的研制可缩短发动机的研制周期，降低成本，提高可靠性。这是因为航空燃气涡轮发动机的主要难点和关键技术集中在高压系统，由于工艺复杂和材料昂贵，高压系统在研制成本和研制周期中所占比重较大。高压部分的叶片比较短小，工作环境温度高、压力（强）高、转速高、承受的应力大，在使用中这部分的故障率也最多。核心机的好坏，既影响到发动机的性能，也影响到整机的研制成本和周期。在新发动机工程研制前，开展核心机技术的预先研究，攻下高温、高压、高气动机械负荷三关，不仅可解决高压部件的性能匹配，也可提前暴露结构完整性和耐久性设计中的薄弱环节，对减少研制风险、缩短研制周期意义重大。
    我国原航空工业部颁发的《航空发动机研究和发展管理暂行规定》中已明确“预先发展阶段的主要工作是在模拟真实环境条件下进行全尺寸的先进部件、燃气发生器和验证机的试验研究，验证部件性能和部件间的匹配，以及结构的可靠性和耐久性”。原国防科工委还组织制定了以核心机为基础的《航空发动机发展系列》，并将航空发动机核心机技术列为关键技术。