涡扇-8

涡扇-8任务下达

国家计委、军委国防工业领导小组于1970年8月27日向上海市正式下达试制生产运输机的任务后，9月14日，上海市革委会原则同意为大型客机配套的发动机制造定在上海第一汽车附件厂。同年12月19日，市工交组正式下达任务，由汽附一厂承制10台涡扇8发动机（包括试车），航空机械厂承制10台涡扇8发动机全部叶片。

1971年三机部决定，为运-10飞机和轰炸机配套的涡扇8发动机的试制，分别在上海和成都两地同时进行。

1973年6月27日，国务院、中央军委批转上海市革委会《关于研制大型客机的请示报告》和国家计委《关于上海研究试制大型客机问题的报告》，明确首批试制12台发动机，争取在1977年完成总装提交飞行试验。首批12台样机的试制，可以采取以上海为主，三机部和航空研究院支援部分发动机设计、工艺技术力量，提供必要的工艺技术协作，集中力量，尽快过关，然后由上海市进行批量生产。至此，涡扇8发动机由两地同时研制改为在上海一地进行。

1973年9月29日，根据三机部关于涡扇8发动机图纸等移交给上海708工程的通知，汽附一厂革委会副主任张龙根与成都航空发动机制造厂（以下简称成都发动机厂）革委会负责人姜燮生，在成都签订《关于涡扇8发动机物资交接工作的协议》。为便于移交和业务对口，移交物资分成器材、专用工装、专用非标准设备、图纸、样机及进口备件等6大类，两厂派出代表组成6个专项交接小组。至1974年9月4日，交接工作全部结束 。

涡扇-8组建队伍

为适应研制涡扇8发动机的需要，市工交组对发动机研制采取“总装集中，部件定点，零件扩散，工艺协作”和“一厂一角，各厂协作，一厂一件，百厂成线”的原则。从1973年下半年起，组织市机电一局、冶金局、化工局、仪表局等所属厂、所共65个单位，参加发动机的研制。同时，市外三机部系统也有10个单位承担发动机成品附件研制的协作配套任务。

发动机主机厂是上海航空发动机制造厂（其前身为汽附一厂扩建部分），主要承担高压机匣、燃烧室外机匣、高压静子、火焰筒、高低压压气机转子、涡轮转子、扩散机匣、轴承座、放气机构、零组件的制造和发动机总装、试车。工作量占全机的60～70%。航空机械厂是生产发动机叶片的专业厂，承担27种叶片的制造。发动机整体部件的生产定点厂有上海先锋电机厂、上海电工机械厂、上海油嘴油泵厂、上海汽车齿轮厂等。

至1980年底，发动机主机的研制人员达3232人。其中工人2062人，技术人员609人，初步形成了一支民用航空发动机的设计、制造队伍。经过多年的研制生产实践，基本掌握了涡扇-8发动机的研制技术 。

涡扇-8基本建设

为适应研制涡扇8发动机的需要，在发挥原有潜力的同时，以扩建为主，新建为辅，有重点、有选择地进行改造，经批准扩大初步设计的共6个单位。其中新建航空发动机主机厂，其余均为充分利用原有基础改造扩建。基建费用为4661.99万元，竣工面积64519平方米，安装金属切削设备565台，发动机工厂的建设初具规模。

建设主机厂

航发厂是为运10飞机配套研制涡轮风扇喷气发动机而建立起来的航空工厂。该厂原为汽附一厂的扩建部分，后划出单独建厂。

上海汽附一厂于1970年12月承接试制涡扇8发动机的任务后，经过调研，提出征用广中苗圃土地的申请。1971年11月20日，市城建局同意将小型射击场及广中苗圃土地共64.17亩划给汽附一厂，工厂的基本建设从此开始。

该厂建设初期没有总体规划。当时按照上海市提出的“先生产、后生活”的原则，第一个建设项目为工具制造车间，于1972年2月20日破土动工，建筑面积2688平方米，投资30.32万元。随着研制任务进展的需要，市城建局根据工厂的申请，又于1973、1974年批准征地22亩和65.42亩。1974年8月24日，工厂完成基本建设的扩大初步设计，其规模为占地151.59亩，建筑面积4.03万平方米，新增金属切削设备258台，总投资3500万元。1974年下半年，应汽附一厂的请求，市委组织部商请三机部从部属哈尔滨、沈阳、成都、西安等航空发动机厂调入专业技术人员74人。为集中力量加快发动机的研制步伐，1978年7月6日，上海市708工程办公室决定，将汽附一厂广中路600号新厂部分划出单独建厂，定名上海长征机械厂。1979年12月，市工交组决定工程缓建。至此，工厂大规模的建设停止。

在整个基本建设中，共建成机械加工、冲压与焊接、机修、热处理与表面处理、总装与试车等5个车间。较为重大的项目为：发动机总装车间，建筑面积6258平方米，装有2次/小时全室换气通风装置，具有采暖、密封、防尘、采光好的特点，按设计要求能年总装涡扇8发动机50台。发动机地面室内试车台，为15吨级发动机悬挂式台架，设有快速接管箱、可升降平台、发动机起吊架和锁紧插销等，均由液压传动，通过电钮操作控制。该台架能进行发动机长期试车和定型试车，为国内首座悬挂式涡轮风扇喷气发动机室内试车台。大型机械加工车间厂房，面积8043平方米，3个纵跨分别设有3～5吨起吊行车，共布置国产和进口切削机床167台，基本形成生产发动机转子、静子和中小零、组件，年产12台套的能力。

工程配电总容量10370千瓦，配置容量2O立方米/分的压气机4台，蒸气4吨/小时的锅炉3台，各类机械设备1057台（套）。其中金属切削类287台，冲压类29台，焊接类43台，试验机类61台等。

至1980年止，工程投资2846.2万元，占计划投资的81.3%，完成建筑面积44079平方米。按扩大初步设计25个项目统计，已竣工20个项目。1980年后，继续完成未竣工的项目，建设进度满足涡扇8发动机研制的需要 。

改建航空机械厂

航空机械厂原是上海航空电动机构制造厂。1970年12月19日起，承担涡扇8发动机全部叶片的加工任务。当时工厂由学校改建不久，生产条件较差，根据“边研制、边建设”的方针开始扩建。1972年5月，在扩大初步设计未进行前，电解加工车间、总配电间、空压房和锅炉房、动力站等已开工建设，计建筑面积1365平方米，于1974年3～10月陆续建成。

1974年，工厂完成扩大初步设计任务书，并经市工交组批准。工程主要指标为：总投资750万元，厂房建筑面积9600平方米，金属切削设备135台。后又于1978年批准追加计划投资4万元，金属切削设备3台，1979年批准增建职工宿舍2000平方米。

这次扩建增建了电解加工、涡轮叶片加工、精密铸造、锻造和表面处理等5个主厂房。另有动力站等配套设施共9项。精密铸造和锻造是生产叶片毛坯的车间，主要设备有25公斤真空熔炼炉、200公斤熔炼炉、50公斤硅整流非真空熔炼炉和100吨米高速锤等。电解加工和涡轮叶片加工厂房组成涡轮导向叶片机械加工车间，主要设备有电解机床、直径1600毫米立车和直径500×5000毫米车床等大型设备。理化试验室已投产的项目有：X线探伤、超声波探伤、高温持久试验、高温拉伸试验、低温试验、金属化学分析、非金属化学分析、金相分析、气体分析、光谱分析和盐雾试验等。

由于扩建初期未严格按照基建程序办事和受计划投资额的限制，造成各动力站容量不足和部分土建及设备项目的缺漏现象。工厂采取补充设计和争取其它资金来源等措施进行弥补，扩建了空压站，补建了煤气表房、污水处理房和电解液池棚屋等，购置安装200公斤熔炼炉和自制100吨米高能高速锤等大型设备，并充实了理化试验设备。

经过1972～1980年的建设，共完成基建投资749.97万元，新建厂房建筑面积9613平方米，职工宿舍1868平方米，新增金属切削设备138台，其他设备219台（套）。经扩建后基本形成年产涡扇8发动机27种叶片10台套的生产能力。其他14种叶片因系扩散厂生产，未形成生产能力 。

涡扇-8发动机的研制成功，得到国外有关人士的关注和好评。1984年5月27日，美国克利夫兰州立大学（CLEVELAND STATE UNIVERSITY）工学院副院长、教授张君毅（GEORGEC.CHANG）到航发厂参观，称赞上海能造出这样的发动机很了不起。1985年上半年法国国营飞机发动机研究制造公司（SNECMA）国际部发动机经理柏拉图诺夫（AR－MANDPI－ATONOFF）参观发动机时，也感到十分惊奇，并对每一个零备件仔细辨认，看是否混有美国制造的部件，并说：“知道得这么晚，太可借了。”1985年5月23日，美国通用电器公司（GENERAL ELECTRIC COMPANY）航空发动机分部副总裁克莱勃司（KREBS）到航发厂参观时说：“你们在10年前能完成这样一台十分复杂的发动机，的确是一个伟绩。即使在今天看到它，也给我留下了极深刻的印象 。”

涡扇-8历史背景

航空发动机是飞机的“心脏”，直接影响着飞机的使用性能、可靠性、经济性、生存力。自从20世纪40年代初诞生以来，燃气涡轮发动机，特别是后来出现的涡扇发动机就一直是航空飞行器的主要动力装置，并取得了飞速的发展。处于飞机技术最前沿的战斗机的速度已由亚声速提高到超声速，又由超声速发展到超声速巡航，同时机动性和敏捷性也显著提高。为了满足战斗机的超声速巡航能力、良好生存性/隐身性、高机动性与敏捷性和低全寿命期费用等要求，战斗机发动机主要追求高性能（高推重比等）、高可靠性、低信号特征、低油耗等。而民用航空发动机主要追求高可靠性、低油耗、低排放、低噪声等。军用运输机和轰炸机的动力发展需求与民用航空发动机的相近，但同时考虑低可探测性等具有军事用途特征的需求。

美国、英国、法国、俄罗斯和德国等航空工业发达国家都高度重视军民用航空发动机型号研制和先进航空发动机技术的预先研究工作，成功研制了众多航空发动机并在军民用航空领域得到广泛应用，同时持续实施一系列先进发动机研究计划，开发和验证先进航空发动机技术，为未来军民用航空涡扇发动机研制提供了坚实技术基础，并引领世界先进航空发动机技术发展方向 。

涡扇-8起步研制

20世纪50年代初组建的中国现代航空发动机制造业，由于基础薄弱、技术落后，只能从仿制引进的苏联涡轮喷气发动机开始，逐步发展。而在涡扇发动机研制上迟迟难以起步。

20世纪70年代初，中国启动国产大型喷气式客机运-10的研制项目。涡扇-8（WS-8）发动机，曾用代号915发动机，是中国上海研制的运-10飞机的动力装置，属前风扇、短外函、轴流式双转子涡轮风扇发动机。涡扇-8起飞推力80.07千牛，起飞耗油率54.56公斤/千牛·小时，其性能、寿命等指标在60年代末尚属较先进的航空发动机。该发动机于1972年开始投料试制，至1980年底国家投资1.84亿元，共生产3轮计12台发动机。在研制中，新建主机厂，改建叶片生产厂，形成有3000余人的航空发动机研制队伍，基本走完发动机研制工作的全过程。1983年6月，上海市航空工业办公室召开涡扇8发动机研制成果总结交流会，认为已基本具备设计定型的条件和小批量生产的能力。后因运-10飞机停止研制，发动机研制也告一段落。在研制过程中，上海市内外有60多个单位承担发动机本体和配套协作项目，并大量采用新技术、新工艺、新材料。成品附件、轴承、金属材料、非金属材料和毛坯均立足于国内 。

涡扇-8发动机是运-10的动力装置，1970年代由成都发动机厂和上海发动机厂共同研制。1979年10月定型，基本满足设计需要，后因运-10项目下马而停产 。

涡扇发动机先进控制内容简介

《涡扇发动机先进控制》的作者是理查特。

《涡扇发动机先进控制》： 第1章引言：在假设读者了解热力学变量的条件下，回顾了解释燃气轮机工作 过程的热力学原理；介绍了真实发动机部件、发动机 工作过程及关键的定量性能度量指标；讨论了安全性和工作限制，包括喘振与失速 现象的数学描述。

第2章发动机模型和仿真工具：简要回顾了发动 机动态特性，目的是提取用作设计基础的线性化模型；介绍了由NASA格林研究中心 开发的民用模块化航空推 进系统仿真（CommercialModularAeropropulsionSystemSimul ation，CMAPSS）软 件包。

第3章传统发动机控制方法：回顾了经典单输入 单输出设计技术（根轨迹和频域回路成形），并将其应用到风扇转速控制问题中， 这里将燃油流量用作控制输入。

同时还介绍了一种模型匹配设计方法，并作为工具用 在了CMAPSS中。仿真算例说明了采用固定线性补偿器的不足之处。

涡扇发动机先进控制作者简介

作者：（美国）理查特（Hanz Richter） 译者：覃道亮 王曦