九月的長安街,旌旗獵獵,戰車隆隆。在紀念抗日戰爭勝利80周年的盛大閱兵式上,中國展示了多款先進武器裝備,其中長劍-1000高超聲速巡航導彈的亮相引發了全球關注。這款革命性武器可實現10馬赫巡航速度,刷新高超音速巡航導彈的世界紀錄。最大射程可能達3000–4000公里,可覆蓋第二島鏈關鍵目標。各種先進戰機、預警機翱翔九天,展現了我國強大的國防科技實力。
而這些尖端武器的研發成功,離不開一個關鍵裝備的支持——風洞試驗、飛機發動機高空實驗平臺。作為國內領先的高端裝備制造企業,陜鼓研制的連續式跨聲速風洞、超聲速風洞、飛機發動機高空實驗臺中的關鍵設備——超大型軸流壓縮機組,助力模擬飛行器高空試驗,為包括高超音速武器在內的各類航空航天裝備研發提供了關鍵試驗數據。
風洞試驗:尖端武器的必過關卡
風洞及飛機發動機高空實驗臺被喻為“飛行器的搖籃”,它是模擬飛行器高空試驗的關鍵設備。而壓縮機則是風洞試驗平臺的“心臟”,其性能直接決定了試驗結果的準確性和可靠性。沒有高性能的風洞壓縮機,就無法模擬高超音速飛行環境,各類導彈和飛行器的研發也就無從談起。陜鼓的產品正是滿足了這一關鍵需求,為國防新武器的研制提供了堅實基礎。
攻克難關:打破國外技術壟斷
長期以來,航空航天高空試驗臺、連續式跨聲速風洞、超聲速風洞用大型軸流式壓縮機技術都被國外壟斷,西方發達國家不僅在技術上對我國嚴密封鎖,而且產品也不允許出口。
上世紀90年代,陜鼓軸流壓縮機專業研發團隊就開始研制我國連續式跨聲速風洞、航空航天領域超大型軸流壓縮機組,陸續攻克了低雷諾數、大流量、高壓比、高排氣溫度、高轉速下高性能優化設計,大型空心軸開發,大型焊接件質量控制、超低負壓下的防漏油、長軸系轉子動力學,以及多臺壓縮機之間各種串并聯的控制技術等一系列技術難題,打破了國外對該領域的技術壟斷,填補了一項項國內空白。并成為全球軸流壓縮機年產量最大的供應商企業。
近年來,陜鼓還在持續創新中尋求技術的再升級、再突破,建成了高效率、高性能、高可靠性的軸流壓縮機基本級性能實驗研究平臺。陜鼓研制的全球最大、技術最先進的AV140軸流壓縮機,就為航空航天飛行器的研發提供了至關重要的試驗環境和支持。
AV140機組是超大型軸流壓縮機組,機組運行風量為每分鐘20000~25000立方米、壓比為8~9,均為目前全球工業用軸流壓縮機領域之最。機組轉子直徑達1.4米,總重量達400噸。是我國航空發動機高空模擬試驗的核心動力裝置,也是冶金特大型高爐、催化裂化、壓縮空氣、儲能、遠程氣體輸送等多領域裝備的“動力心臟”。
一臺AV140軸流壓縮機由機殼、承缸、調節缸及轉子等組成,轉子看起來像“狼牙棒”,上面裝有868個動葉,承鋼上裝有1074個靜葉,加起來共有1942個葉片。動靜結合,保證軸流壓縮機的正常作業。
空氣進入軸流壓縮機后,轉子能達到每分鐘2500轉,動葉高速旋轉時會對氣體做功,氣體受力后高速流動進入靜葉,靜葉的作用是擴壓,將動能轉化為壓力能,使得氣壓升高,實現最大風量每分鐘20000立方米,即每分鐘氣量相當于一個標準足球場的大小、一座3米高廠房的體積,轉化效率達到92%以上。該機組新型高效葉型和空心轉子的全新設計開發,確保了裝置整體運行更加穩定和高效節能。
與此同時,為推進大型高端裝備國產化,近年來,陜鼓還在持續創新中尋求技術的再升級、再突破,并在對國內外前沿技術廣泛調研基礎上,博采眾長,建成了高效率、高性能、高可靠性的軸流壓縮機基本級性能實驗研究平臺,創新研究實驗方法,對CFD(計算流體動力學)流體仿真計算結果進行驗證,為國產大型高端裝備技術提升提供了有力支撐。
閱兵見證:從試驗場到閱兵場
同樣亮相閱兵式的鷹擊-19、鷹擊-17、鷹擊-20等高超聲速導彈,鷹擊系列導彈完善了立體反艦體系,是捍衛海洋權益、爭奪制海權的“戰略重錘”;鷹擊-21、東風-26D等高超聲速導彈,是具備全天候作戰能力的新型殺手锏;還有新型隱身無人機等,這些導彈及智能化作戰裝備的研發同樣離不開高性能風洞試驗平臺的支持。
陜鼓的設備為這類尖端武器的氣動設計、熱防護系統等關鍵技術的驗證提供了不可或缺的支撐。除了導彈武器,陜鼓的設備還廣泛應用于我國航空發動機高空試驗臺位的抽氣系統領域,為國產戰機發動機的技術進步做出了貢獻。
隨著國際軍事競爭格局的變化,高超聲速武器已經成為各國競相發展的重點領域。在這場高科技競爭中,陜鼓將繼續為國防現代化建設提供強有力的技術支持。
當閱兵場上的歡呼聲漸漸散去,陜鼓人的創新腳步從未停歇。他們用默默無聞的奉獻、用自主創新的決心,筑牢國家安全的科技基石。未來,陜鼓也將繼續以科技創新為引領,為實現中華民族的偉大復興作出新的更大貢獻!