中国工程院院士尹泽勇：要做就做最先进的发动机

　　【院士访谈】

　　◎本报记者 矫 阳

　　当下，中国航空发动机集团有限公司(以下简称中国航发)自主研制的1000千瓦级AES100民用涡轴发动机，正在为今年自主适航取证做最后冲刺。

　　它是我国第一型具有国际竞争力和完全自主知识产权、技术水平比肩国际第四代先进民用发动机的产品。

　　“要做成民用航空发动机的中国品牌，做出最先进的发动机，让中国飞机都用上强劲‘中国心’！”中国工程院院士、中国航发科技委原主任尹泽勇日前接受科技日报记者访谈时表示。

　　中国航空发动机事业取得长足进步

　　记者：航空发动机被称为现代工业“皇冠上的明珠”。世界上有哪些国家能研制先进航空发动机？

　　尹泽勇：当前，美国、俄罗斯、英国、法国和中国能够研制先进航空发动机。新中国航空发动机事业在抗美援朝的烽火中诞生，靠的是自强不息。经过一代代从事航空发动机事业的航发人的不懈努力，我国航空发动机事业从无到有、从小到大、从弱到强，实现了涡喷、涡扇、涡轴、涡桨等先进航空发动机系列产品的研制生产。

　　记者：中国航空发动机事业发展现状怎样？这些年涌现出了哪些代表性产品？

　　尹泽勇：党和国家高度重视航空发动机事业发展。2023年9月1日，习近平总书记专门给中国航发“李志强班”职工回信指出，“这些年，中国航空发动机事业有了长足进步，初步探索出一条自主创新发展的新路子”。这是对航空发动机事业取得成绩的高度概括和褒奖。

　　这些年，航空发动机取得长足进步。民用发动机方面，近年航展中，中国航发先后展出CJ(长江)1000A、CJ2000等大涵道比涡扇商用发动机，AES100、AEP100等涡轴、涡桨通航动力，以及其他各类新型发动机。这些都是我国航空发动机事业取得长足进步的具体体现。

　　记者：您提到的这些发动机处于什么水平？

　　尹泽勇：以国人关注的大飞机动力长江系列发动机为例。我是该系列发动机的首任总设计师。在立项之初，我和团队成员的目标就是对标世界一流，做最先进的发动机。经过多年努力，该系列发动机已取得显著进展。

　　记者：长江系列发动机具体配装什么飞机？

　　尹泽勇：CJ1000A发动机能满足150座级单通道飞机的动力需求，将是商用飞机的强劲“中国心”。CJ2000发动机以配装双通道远程宽体客机为目标。这两型大涵道比发动机都具有完全自主知识产权，且油耗低、排放低、噪音低、可靠性高、寿命长，还可通过改进改型系列化发展。

　　坚持自主研制理念不动摇

　　记者：曾有种说法是，“一代人，一型航空发动机”。研制发动机为什么需要这么长时间？

　　尹泽勇：研制航空发动机是一个复杂的系统工程，集成了气动、燃烧、结构强度、控制、机械、材料等诸多现代科学技术的最新成就。发动机的使用要求也特别苛刻。发动机需要在高温、高寒、高原及盐雾等复杂环境下长期可靠工作。它的设计、制造及试验工作量极大，因此研制周期长。

　　记者：随着新机制以及新技术的出现，我国发动机研制周期是否会缩短？

　　尹泽勇：我国航空发动机自主研制步伐在不断加快。尤其是2016年，党和国家批准成立中国航发后，许多关键核心技术都实现了突破。

　　我深有体会的是，研制战线全体成员直面困难，敢于拼搏，采取了许多创新理念、创新方法。

　　比如，我们着力加强应用基础理论研究、共用技术研究和型号预先研究，并与型号研制紧密结合；加强叶片、轮盘、控制系统、轴承等关重件和关键成附件研制；加强试验能力、生产能力和保障能力建设等。我们的工作很务实也很有成效，保证了发动机技术水平的大幅提高及研制周期大幅缩短。

　　记者：为加快国产飞机发动机研制进程，我们做了哪些努力？

　　尹泽勇：我们做的最重要的努力是坚持自主研制理念不动摇。这些年，我们克服重重困难，主动建立起自主创新研发流程，大力应用仿真技术，建立健全质量管理体系，推进“一次成功”工程实施，推广“一装一试”装配模式转换等。设计、试验、制造水平不断提高，研发周期不断缩短。

　　近8年来，一批新型发动机成功首飞，一批重点型号鉴定定型，一批关键技术被陆续攻克，一批核心装备正在加速研制。

　　需要具备十年磨一剑的毅力

　　记者：研制高技术水平的发动机，需要具备什么条件？

　　尹泽勇：想独立自主研制出技术先进、质量可靠的航空发动机，需要科学的研制方法、先进的技术手段和创新务实的研发团队。当然，也要付出大量的资源，具备十年磨一剑的毅力。

　　20世纪七八十年代，我和团队成员在发动机设计中，创新研究应用先进的数值分析方法。这也是现在设计分析的重要方法之一，对加快自主创新研制至关重要。

　　从当年开展方法研究，到今天团队成功开发出我们自己的通用设计优化工业软件，这个过程非常艰苦，没有毅力无法坚持下来。

　　记者：在能力建设方面，我们做出了什么创新举措？

　　尹泽勇：这些年，相关部门加大了支持力度。我们加快设备建设进度，新建的航空发动机高空模拟试验基地、航空发动机露天试车台等一批先进的试验设施，都有力保障了先进发动机研制。

　　我们还充分利用新型举国体制优势，聚合全国力量，组建“国家队”。如成立中国科协航空发动机产学联合体等，形成融通创新基本格局。

　　记者：2016年，“玉龙”发动机首次展出。这款新型涡轴发动机完全由我国自主设计研发，并获得国家科学技术进步奖一等奖。这是我国航空发动机单独申报取得的最高国家级奖项。“玉龙”发动机的成功研发，对中国航空发动机事业的重要意义是什么？

　　尹泽勇：“玉龙”是我国第一型走完自主创新研发使用发展全过程的涡轴发动机。其根本转变了我国涡轴发动机的研制方式，实现了涡轴发动机技术水平从引进国外专利生产，到完全自主创新研发先进发动机的本质性跨越。

　　作为该发动机的总设计师，我认为其成功研发更重要的意义，在于证明了我们敢想敢干敢胜利。外国人能做到的，中国人不仅能做到，还能做得更好。

　　记者：“玉龙”发动机1984年启动研制，至今已有40年，这个过程中凝练出了“玉龙”精神，这具体是什么？

　　尹泽勇：今年恰逢“玉龙”发动机研发、使用、发展40年，我亲历并见证了“玉龙”发动机的不断发展。在它的预先研究、设计研制、批量列装、改进改型发展过程中，凝练形成了“脚踏实地、自主自立、执著坚守、志在超越”的“玉龙”精神。这种精神激励我们研发出更多自主创新先进发动机。

　　记者：当前，“玉龙”发动机还在升级迭代吗？

　　尹泽勇：近年来，研制团队不断改进升级，“玉龙”发动机的性能、使用寿命已远超定型时的要求。而且团队进一步创新研发了一系列先进发动机，比如AES100即团队发展出的最先进第四代民用涡轴发动机。此外，还有相应的涡桨及涡扇发动机等。

　　可从多方面评价发动机的先进性

　　记者：您长期从事航空发动机研制工作。在您看来，一型先进发动机的标准是什么？

　　尹泽勇：我1962年上大学进入航空领域，毕业后进入航空发动机行业至今，先后参与研制了多型涡扇、涡轴和涡桨发动机以及直升机传动系统。

　　我认为，一型发动机先进与否，大致可从设计、制造和使用效果等方面来判断。

　　只有运用最先进的制造技术，才能造出好发动机。比如，涡轮叶片是发动机“核心中的核心”。要生产出大推力(功率)、高推(功)重比的发动机，必须提升涡轮前的温度。而在高温下，涡轮叶片材料的持久、蠕变强度、抗热疲劳等性能则是其长期工作的基础，是判断一台发动机先进与否的标志之一。

　　记者：您提到高温环境下涡轮叶片材料的性能是其长期工作的基础。那么，当前应用的拥有良好热强性能的金属材料是什么？

　　尹泽勇：目前拥有良好热强性能的金属材料就是镍基单晶合金。在研制“玉龙”发动机的过程中，我们在国内最先研发制造了最先进的单晶合金叶片，克服了材料制备、叶片加工等一系列困难，保证了“玉龙”发动机的先进性。

　　记者：涡轮叶片材料的发展，是否会随着涡轮前温度的上升“水涨船高”？

　　尹泽勇：是的。从高温合金到定向合金，再到单晶合金，以及陶瓷基复合材料，每种新材料的诞生，都提升了涡轮叶片的热强性能。

　　但是新材料总有一个成熟过程，在研制“玉龙”发动机时，我们采用单晶高温合金，极大提高了发动机性能。现在，我们又在研究热强性更佳的陶瓷基复合材料叶片。

　　记者：从发动机的使用角度来说，您认为应如何在技术先进和成本适合之间取舍？

　　尹泽勇：最合适的才是最好的。航空器种类很多，对各类发动机的要求各不相同。从飞机用户的使用需求出发，既能够满足使用需要，又经济可靠，才是好的发动机。

　　如果发动机只是满足狭义的技术先进，但成本高昂、使用维护不便，用户承受不起，是没有竞争力的。

　　发动机的先进性，也包括经济性和维护性。AES100发动机在促进经济性和维护性方面已做了大量工作。我指导团队在其先进通用核心机基础上发展了涡轴、涡桨、涡扇发动机和燃气轮机，具有极大经济优势。

　　记者：请谈谈航空发动机未来的发展趋势。

　　尹泽勇：航空发动机未来要满足碳达峰碳中和的要求。如今，民用发动机技术创新的方向，正在从提高热效率减少碳排放的渐进式改革，向开发新的低碳推进技术与新燃料的革命性变革转变。其中，可持续航空燃料、新型混合动力推进技术、氢动力技术等已成为最具代表性的颠覆性技术。

　　记者：中国航发在这方面有哪些研究？进展如何？

　　尹泽勇：我前面说过，要做就做最先进的发动机。这些年，为实现“双碳”目标，我们已系统布局前沿颠覆技术，加快推动氢能、混电等新能源、新原理航空动力技术的研究，努力抢占未来前沿动力制高点。

　　[致青年科技人才]

　　青年科技人才首先应该有“家国情怀”。我一路走来，最正确的选择就是跟着党走，为国出力。没有这种将个人融入党和国家事业的情怀，不可能做出任何成绩。

　　要有敢于争先的决心。我担任过多个型号的总师，一直认为，要做就做最好的发动机。我们要勇于承认并面对暂时的落后，但绝对不可以不进取，不能重复搞低水平、没有竞争力的发动机。

　　要以科学创新为动力，跳出条条框框限制，在探索中不断突破。我觉得一个卓越工程师要终生学习，基础宽厚，要注重不同学科之间的知识交叉融合。“国之重器”都是复杂的大系统工程，无论是做总师工作还是承担具体技术工作，都必须有系统思维和锲而不舍的毅力。——尹泽勇

　　(科技日报) 【编辑:田博群】