03.08 航空發動機領域能出一個馬偉明級別的專家或團隊嗎?

蘇堤孤客


院士,作為一個國家科學技術領域中最高的學術稱號可謂是萬里挑一,這項終身榮譽只有那些為國家層面的發展帶來巨大貢獻的學者才能受頒,最近中國工程院院士第二輪候選名單出爐,令很多人深感意外的是,其中最年輕的候選人竟然年僅41歲,應該是中國最年輕的院士候選人之一了,那麼他是誰呢?

這名出生於1978年現年41歲的院士候選人,就是海軍工程大學電力電子技術研究所的教授王東,雖然年紀輕輕,但是他已經擔任著中國艦船綜合電力技術國防科技重點實驗室的研究室主任的重任了,作為國產艦艇綜合電力系統IPS科研團隊的主力骨幹,王東埋頭苦幹,在短短几年時間中,已經取得了卓越的成就和顯著成績,對於王東來說,院士的榮譽可謂實至名歸。

根據資料顯示,目前我們國家的艦艇綜合電力系統,採用的並非外國常用的中壓交流電,而是中壓直流電,這是由於艦船交流電的技術雖然相對成熟,但是在日常服役狀態下暴露出了一系列的弊病,例如機組體積過大,重量難以控制、並聯發電困難等問題,而採用中壓直流電則不存在上述問題,無論是大型艦艇還是中小型艦隻都可以使用,而且發電機可以與原動機直接連接,大幅度降低噪音干擾,不過雖然好處多多,但是採用中壓直流電對於艦船整體電力系統的要求自然水漲船高,進行技術攻關的難度也就可想而知了。

從1990年開始我們國家就加大了水面艦艇綜合電力系統的研究工作,在集成化發電系統方面取得了重大突破,然而在國產原動機技術方面仍然存在巨大的差距,當時的項目負責人就提出了跨越發展的思路,直接上馬中壓直流系統,此後英美國家紛紛跟進,驗證了這個選擇的高瞻遠矚。而當時王東正是該團隊中的一位得力干將,親眼見證了這次了不起的“彎道超車”,通過解決非線性直流源和電力推進兩大技術瓶頸,研製出大容量高功率密度發電機組和高轉矩密度推進電機兩大核心裝備,讓中國海軍在該項目上從追趕者變成了領跑人。目前這套國產綜合電力系統已經在潛艇支援艦上得到了成功應用,多款出口型艦艇也將配備中國自有的電力系統。

這裡面還有一件挺有意思的事情,之前我們說過王東是中國最年輕的院士候選人之一,是因為在18年前,就曾有人也在41歲時當選了中國工程院院士,他就是軍迷朋友們非常熟悉的馬偉明院士,而且更加巧合的是,二人都是來自海軍工程大學的科研巨擘,王東此前所在的團隊負責人,正是如同恩師一樣的馬偉明本人,18年,正好是一代人的時間,從馬偉明到王東,這一巧合也從側面印證中國海軍科研的人才體系已經初具規模,隨著大批傑出人才的湧現,相信屬於我們的星辰大海夢終將實現。


迷彩虎軍事


我覺得航空發動機領域內可能已經有類似於馬偉明院士那樣撐起行業半邊天的超高水平科研團隊了,去年珠海航展殲-10BTVC戰鬥機的表現就是側面印證。馬偉明院士究竟有多厲害呢?曾經有媒體用“十個師”形容過他,而當年美國海軍形容錢學森也才用了“五個師”。馬偉明院士是我國電磁彈射之父,帶領團隊突破了航母電磁彈射技術,電磁炮相關技術,和潛艇無軸泵噴推進技術等等一系列電磁領域的高精尖技術難題,是我國的國寶級科學家!正是在他的帶領下,我國的軍艦戰鬥力提升了好幾個檔次,一舉達到世界先進水平。



航空工業被譽為是工業的皇冠,航空發動機工業更是皇冠上的明珠。我國航空工業和西方國家相比,起步較晚,在國家較窮的時候航空工業發展相對緩慢,在90年代出了個宋文驄總師才突破了我國第三代戰鬥機的研製工作。

說到底我國現在航空發動機落後的原因就是因為當年窮,而且還沒重視。航空發動機的製造需要漫長的技術積累,需要大量的資金投入,需要進行無數次的材料試驗和基礎研究。在我國建國之後,前蘇聯向我國伸出了援助之手,幫助我國開展了156個援建項目,其中涵蓋了煤炭,鋼鐵,電力,冶金等等傳統行業,但其中連導彈行業都有,就是沒有決定空軍力量的航空發動機行業。箇中原因不得而知,後來因為經濟條件的限制,我國提出了一個叫“要導彈不要飛機”的口號,著重研製導彈去了,整個航空工業遇冷。

沒錢無論什麼行業都寸步難行啊,更別提花錢如流水的航空發動機行業了,再加上在“要導彈不要飛機”的思想潮流下,整個航空工業都成了非重點行業,航空發動機更是成為了一個非必需品。在這樣的一個大背景下,到7-80年代,國外三代機很行的時候,我國依然在用著老舊的殲-6,殲-7,殲-8戰鬥機。甚至還搞出了三架殲-7對付美軍一架F-22的戰術來迷惑自己。正因為開始沒重視,一步落後步步落後。當年導彈的研製工作得到極度重視,如今我國的導彈研製水平領先世界。

試想一下,如果當年航空工業和導彈工業調換一下,如今發動機還會落後嗎?落後該是導彈了。不過導彈落後的後果可能會比航空工業落後更為嚴重,因為導彈幾乎影響著我國所有兵種大部分武器的戰鬥力,而且還直接影響著我國的核武器投送能力。所以在當時那種內憂外患,經濟困難導彈和飛機無法兼顧的條件下,選擇了能夠穩固國家根基的導彈也屬於明智之舉。


目前我國的航空發動機研製已經有了不斐的成績,殲-10BTVC的成功意味著我國矢量推力發動機的成功,AG-600水陸兩棲飛機配套的渦軸-6發動機的成功都證明了我國航空發動機的巨大進步。現在是我們進步雖快,但是和西方國家先進水平的差距依然巨大,如果在這個時候能有一個像馬偉明院士一樣,有著強大人格魅力,深厚的學術功底的領頭人出現,一定可以帶領我國航空發動機行業更快發展,追上西方國家先進水平。
吳大觀老先生

其實在我國航空工業發展的這幾十年裡,湧現過很多像馬偉明院士一樣,為了國防事業鞠躬盡瘁的人,只不過因為事業的特殊性,他們的名字不能出現在公眾視野之內。他們之中現在也有部分人已經解密,比如“航空發動機之父”吳大觀先生,“航空發動機高溫合金之父”師昌緒先生等等都是為我國航空發動機事業做出巨大貢獻的前輩。剛剛我在打兩位老先生名字的時候是一個字一個字打出來的,但是要輸入一個明星的名字的時候輸入法卻能準確推薦。我不想道德綁架輸入法,只是對此稍微有點悲傷,社會應該重視科學家,而不是明星。


赤焰噠噠噠


馬偉明院士的研究確實功不可沒,航空領域至今沒有如此大快人心的突破。前段時間,美國公開了其航母中使用的電磁彈射與阻攔裝置的工作圖,被有關專家稱為是為了阻礙中國在該方面的發展。然而,近期央視曝光的中國在這方面的成就,給與了美國有力的回擊。據這些資料顯示,中國在這方面已經比美國做得更好。


中國此次在電磁彈射以及電磁攔阻裝置等方面做出卓越成就的主要是馬偉明所帶領的團隊,這個團隊集結了中國在這個領域最傑出的人才,個個都是國寶。他們不僅僅在這個方面有了巨大突破,在核潛艇技術上同樣如此,特別是降噪技術上也有了不小的成就,據稱其研究成果已經幫助核潛艇成功降噪十二分貝以上。僅在這些方面,就有關專家認為,中國已經超越美國10年以上。

馬偉明院士在電磁方面的巨大成就,使得中國成為世界上的第一次搭載電磁試驗炮的國家。此前,中國已經解決相關的供電難題,並且整體技術日趨成熟。比起同樣在研製電磁炮的美國,中國已經實現了反超。


各國的核潛艇在水下動靜如此之大,主要是動力因素。大多數核潛艇採用的是壓水型的反應堆,這種反應堆雖然效率高,但也有一些缺點,特別是其無法掩蓋的噪音和震動。為了儘可能減輕這些麻煩,各國都對反應堆的相關冷卻泵進行了大量的研究。我們的技術能夠降噪12分貝,代表了中國在核潛艇技術上的高超水平。

網友對於此次有卓越貢獻的馬偉明及其團隊也是議論紛紛,有人覺得這樣國寶級的人物應該好好對待,甚至調侃說將養國足的資金用來撫卹他,也有網友覺得我國有了如此大的成就,不該如此高調,應該留作秘密武器。不過,及時向世界展示自我也是十分重要的,不僅僅是對專家工作的肯定,也是為了向世界展示一個強大的中國。


我國的航空工業也不乏馬院士這樣的人才,只不過由於在過去幾十年裡缺少對航空工業的研發投入,在這個領域的技術積累太少,尤其是航空發動機技術遠算不上成熟,很難像船舶動力那樣實現飛躍性進步,這就導致航空發動機領域的許多人才不能像馬院士那樣大放異彩,但是類似的領軍人物肯定是存在的!


利刃巨透社


馬偉明的電力系統和航空發動機有一個很重要的區別,就是航空發動機內部是不可觀測的,電力系統內部是可觀測的。

其他方面,航空發動機涉及的學科領域超過電力系統,而且電力系統的技術很多已經被掌握。從加工製造角度看,航空發動機的製造精度比電力系統更嚴格,更精密。舉一個簡單的方面,發電機旋轉部件的動平衡要求很高,動軸的同心度、圓度等等。而電力動力系統運動部件比較少,轉速和持續時間、運轉環境溫度遠遠比不上渦輪發動機。

電力動力系統的難點是大功率門檻、蓄能裝置等。

所以有一個頂級專家可以研發電力動力,而一個發動機專家不能解決發動機問題,航空發動機是跨很多領域的,需要一個專家組,若干個馬偉明才行。


打個比方,馬偉明是一門機關炮管,航空發動機就是加特林轉管炮。馬偉明是火箭筒,航空發動機就是火箭炮。


一葉楓流O靈似舞妖


真心希望航空發動機領域也能出現“馬偉明”級別的領軍人物!但從客觀條件來說,個人認為短時間內這個可能性不大。


目前我國航空發動機最高水平WS-10“太行”系列發動機

航空發動機被譽為“工業製造業皇冠上的明珠”,代表了工業界材料、工藝、裝配、控制等多領域的最高水平,也是一個需要基於海量基礎數據不斷提升的學科。

目前美國(也是世界上)航空發動機最高水平的F-135系列發動機(其最大推力達到“太行”的1.35倍以上)

馬偉明是動力與電氣工程專家、中國工程院院士, 先後攻克了電磁彈射技術(及電磁炮)、無軸泵推技術、潛艇整流電機技術等核心技術,中央軍委2次授予一等功兩次,為海軍現代化做出了卓越的貢獻



“霸氣”的馬偉明院士


電磁彈射器測試

馬偉明院士所在的動力及電氣領域,主要是與電相關的學科,雖然攻關難度不比航空發動機小,但個人認為還是存在一些差異的,包括:

1)通用性不同:電力、電磁領域的理論通用性強,與之相關的應用均基於類似的技術路線;而航空發動機的設計沒有固定的基礎準則,技術路線各有特點,且概不外傳;

2)材料性能要求不同:電氣領域,對材料性能雖有較高要求,但電機、電磁部件等都是有基本確定的探索方向,不確定度較小;而航空發動機對材料的要求可謂“變態”,而且材料不同元素比例、組分的性能差異巨大,由此,航發材料的研製難度遠高於電氣領域;

3)驗證方法差異大:任何技術創新都需經過試驗或實踐驗證。電氣領域的驗證可以方便的進行縮比試驗驗證,只要技術理論驗證充分,即可進行工程應用推廣;航發領域由於結構極其複雜、零部件數量繁多、不同幾何尺寸引起的流體現象迥異,很難進行縮比驗證,研製代價極高;

4)對延續性的要求不同:電氣方面的攻關所需要的基礎性研究數據相對較少,一般也能通過數學推導找出規律;而航發領域必須有大量的基礎研究數據支持,型號、結構、幾何尺寸不同,就需要進行單獨試驗,相關基礎數據基本無法理論推導、且均被視為限制級無法找到現成參考。

當然,說了這麼多差異並不意味著航空發動機領域就不能出現突出的領軍人物、也不是非要有”馬偉明”式的領軍人物才能取得突破。近些年我們的航空發動機技術已有明顯進步,國產高性能的航空發動機也已開始批量裝備最新型國產戰鬥機。


裝備WS-10系列發動機的殲-10C與殲-20(也有說殲-20用的是WS-15,個人認為WS-10的改進型可能性更大)

航空發動機是一個基礎性、連續性、綜合性極強的領域,只有足夠的積累,才能厚積薄發!一旦條件成熟,說不定會短時間內湧現一批航空發動機界的“馬偉明”!共同期待吧。

以上為個人的理解,歡迎關注“威吶解析”、討論交流。


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