Дойдя до этого места, Чан Хаонань сделал паузу.
Очевидно, что не все могли сразу принять эту концепцию на теоретическом уровне.
Но он это предвидел.
«В докладе товарища Лиу Юнцюаня рассказывалось о методе проектирования формы изогнутых и стреловидных лопаток компрессора, и у меня как раз есть пример расчета».
Чан Хаонань показал следующий слайд, на котором была изображена лопатка с очень сложной формой и большим удлинением.
«Давайте вместе, шаг за шагом, рассмотрим процесс проектирования этой “сверхвысоконагруженной адсорбционной изогнуто-стреловидной лопатки с передней кромкой”».
Это название рассмешило многих.
Как известно, чем длиннее название, тем мощнее объект.
Однако в конце 90-х, когда отечественные нравы еще не были испорчены западным влиянием, такие названия с цепочкой прилагательных были еще редкостью.
А эта «сверхвысоконагруженная адсорбционная изогнуто-стреловидная лопатка с передней кромкой», очевидно, была именно такого типа.
Учет всех этих факторов уже на этапе проектирования раньше был немыслим.
Теперь же, с появлением метода полного трехмерного проектирования, это казалось вполне естественным.
«Итак, шаг за шагом. Сначала зададим простейшую форму изогнутой лопатки…»
Сомнения большинства присутствующих были вполне понятны.
Чем больше ограничений при проектировании, тем сложнее задача.
Впрочем, это уже не было главной темой сегодняшнего дня.
Конечно, в усовершенствованной Чан Хаонанем версии РП14 использовался ряд новых технологий, но об этом знали лишь немногие.
Разумеется, все это при условии, что уровень производства соответствует требованиям и позволяет в точности воспроизвести то, что изображено на чертежах.
Однако в настоящее время в китайской авиадвигателестроительной отрасли было множество недостатков, и их необходимо было устранять, начиная с этапа проектирования.
Но и этого было достаточно.
Это как раз та технология, которая необходима для разработки высокоэффективных компонентов горячей части авиационного двигателя.
Так было и с РП14 и Turbofan 10.
В целом, с учетом имеющихся технических средств, если проектировать новый двигатель с нуля, не имея в основе газогенератора или старой модели, то 15-20 лет — это не такой уж и большой срок.
Для таких держав с развитой авиационной промышленностью, как США и СССР (Россия), это обычно не проблема.
После завершения разработки предыдущего поколения, разработка следующего поколения — это естественный процесс.
«Хотя это немного сложно, но в качестве примера, он, безусловно, достаточно типичен».
Как правило, повышение температуры перед турбиной напрямую увеличивает скорость потока газа и не влияет напрямую на расход топлива. Это самый простой, хотя и грубый, но наиболее эффективный способ повышения тяги — при условии, что общий уровень конструкции соответствует требованиям. В противном случае, одна только высокая температура перед турбиной не означает высокой производительности. Типичным примером этого является японский XF6-1, у которого температура перед турбиной 1600°C, что соответствует уровню турбовентиляторных двигателей четвертого поколения, но фактические характеристики примерно такие же, как у уменьшенной версии РД-33…
Фактически, Turbofan 10 в исходной временной шкале потребовалось около 15 лет, чтобы перейти от нестабильной работы к зрелости.
В отличие от компрессора, который является компонентом холодной части, исследования компонентов горячей части, особенно турбины, в основном сосредоточены на том, «как выдерживать максимально возможную температуру».
Причина, по которой Чан Хаонань с самого начала разработки TORCHMultiphysics делал упор на приоритетное обеспечение прогресса в модуле термомеханического анализа, заключалась в том, чтобы в дальнейшем расширить сферу деятельности в области обработки материалов, особенно термической обработки металлов.
Улыбки присутствующих не исчезли, а просто переместились на лицо Чан Хаонаня:
Он говорил скорее об уверенности.
И TORCHMultiphysics имел все возможности для решения этой проблемы.
Каким бы гениальным он ни был, он не мог за полдня рассказать обо всех ключевых технологиях турбовентиляторного двигателя третьего поколения.
И действительно, он тут же пояснил:
«Обратите внимание на несколько факторов, которые необходимо учитывать при проектировании этой лопатки, и которые влияют друг на друга».
Однако в Китае, из-за того, что долгое время разработка авиационных двигателей не могла осуществляться независимо, между различными моделями авиационных двигателей часто не было преемственности в технологиях, и каждая новая модель разрабатывалась практически с нуля.
«Поэтому я считаю, что в этом вопросе следует использовать метод совместной разработки несколькими организациями».
Без преувеличения можно сказать, что если все, о чем только что говорил Чан Хаонань, осуществится, то объем работ по проектированию компрессора авиационного двигателя может сократиться на порядок!
А если можно напрямую получить конкретную картину трехмерного вязкого потока с помощью численных расчетов, то даже по самым консервативным оценкам, весь процесс проектирования компрессора можно будет завершить примерно за 2-4 года.
Улыбки на лицах присутствующих исчезли.
Учитывая, что большая часть сокращений приходится на этап натурных испытаний, экономия времени, средств и снижение рисков уже могут перейти из категории «количественных» в категорию «качественных» изменений.
Однако, учитывая, что квазитрехмерный метод проектирования поверхности S1/S2 сильно зависит от статистических методов при расчете вязких эффектов (то есть сначала нужно угадать, а затем выполнить итерации), даже самый передовой метод кривизны линий тока, разработанный в настоящее время компаниями «Дженерал Электрик» и «Роллс-Ройс», по-прежнему требует огромного количества экспериментальных данных для численной аппроксимации потерь давления, потерь на ударных волнах, потерь в зазорах, потерь на торцевых стенках, угла отставания и оценки закупорки, что часто занимает годы или даже десятилетия…
На самом деле, даже этот совершенно новый метод проектирования компрессора был лишь кратко представлен и объяснен.
«…»
Как только Чан Хаонань закончил говорить, в зале послышался шепот.
Температура перед турбиной турбовентиляторного двигателя третьего поколения (четвертого по зарубежным стандартам) не может быть ниже 1200°C, а для достижения показателей, которые Чан Хаонань мысленно установил для Turbofan 10, это значение должно быть увеличено до 1400°C и выше.
В прошлом проектирование авиационных двигателей было работой, требующей большого опыта и многочисленных практических испытаний, во многом потому, что потери, вызванные вязкими эффектами, составляют значительную часть общих потерь и напрямую влияют на нагрузку на лопатки, закупорку и запас по помпажу.
Обратите внимание, что это только компрессор, один из трех основных компонентов авиационного двигателя, без учета камеры сгорания и турбины, двух компонентов горячей части, а также их согласованной работы.
А некоторые проницательные люди заметили, что Чан Хаонань выделил разные прилагательные перед словом «лопатка» разными цветами, как бы подчеркивая этот момент.
Да, хотя он на первый взгляд говорил о технологиях, он говорил не только о них.
Сначала одномерное проектирование, затем двухмерное, а затем квазитрехмерное…
Поэтому сегодняшний доклад Чан Хаонаня должен был дать четкий ответ — Turbofan 10 обязательно будет создан!
Поэтому, закончив с технической частью, он сменил тему:
«Из только что приведенного примера вы, товарищи, могли заметить, что даже с применением новых теорий и инструментов проектирования, разработка турбовентиляторного двигателя третьего поколения остается очень трудоемкой задачей, которую трудно выполнить силами одного или двух предприятий».
Обычно в таких случаях эти элементы конструкции оптимизируются по отдельности, а затем объединяются и испытываются на стенде, где параметры постепенно корректируются.
Глядя на почти две сотни человек в зале, Чан Хаонань понял, что его агитация прошла успешно.
С помощью примера большинство инженеров постепенно поняли новый метод, предложенный Чан Хаонанем.
«Высокая нагрузка означает высокую степень повышения давления на ступень, и сама форма лопатки должна быть достаточно эффективной; адсорбционный тип означает применение многощелевой адсорбционной формы лопатки для управления отрывом пограничного слоя; комбинированное изгибание и стреловидность означает одновременное применение изогнутой и стреловидной конструкции, лопатка имеет сложную несимметричную форму в трехмерном пространстве; наконец, передняя кромка означает, что мы также учли неблагоприятное влияние концевых эффектов на эффективность лопаток компрессора и надеемся минимизировать это влияние».
Очевидно, что нет таких материалов, которые могли бы по своим свойствам долго и стабильно работать при таких высоких температурах, поэтому здесь требуются некоторые другие хитрости.
Но при реализации проектов, особенно таких, которые требуют концентрации усилий, самое главное — это единство и решительность.
Отставание Китая в области материаловедения часто заключается не в том, что невозможно произвести сам исходный материал, а в том, что из одного и того же сырья получается продукт, не соответствующий требованиям.
Однако все присутствующие были специалистами, и, поняв суть, они почти сразу осознали, что эта новая теория окажет на проектирование авиационных двигателей гораздо большее влияние, чем можно было бы судить по ее незамысловатому названию.
Хотя РП14 уже прошел все этапы проектирования и производства, и заказов было так много, что 410-й завод хотел передать часть из них 460-му заводу в провинции Гуйчжоу, чтобы снизить нагрузку, но, по крайней мере, до сегодняшнего дня никто не был уверен в том, «можно ли сразу же приступить к разработке Turbofan 10».
Поэтому вопросы разработки компонентов горячей части Чан Хаонань лишь кратко затронул в заключительной части своего выступления.
Хотя он и сказал «я считаю», все понимали, что такое заявление на подобном мероприятии точно не является мнением одного-двух человек.
Как минимум, это должно было быть одобрено Государственным комитетом по оборонным технологиям, а возможно, и на более высоком уровне.
Вопрос в том, как объединить усилия?
Обновлено: 07.04.2026