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        航空萬尺始于足下

        2018-11-30 15:00:43陳曉麗
        大學生 2018年11期
        關(guān)鍵詞:流場航空機械

        十九大報告指出:“強軍興軍開創(chuàng)新局面。著眼于實現(xiàn)中國夢強軍夢,制定新形勢下軍事戰(zhàn)略方針,全力推進國防和軍隊現(xiàn)代化?!?/p>

        航空發(fā)動機是流體透平機械的一種,與其它流體機械不同,其高負荷、高效率、高可靠性、長壽命等極端苛刻的要求對發(fā)動機壓縮系統(tǒng)、膨脹系統(tǒng)和進排氣系統(tǒng)等設(shè)計技術(shù)提出了極大的挑戰(zhàn)。其葉片通道內(nèi)部流動非常復(fù)雜,是典型的強三維、強剪切、強非定常湍流流動,且存在著以各種復(fù)雜渦系形式表現(xiàn)的二次流等。隨著其所裝載的飛行器種類不同,在戰(zhàn)斗機、貨運機、客運機、無人機上所面對的進氣方式、以及工作環(huán)境不同,內(nèi)部主流工況不同,對航空發(fā)動機的設(shè)計要求都有所不同,設(shè)計先進、效率高、推重比大的航空發(fā)動機,需要通過理論分析、數(shù)值模擬、實驗驗證等方式梳理各種工況下的流場機理,分析在實際工程中的流動損失與流場參數(shù)分布,這便是我們實驗室,也是我現(xiàn)在及以后的研究方向。

        中國科學院工程熱物理研究所前身是中國科學院動力研究室,其創(chuàng)建者是工程熱物理學家,與“三錢”齊名的吳仲華先生,目前研究所的研究方向大致可分為能源和動力兩大部分。我所在的輕型動力實驗室是研究輕型,小推力航空發(fā)動機,其所裝配于固定翼軍用無人機、靶機等飛行器上,應(yīng)對高空無人任務(wù),以及相應(yīng)各氣動、燃燒系統(tǒng)的研制的部門。目前小型渦扇發(fā)動機已經(jīng)完成了750公斤與1000公斤推力渦扇發(fā)動機持久性試車,與發(fā)動機技術(shù)中衍生出的清潔燃燒系統(tǒng)與燃氣輪機結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)也在同步進展。

        我的導(dǎo)師張燕峰研究員于2015年入選第六批國家“青年千人計劃”,之前在加拿大國家研究理事會從事葉輪機械的數(shù)值模擬以及流場測量的研究工作,其提出的設(shè)計方案在工程上已被國際知名的航空發(fā)動機研發(fā)商普惠公司認定為一個可用于中小型航空發(fā)動機的新方案。張老師致力于通過實驗實際測量流場,對數(shù)值模擬進行驗證,進而梳理各工況下的流場機理,為航空發(fā)動機的設(shè)計提供基礎(chǔ)理論支持。目前在國內(nèi)以及國際上核心刊物以及重要會議上發(fā)表論文30余篇,并申請國家發(fā)明專利10項。

        目前張老師承擔實驗室中的基礎(chǔ)組,于平面葉柵等理論研究模型上進行實驗測量。不同于多數(shù)高校從事理論機理研究,中科院工程熱物理研究所通常更為貼近實際工程的高壓、高速、高湍流度的氣流中進行測量,難度更大,更為枯燥。然而發(fā)動機的研究則是集整個國家整體工業(yè)水平于一體的大工程,于基礎(chǔ)性工程研究上不容半分懈怠。

        目前英國的羅羅公司、美國的波音公司以及加拿大的普惠公司,都在航空發(fā)動機的設(shè)計、制造上領(lǐng)先全球。我國開發(fā)出了配用三代機、四代機的航空燃氣渦輪式發(fā)動機,還遠未能達到領(lǐng)先和超越。這其中有我國工業(yè)起步較晚,發(fā)展較慢等因素,更需要我們這一代人努力填補流動理論空缺。

        工程熱物理研究所于廊坊所建立的科研基地,有輕型動力實驗室的工作車間,其中有數(shù)代師兄、老師以及其它研究人員投入心血所建設(shè)、維護的實驗臺以及其它實驗設(shè)備。每當在實驗臺上操作時,我都感到我站在前人開辟的道路上,而前方依舊是荒野茫茫,需要我通過自己的努力與知識來為后人劈開一段新的康莊大道。國之重器,任重而道遠。

        我本科從事化工機械的學習,其中動設(shè)備便是囊括了軸流式壓氣機等透平流體機械,由此我打下了對氣體動力學以及氣動機械的理論基礎(chǔ)并產(chǎn)生了對繼續(xù)研究流體機械的想法,其后我來到了工程熱物理研究所輕型動力實驗室。經(jīng)過前期四五個月的學習與參與實驗,我初步掌握了氣體流動理論研究的基本思路與方法,明白了研究要一步一步地來,真正能出成果的學者都要經(jīng)過了長期堅持不懈的工作與思考。目前我來到中科院雁棲湖校區(qū)進行為期一年的基礎(chǔ)知識學習,之前參與研究工作,深刻感受到了自己在理論知識上的缺失,而此時此刻我需要沉淀下來,一改之前急于求成的浮躁,踏實地學習基礎(chǔ)知識,并且同時參與課題組內(nèi)數(shù)值模擬的工作而保持對項目的貼近。目前我的研究方向初步定為流場精細測量,希望我通過一年的閉關(guān)學習之后,回到所內(nèi)能快速上手相應(yīng)工作,成為一名合格的博士生,為接下來四年的學習打下基礎(chǔ)。

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