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记前苏联著名航空发动机设计师

归档日期:11-23       文本归类:卡勒夫      文章编辑:爱尚语录

  为空中巨无霸铸造心脏的人——记前苏联著名航空发动机设计师弗阿洛塔列夫

  仅仅在100年前,飞行还只是人类的一个梦想。而今天,每天都有成千上万的飞机在无垠的苍穹中翱翔。我们已经难以想象,没有飞机的生活将会是什么样子。无庸置疑,人类飞行之梦的实现应该归功于一代又一代优秀的航空设计师的不懈努力,是他们用自己的智慧与汗水为人类插上飞翔的翅膀,而前苏联著名航空发动机设计师弗拉基米尔阿列克谢耶维奇洛塔列夫就是其中的佼佼者之一。

  1914年11月15日,未来的航空发动机设计师洛塔列夫出生于俄国罗斯托夫州沙赫特市的一个矿工家庭里。中学毕业后,洛塔列夫先后在新切尔卡斯克航空学院和哈尔科夫航空学院就读。1939年,他出色地通过航空发动机制造机械工程师专业的论文答辩,以优异成绩毕业于哈尔科夫航空学院。

  毕业后,洛塔列夫被分配到位于扎波罗日的巴拉诺夫第29发动机制造厂工作。该厂最初主要从事进口发动机的修理,30年代,在А.Д.什韦措夫的领导下生产出了苏联第一台国产航空发动机——М-11。该型发动机在当时的苏联发动机制造领域可谓影响深远,后来有60个型号的轻型飞机采用了М-11发动机。洛塔列夫的职业生涯就是从这里开始的。

  1929-1934年,巴拉诺夫工厂按照法国土地神-罗纳公司的许可证批量生产了480马力М-22九缸星形气冷发动机。该型发动的批量生产对苏联航空发动机制造业的发展和发动机制造技术的完善起到了有力的推动作用。1935年,850马力的М-85星形双排十四缸气冷发动机在该厂投入批量生产,从而使该厂在该领域又向前迈进了一大步。30年代末,当洛塔列夫刚来到扎波罗日的时候,巴拉诺夫工厂正在着手设计2000马力的М-90新型发动机,洛塔列夫受命领导减速器小组工区。正当洛塔列夫准备大显身手的时候,卫国战争爆发了,工厂被迫东迁至鄂木斯克,М-99发动机的研制工作因而未能在预定期限内完成。

  东迁后,扎波罗日人在西伯利亚严酷的环境中开足马力为前线飞机生产各种发动机。战争初期,设计局和量产厂组织了用于装备ДБ-3Ф远程轰炸机和苏-2轻型轰炸机的1100马力М-88Б新型发动机的大规模生产工作。这一时期,工厂设计局由总设计师Е.В.乌尔明领导,Г.П.沃多拉日斯基任批设计局局长,副局长为А.Г.伊夫琴科,洛塔列夫时任主任设计师。自开始东迁三个月以后,工厂恢复了М-88Б发动机的批量生产。

  1943年,工厂改产АШ-82ФН发动机,该型发动为图-2前线歼击机所采用。在艰苦的战争年代里,航空发动机设计师集体积累了大量的发动机研制经验。并为未来型号建立了技术思想和设计方案储备。战争结束前,第29工厂设计处形成了一个由А.Г.伊夫琴科、В.А.洛塔列夫、А.М.阿纳什金、А.К.潘捷列耶夫、К.М.瓦利克和А.Е.多尔基等天才工程师组成的创造小组。他们后来成为在扎波罗日组建的新设计局的核心。

  战争结束后,洛塔列夫返回扎波罗日并迅速全身心地投入到发动机研制事业中去。设计局重建后被称为第478设计局,由А.Г.伊夫琴科领导,洛塔列夫被任命为М-26发动机的主任设计师。接受任务后,他和同样矢志献身航空发动机事业的几个同事日夜在寒冷的车间里攻关,终于在最短的时间内完成了这项重要的国家任务。М-26发动机从1946年初开始研制到同年12月第一台样机通过国家试验,仅用了不到一年的时间,其中很大一部分功劳应归功于洛塔列夫这位天才的设计师。

  1945-1949年,第478设计局天才的设计师们设计研制了一系列活塞式航空发动机,包括:55马力的АИ-4Г、80马力的АИ-10、175马力的АИ-12、260-340马力的АИ-14、500马力的АИ-26ГР、575马力的АИ-26ГРФ(即АИ-26В)。其中АИ-4Г、АИ-26В和АИ-14В发动机是苏联第一批国产直升机发动机,在其研制过程中解决了一系列技术难题。

  以上发动机就技术水平和单位参数而言均属当时世界上最优秀发动机之列。АИ-4Г发动机为Н.И.卡莫夫的卡-10试验型舰载直升机所采用,1949年,卡-10直升机参加了图什诺阅兵式。АИ-26ГРФ发动机则于1947-1948年为И.П.布拉图欣的一系列试验型直升机和А.С.雅克夫列夫的雅克-100直升机所采用。1950年АИ-26ГРФ发动机改名为АИ-26В后一直为米-1直升机所采用。米-1直升机有10余种改型,除在苏联国内使用外,还大量出口波兰。量产型的卡-15和卡-18舰载直升机则采用了АИ-14В发动机。

  1946年,洛塔列夫由于在为前线研制航空技术装备过程中的创造性贡献而荣获红星勋章和卫国战争勇敢劳动奖章。同年,年仅32岁的他被任命为副总设计师。1948年,洛塔列夫和伊夫琴科、阿纳什金因为一系列航空发动机的成功研制而荣获斯大林国家奖金。在这一时期,洛塔列夫一直是伊夫琴科的第一助手,凭借自己极高的声望、渊博的学识和丰富的经验,他协助伊夫琴科解决了一系列的技术难题。

  50年代,航空进入燃气涡轮发动机时代。根据苏联国家航空技术装备委员会的指示,此前研制活塞式发动机的第478设计局将工作人员数量削减了一半。伊夫琴科和洛塔列夫不得不寻找有订货保障的新研究方向。

  他们随后在半年内研制出了250马力的ТС-12涡轮起动机。ТС-12用于起动库兹涅佐夫设计局的НК-12大功率涡桨发动机。НК-12发动机则为图-114客机和安-22运输机所采用。

  在4000马力涡桨发动机设计竞赛中获胜对于第478设计局来说是个强大的推动。伊夫琴科、洛塔列夫和其它同事们在最短时间内研制成功АИ-20发动机。АИ-20发动机于1956年开始试验台试验,并很快在安-10、安-12和伊尔-18飞机上试用。一年后通过国家试验并投入批量生产。

  1960年,总设计师伊夫琴科及其副手洛塔列夫因为成功地研制了АИ-20发动机而被授予列宁奖金。АИ-20系列发动机产量达到数千台,先后装备了伊尔-18和安-10苏联战后第一代客机、安-12军用运输机、别-12水上飞机、伊尔-38反潜机、安-22多用途飞机及一系列气垫船、水翼艇等海空技术装备。伊尔-18、安-10和别-12先后创造了数十项世界飞行纪录,其中多个机组驾驶别-12水上飞机40余次修改世界纪录。1961年,伊尔-18和安-10飞机完成了莫斯科至南极洲米尔内的超远程航行,航程为52846公里。АИ-20发动机从开始研制已经过去了将近半个世纪,但至今仍在世界许多国家的航空公司服役。这并不令人惊奇,因为АИ-20发动机是如此可靠,其修理间隔寿命以数千小时计,而规定寿命更是达到了20000小时。

  1958-1960年,扎波罗日设计局研制成功2550马力的АИ-24涡桨发动机。该发动机为安-24支线航空测绘飞机所采用。飞机总设计师О.К.安东诺夫称АИ-20和АИ-24发动机是“世界发动机制造领域可靠性和使用寿命都无与伦比的型号”。

  АИ-25发动机是伊夫琴科和洛塔列夫合作设计的最后一型发动机,为雅克-40支线年,洛塔列夫被任命为总设计师。1968年担任企业负责人。这样他在从事科学研究工作的同时还要领导企业的经营事务。

  在此期间,扎波罗日“进步”机械制造设计局参与了第一个国际项目:根据经互会框架内的政府间协议,为捷克斯洛伐克L-39教练机研制АИ-25ТЛ发动机。“进步”设计局由于在该机研制过程中与捷方进行的卓有成效的合作而被授予捷克斯洛伐克最高勋章。捷克斯洛伐克“AERO沃多霍迪”航空制造厂后来在L-39的基础上研制了技术性能更好的L-59教练机,而“进步”设计局则为其研制了2200公斤推力的ДВ-2发动机。Д是流经扎波罗日的第聂伯河的俄文名字的第一个字母,В是捷克斯洛伐克伏尔塔瓦河的俄文译名的第一个字母。

  60年代中期,扎波罗日“进步”机械制造设计局提出为重型军用运输机和远程客机研制高涵道比发动机,即后来著名的Д-18Т发动机的原型。当时,使用高涵道比发动机的合理性在航空工业界还是有争议的。从发动机热动力循环的角度来看一切都很清楚,但对空气动力学中最大截面分级发动机短舱环流理论仍没有统一的意见。苏联国防部可能是因为这个原因当时没有冒险坚持研制军用战略运输机。

  但洛塔列夫在人们还在争执不休、摇摆不定的时候坚信自己所选择的方向是正确的,并在国防部各委员会、各科学和军事委员会证明,重型运输机的动力装置除了高涵道比发动机别无选择。Д-18Т发动机的研制工作被迫中止后,洛塔列夫设法征得航空工业部的批准研制生产了Д-18Т发动机的缩小版——Д-36,用于研究与高涵道发动机有关的所有问题。

  Д-36发动机是苏联航空发动机制造史上第一台高涵道比发动机,它首次采用高温燃气进入涡轮喷管装置和高增压比。发动机采用广泛使用钛金属的三轴布局和模块结构。在研制Д-36发动机的过程中,整个设计集体夜以继日地工作,无论是生产车间还是各设计小组都是三班倒。Д-36发动机的研制是对以洛塔列夫为首的设计集体的成熟性的一次重大检验。因为在这一过程中要解决一系列科学、技术和生产上的新问题。

  Д-36发动机最初打算用于安-60飞机,但该机设计方案后来未获通过。当时洛塔列夫胸有成竹地说:“飞机设计师还会采用这种发动机的。”果不其然,不久,总设计师А.С.雅克夫列夫第一个拜访了“进步”设计局,表达了对Д-36发动机由衷的喜爱,并将Д-36发动机的模型带到了莫斯科。但关于研制采用这种很有前景的发动机的飞机的决议姗姗来迟。直到1973年,才开始着手生产采用6500公斤推力的Д-36发动机雅克-42飞机的试验批。发动机催生飞机,这在苏联飞机制造史上是罕见的。

  Д-36发动机取得巨大成功,迅速为几种飞机所采用,象世界著名的雅克-42客机、安-72运输机以及安-74多用途飞机都是由Д-36发动机送上蓝天的,它们创造了几十项世界纪录。

  Д-36发动机在“进步”设计局的发展史上是一个里程碑,起到了承前启后的作用。后来,设计局在Д-36的基础上研制出了世界上功率最大的直升机发动机——Д-136发动机,其功率超过11000马力。Д-136发动机由7个组件构成,其中5个来自Д-36,从而大大缩短了研制周期。1979年2月,采用Д-136发动机的世界上最大的直升机——米-26完成了首飞。直到不久以前,米-26还是世界上最大、载重量最大的直升机。其使用的Д-136发动机在功率和经济性方面至今仍无可与其匹敌者。“进步”设计局后来在Д-36发动机的基础上发展了Д-436Т1(Д-436ТП)发动机家族。上世纪90年代,这一系列的发动机把图-334客机和别-200水上飞机送上了蓝天。

  让我们再回到70年代。洛塔列夫和他的设计集体并没有放弃研制大推力(25000公斤)的Д-18Т高涵道比喷气发动机的设想。为了获得潜在的用户国防部的支持,洛塔列夫邀请国防部专家来企业参观。由于Д-18Т发动机真实尺寸的纵剖面图很大,没有一面墙可以容纳下,只好将图纸平铺在厂房的地面上。空军总司令П.С.库塔霍夫及其同事们仔细观看了图纸以后,对Д-18Т十分赞赏。

  1977年,苏共中央委员会和苏联部长会议通过了《关于为安-124重型军用运输机研制Д-18Т发动机的决议》。“进步”设计局开始了长达数月的紧张的研制工作。用“创新”、“前沿”来形容“进步”设计局在研制Д-18Т发动机过程中所做的一切毫不夸张。如,在风扇叶片的研制过程中,设计师和生产者不得不经常解决最复杂的问题,要知道,此前还没有人造过尺寸和重量如此之大、生产精度要求如此之高的叶片。据目击者回忆,第一批叶片半成品下线的时候,洛塔列夫亲自在大门口迎接运输车并送至热处理车间。

  Д-18Т发动机成为洛塔列夫的压卷之作。采用这种发动机的安-124和安-225重型运输机先后成为世界上尺寸和载重量最大的重型运输机。其中安-225创造了240项飞行高度、速度、航程和载重量的世界纪录,这其中当然也有洛塔列夫这位为航空事业辛勤工作近50年的发动机设计师的不朽功劳。

  作者:费奥德罗穆拉夫琴科(乌克兰“伊夫琴科-进步”设计局总设计师)

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