驚喜：中國航空發動機高空模擬實驗室居世界第一

航空發動機高空模擬重點實驗室（以下簡稱實驗室）位於四川省江油市觀霧山下平通河畔，佔地面積約50公頃，建築面積達50000平方米，所轄單體設備400多套。高空模擬試驗系統龐大、複雜，試驗運行風險與投入設備的健康度緊密相關。因此，就航空發動機高空模擬試驗而言，無論是從技術上，還是從試驗組織上，均充滿了非常嚴峻的挑戰。

連續氣源航空發動機高空模擬試車台及其主要研製者劉大響。

實驗室累計榮獲國防科工委、省部級以上技術成果獎30多項，在重點型號研製中，四次榮立集體功。其中，實驗室的SB101高空台在1996年榮獲「95全國十大科技成就獎」，1997年又榮獲「國家科學技術進步特等獎」的殊榮。

實驗室以在役、在研和預研軍民用航空發動機、核心機和新型動力裝置研製對高空模擬試驗需求為牽引，緊密結合航空工業的發展規劃，以突破高推重比渦扇發動機及其核心機、高功重比渦軸發動機及其核心機、高超聲速組合動力和新概念發動機研製試驗驗證的高空模擬關鍵技術為重點，加深和強化特定工作環境與瞬態/動態逼真模擬技術、發動機適用性與可靠性試驗技術，以及高空模擬的數字化、自動化、智能化技術和虛擬技術研究。

實驗室圍繞渦噴、渦扇、渦軸發動機和核心機高空模擬試驗及其保障條件建設等方面開展了大量的技術研究工作，突破了二十多項關鍵高空模擬技術和大型設備建設的關鍵技術，解決了三十多個機型、上百台次發動機的高空模擬關鍵技術，建成小型渦噴渦扇與渦軸發動機兩個高空艙，完成2號高空艙二次設計，已掌握國軍標規定的渦噴、渦扇發動機全部鑒定和定型試驗科目的試驗方法、常規測試技術和數據處理方法和試驗結果評定方法，初步掌握核心機和渦軸發動機試驗技術，對衝壓發動機、渦輪衝壓組合發動機直連式試驗技術也進行了探索性研究，形成初步的航空發動機高空模擬技術體系，為在役、在研和預研重點型號發動機研製高空模擬試驗提供了直接技術支持，有力地推動了航空裝備研製和國防建設進程。

硬體平台能力和技術研究方面，其綜合實力和水平在國內唯一，亞洲第一。實驗室緊緊圍繞國防武器裝備重點型號發動機研製和先進航空發動機研發高空模擬試驗中的關鍵技術和應用基礎技術研究需求，結合實驗室發展和當前的型號技術攻關的需要，通過對試驗流程方案優化、試驗方法、測試方法、進排氣調節控制技術和試驗狀態監控方法的研究，提高了高空模擬試驗技術水平，並顯著提升了重點型號發動機關鍵技術攻關的高空模擬試驗支持力度，為型號研製和武器裝備做出了重大貢獻。

針對某型發動機研製過程中的核心機加溫加壓試驗難題，實驗室基於國內當前沒有核心機加溫加壓試車台的現狀，急型號研製所急，開展了在高空台上進行供氣壓力、供氣溫度均創高空台試驗歷史新高和達到高空台設備工作極限能力條件下的技術研究。重點從設備匹配挖潛力、從試驗方案挖效益、從試驗流程挖安全、從已有試驗結果開展深入細緻的技術研究。而且對組織管理尤其是試驗中風險控制與管理方案進行了深入研究，在此基礎上圓滿完成某型發動機核心機的加溫加壓試驗。試驗成果得到上級機關與軍方的高度褒揚。

高空長航時無人機及其動力是當前的一個發展熱點，但由於其高空小錶速長時飛行工作的特點，高空模擬技術研究及其地面實現就尤為重要。針對某型號無人機動力發動機在高空小錶速條件下表現出來的燃油供油能力不足、空中起動困難和高空參數擺動問題，開展了無人機動力高空小錶速控制系統攻關的高空模擬試驗技術研究。重點研究對象為飛行環境模擬的精準化、快捷化和智能化技術，試驗中的風險控制與應急處理方法，以及試驗中寬範圍參數的小量程測試技術，研究成果基本得到了高空小錶速模擬試驗的初步驗證，目前的無人機動力高空小錶速的控制難題基本得到解決。

通過對前期某型中等推力渦扇發動機畸變試驗的經驗以及對國內外相關研究資料的收集整理，提出了適應中等推力渦扇發動機畸變試驗的測試布局，並對發動機壓力、溫度畸變試驗的數據處理方法進行了歸納和較深入的分析。尤其是在溫度畸變的數據處理上取得了較大突破；完成了畸變流場旋渦尺度計算分析軟體課題研究方案、畸變流場旋渦尺度計算分析軟體資料綜述。利用CFD商務計算軟體建立插板式擾流器全三維數值計算模型，用非定常求解演算法研究旋渦積分尺度、泰勒微分尺度和耗散尺度。完成了旋渦尺度計算和分析方法研究報告以及旋渦尺度計算軟體的開發。

結合前期畸變試驗的經驗和國內外資料的整理收集，開展了溫度、壓力畸變測點布局和數據處理方法的研究，基於動態採集系統硬體進行了實時數據處理方法和離線數據處理方法研究以及處理/顯示軟體的開發。

當前在航空發動機和武器裝備行業有一些共識：發動機是軍工系統發展的瓶頸；航空發動機是最為複雜的高科技集成品，其研發能力代表國家的綜合科技實力；航空發動機研發水平最終取決於試驗與測試水平，尤其是在地面上能夠模擬空中工況條件的高空模擬試驗與測試水平。一個國家的高空模擬能力和技術水平已成為該國自主研製先進航空發動機能力和水平的重要標誌，高空模擬是自主研製先進航空發動機不可或缺的重要手段和工具，高空台是國家的戰略性資源。

高空模擬試驗技術與能力的作用和影響，不僅僅表現在戰鬥機動力和其他軍用航空發動機上，現如今運輸機和民機的發動機以及無人機動力也對高空模擬技術的需求越來越急迫。更為突出的是，當前高超聲速飛行器的研發已著手進入工程應用階段，其高超聲速組合動力的研製就更離不開高空模擬試驗的技術支持。正因為美國在高空模擬試驗技術方面的領先，造就了其在當今世界高超聲速飛行器研究領域一枝獨秀的局面。

2008年「5·12」汶川地震給位於地震斷裂帶上的重點實驗室核心設備——高空台帶來了嚴重損壞，廠房、設備與基礎設施均不同程度受到了影響。為了確保該國家戰略資源能夠發揮其應有的和巨大的戰略作用，按照黨和國家、軍委與上級機關的重要指示和批示精神，重點實驗室憑藉多年的使用維護和設計建設經驗，頑強拼搏、超常作戰，發揚「銘記大愛挺起脊樑對黨忠誠不辱使命」的抗震救災精神，在艱難條件下獨立自主地展開了舊基地有限恢復和新基地規劃的設計和建設工作，於2010年圓滿完成了舊基地的有限恢復設計、恢復建設和竣工驗收工作，保證了當前重點型號發動機研製和型號技術攻關的高空模擬能力，有限恢復設計和恢復效果得到了上級機關和竣工驗收小組的高度肯定。同時2010年完成了設備規模與能力水平將達世界第三位的綿陽新航空發動機高空模擬試驗基地的規劃論證、總體設計工作。目前新基地的建設工作正按計劃進行。

實驗室在以前取得成果的基礎上，進一步深化了渦噴、渦扇、渦軸發動機和核心機高空模擬試驗技術研究，航空發動機研製應進行的試驗科目、工作環境模擬方法、試驗流程、試驗性能/特性確定和評價方法等進行了補充和完善，基本形成了具有自主知識產權的高空模擬技術體系。高空模擬技術體系初步建成，為自主研製和發展航空發動機提供了直接的技術支持，從而使實驗室真正起到了為自主研製和發展航空動力保駕護航的作用。

隨著綿陽試驗基地的建成投入運行，其試驗能力和規模將達到世界一流水平，將為發動機技術研究提供世界先進的測試與試驗平台。建成之後的綿陽試驗基地必將成為國際一流的航空發動機高空模擬重點實驗室。