飛發(fā)一體化進入革命性發(fā)展空間

■ 朱大明/ 中國航發(fā)研究院

在相當長的一段時間里，飛機和發(fā)動機是按照安裝界面分別設(shè)計的。雙方根據(jù)安裝關(guān)系和約定指標各自研制、驗證和定型，最后在總裝線上裝配形成產(chǎn)品。這種各自獨立的發(fā)展方式雖然有利于自身的發(fā)展提高，但也產(chǎn)生了諸多問題。比如，為了給自己的設(shè)計留有足夠的裕度，可能會給對方提出較高的指標需求。由于飛機是發(fā)動機的用戶，也是產(chǎn)品的最終交付形式，所以發(fā)動機的設(shè)計指標絕大多數(shù)來自飛機，導致飛機對發(fā)動機提出的設(shè)計需求存在“低效裕度”。

飛機靠機翼上下氣流速度差產(chǎn)生升力、發(fā)動機靠噴管(或推進器)排氣產(chǎn)生推力，這種氣動力學方面的一致性也是飛發(fā)一體化設(shè)計的根源所在。利用發(fā)動機進口的抽吸作用和排氣的引射作用、結(jié)合發(fā)動機安裝位置的優(yōu)化，大大提高了飛機升阻比，這種飛機發(fā)動機氣動一體化設(shè)計已經(jīng)通過了飛行試驗驗證。對于使用化石燃料的飛機，發(fā)動機是其唯一的動力來源，所以電力和控制的一體化被優(yōu)先考慮。而隨著飛行速度加快、續(xù)航時間變長、發(fā)動機渦輪進口總溫提高以及定向能武器的發(fā)展，能量管理的一體化也越來越重要。飛機完成多種非常規(guī)任務(wù)的需求使得推進系統(tǒng)結(jié)構(gòu)越來越創(chuàng)新，例如，在可高速平飛的垂直起降飛機的推進系統(tǒng)中，升力器、推進器與飛機的結(jié)構(gòu)一體化設(shè)計對整個飛機的效能起到?jīng)Q定性作用。

這些飛機和發(fā)動機在性能、結(jié)構(gòu)、控制和能量管理方面的一體化打破了二者傳統(tǒng)的、以安裝關(guān)系為基準的界面，使得飛機整機性能突破了飛機和發(fā)動機各自進行優(yōu)化設(shè)計的發(fā)展限制，進入了一個革命性的發(fā)展空間。