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145千克“小身板”,迸发850千克大能量

日期:08-27
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版面:a0013版:潮新闻·寻新记       上一篇    下一篇

受访者供图
受访者供图

  年过七旬的王光秋,心里一直揣着一个梦——亲手研制一台完整的飞行器发动机。

  过去两年半,他带领一支30余人的团队,完成了850千克级双转子小型涡扇发动机——TMS800的研制。

  这款发动机自重约145千克,推力却高达850千克,堪称“身轻力大”,而且低油耗、寿命达3000个小时,整体性能已达国际在役同类先进民用涡扇发动机水平。

  近日,记者走进天目山实验室,专访实验室先进燃气涡轮推进系统负责人王光秋,详解TMS800“诞生”的秘密。

小身板实现大力气

  在天目山实验室的试验厂房内,一台圆筒形的TMS800卧于试验台,银蓝相间的外壳下,细密的传感线缆遍布整机,正等待下一次点火测试。

  一般而言,推力越大的发动机,自身重量也越大。但TMS800才145千克,却能产生850千克的推力,如何实现重量轻但力气大?

  “飞机发动机外面要有个‘房子’,用来阻挡气流、保障发动机运行。过去主要采用铝合金,经过研究,我们改用碳纤维材料,这使得飞机重量得以大幅缩减。”王光秋介绍。

  内部同样精打细算:烧燃料的燃烧室、疏导气流的通道等部件,都尽量做成薄壁结构。薄壁结构不是简单削薄,是在安全范围内做到减重和保持运转,“这需要大量的计算和实验验证。”王光秋说。

  与此同时,团队打破传统工艺,用来吸入空气的风扇叶片由过去采用榫头与榫槽拼接的结构,改为整体叶盘结构设计,省去了复杂的榫头结构、加固结构带来的重量。正是对于每一个细节的“斤斤计较”,让这台发动机实现了“身轻力大”。

  发动机更“瘦”,这让它的应用场景更广。如用在小型公务载人飞机上,省下的重量可多承载一到两名乘客,人们的出行成本将得以降低;装配在无人机上,既能搭载更多灭火、巡检作业设备,也能增加燃油携带量,有效提升续航里程。

反复死磕每一个部件

  减重已是难题,让每一个减重后的部件正常运转,更是难上加难。

  走进TMS800的装配间,工程师刘峰正细致检修发动机的齿轮箱,逐一排查零件状态。

  齿轮箱位于发动机侧面,约巴掌大小,负责将发动机的功率传递出来,驱动滑油泵、燃油泵等附件。用刘峰的话说:“齿轮箱就相当于人的胳膊,没有它,整个发动机就没法正常运转。”

  然而,第一次试验的数据让所有人倒吸一口凉气。滑油泵温度高达150℃,远超设计上限80℃。温度过高会导致轴承卡住,无法转动,整个发动机也就报废。

  问题出在哪儿?团队拆下齿轮箱,反复推演,发现散热系统设计不合理。随后修改结构、参数、材料,再测试。从设计到验证通过,整整花了6个月。

  这样的故事,在TMS800的研制中并不少见,每一个部件都要反复“死磕”。正是凭着这股“笨功夫”,今年2月6日,首台整机成功点火。王光秋说:“那是第一次完整的发动机出现在面前,并进行测试,前一天晚上,根本睡不着。”

  截至目前,TMS800已累计点火百余次,测试时长超过50个小时。“一次次测试就是为了找问题,任何一个部件都不放过。把风险提前解决,这样等它真上了天,才能踏实。”王光秋表示。

国产发动机正向蓝天“靠近”

  2023年,王光秋来到杭州,加入天目山实验室。目标只有:亲手造出一台完整的飞行器发动机。

  拥有三十余年发动机研发经验的他,此前一直专注单项技术攻关。“天目山实验室提供了场地、人才、资金全方位的支持,更鼓励我们把科研成果落地成产品,给了我们从0到1研制完整发动机的机会。”王光秋说。

  为加快科研成果产业化,打通从实验室到市场的通道,2025年3月,团队正式成立浙江天目涡轮动力科技有限公司。由王光秋担任首席专家、总工程师,核心研发团队、管理团队均由实验室资深科研骨干组成。

  这种“一个团队、两个平台”的组织模式,实现了创新链与产业链的无缝衔接——

  团队成员同时保留双重身份:既在实验室持续开展前沿技术攻关,又通过公司直接面向市场、对接产业需求。实验室的设施为产品迭代提供支撑,公司的供应链和产业经验反哺科研方向。双方在TMS800项目上,形成了“技术攻关—样机研制—测试验证—产业推广”的完整闭环。

  点火成功只是第一步,想要真正装进飞机,还必须拿到中国民用航空局型号合格证。王光秋表示:“接下来团队将正式提交申请。”从实验室样品到成熟产品,TMS800面前还有不少坎要过。但这台劲头十足的国产发动机,正一步步向着蓝天靠近。