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中国舰用燃气轮机总工程师、院士闻雪友访谈录

中国网 | 时间: 2007-08-22  | 文章来源: 现代舰船

中国舰用燃气轮机总师闻雪友访谈录

闻雪友,中国工程院院士。1940年出生,1962年7月上海交通大学毕业后分配到中国船舶工业总公司第七研究院703所工作至今,1984年6月任研究所总工程师,1992年至2000年任研究所所长。闻院士长期从事舰船/工业燃艺轮机装置的研究设计工作,曾任我国多型舰用燃气轮机机组的研制负责人,后又曾组织实施多项与燃气轮机相关的大型民用工程,为我国舰用燃气轮机的发展和民用化进程做出了重要贡献。在40多年的科研生涯中,闻院士获国家及省部级科研成果奖8项。闻院士现任某型国产化船用燃气轮机的总设计师和"高温气冷反应实验堆"工程中我国首次研制的"闭式氦气透平压气机组"的总设计师。2007年6月,本刊记者对闻院士进行了专访

记者:闻院士,您几乎亲历了我国舰用燃气轮机发展的全过程,请您谈谈我国舰用燃气轮机的研制是如何起步的?

闻院士:我国舰船燃气轮机研发的起步并不算晚。根据《国防科学技术十年规划》,1958年开始着手研发计划的具体组织实施,决定成立南、北方两个联合设计组,先开展大、中、小三型机组的可行性论证和方案设计。1960年初,在对方案设计审查的基础上,确定重点进行6000马力舰用燃气轮机的研制工作。为加强舰船蒸汽轮机和燃气轮机的设计、研制工作,决定成立专业研究所。

与此同时,在1959年底,根据中苏双方的协定,苏联将其研制的第一型舰用燃气轮机M-1加速机组的图纸运抵中国。M-1曾装于苏联183K型鱼雷快艇,功率4000马力,翻修寿命100小时,在苏联已淘汰,引进该机组进行仿制的目的旨在技术练兵。

所以开局、布局是不错的,一开始就是自行设计和仿制两条路并进。

有件事值得提一下,那时我曾在一内部资料中看到一条消息,说是曾将BK-1航空涡轮喷气发动机("米格"-15的发动机)直接安装在快艇上,在青岛海域做喷气推进的试验,试验时其声音就仿佛喷气机飞过一般。也许这是中国第一次将燃气轮机与舰船结合的尝试,尽管很特别。

难以置信的是,在当时对舰船燃气轮机知之甚少,工艺水平也很低的状况下,从M-1图纸到达,经翻译、消化、工艺准备、试制和装配,仅用11个月上海汽轮机厂就完成了首台样机的制造。

由于原机结构设计存在缺陷,加之制造、装配质量欠佳,苏方又未提供计算资料,台架试车并不顺利,历经3年才通过了验收试验。其间排除了大量故障,做了大量改进设计。例如,原机轴承回油温度高,轴承跑道过度磨损,攻关组最终采用多喷嘴供油和腰鼓型滚棒轴承使问题得以彻底解决。又如在艇上做全速试验时,突然一声轰响,烟囱里冲出一股火光,发动机不转了。分析结果认定,压气机导叶与隔板均为铝材,且隔板有中分面,刚度较差,当高工况时隔板刚度不足导致与转子轮盘相摩擦产生高热所致。为此对原结构做了改进设计,排除了故障。

为促进燃气轮机装艇应用,军方将一艘高速炮艇改装为试验艇。该艇采用2台12V180柴油机作巡航机,1台M-1作加速机。该艇干1966年底开始先后在吴淞、舟山、青岛、旅大等海域进行海上试验,1台新机组运行106小时,达到原设计性能,经返厂检查,各部件良好,复装后继续使用。1971年,该试验艇正式移交东海舰队。

这是我国在水面舰艇上正式采用燃气轮机的第一次尝试,经过试制、陆试、科研性试验、小批生产、装舰设计、海上实艇试验诸阶段,积累了宝贵的第一手实践经验,对培养舰船燃气轮机设计、制造、运行技术队伍起了入门作用。

6000马力的燃气轮机加速机组则是我国自行设计、研制的首型舰船专用机,1964年完成设计。当时参加设计的大多是20、30岁的年轻人,怀着为建立一支强大海军的目标而勤奋工作,充满青春活力。由于样机仅加工1台,主要部件既是试验件又是样机正式部件,为保证一次成功,步步谨慎小心。进行了60余项部件试验,以验证机组的设计思想和部件性能,并根据试验结果对部件做了改进。整机试验阶段曾发生涡轮叶片严重烧伤、主轴承损坏等事故,最终完成500小时耐久性试车。其后进行小批量生产,同时开展了双机并车传动装置的研制,包括行星减速器、液力耦合器、自动同步离合器及其自控系统,整套双机并车传动装置在陆上试验站进行了150小时长期试车。这也是我国第一次进行并车传动装置的研制。在整机及装置试验中进行了详尽的科研性测量和试验,获取大量宝贵的数据和资料。遗憾的是,虽然整个动力装置的可靠性已满足要求,具备了装艇使用的条件,但因研制周期过长,原装猎潜艇的计划调整而未能装舰使用。

该型发动机的研制成功开创了我国舰船燃气轮机自行设计的先河,打破了"零"的记录,从技术到材料全部立足于国内,研制中所积累的一整套设计、制造、试验、运行实践经验和技术设施、手段,为我国舰船燃气轮机的进一步发展和应用奠定了坚实的技术基础。

正因为在6000马力燃气轮机中完全自行研制的压气机获得成功,在该压气机前加0级、00级,使空气流量、压比增加,又将燃气初温提高到1000℃,发展出一型12500马力的船用燃气轮机,这是后话。



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