国产“航天心” 赋能千行百业 

国产“航天心” 赋能千行百业 


不久前在第31届成都大运会上大放异彩的火炬“蓉火”，又一次把光芒带到了这几天备受世界瞩目的会场——第六届中国天津国际直升机博览会。
对航空迷来说，这场时隔四年的盛会格外值得期待。为期四天的博览会，吸引了国内外近6万观众前来。人声鼎沸的展馆里，三支精美的火炬吸引了众人驻足，那是北京动力机械研究所研制的“祥云”“飞扬”“蓉火”三大明星特种火炬的集体亮相。很多人不知道的是，点亮火炬的其实是一飞冲天的航天动力。
“我们带来了十余款自主研制的通航及特种动力装备亮相本届展会，充分展示空天动力技术领域的尖端技术和创新成果。”北京动力机械研究所市场营销总监王延文说。展台上，除了特种火炬系列，还有闪闪发亮的发动机整机、无人机等明星装备。
装了“航天心”的火炬。北京动力机械研究所供图
发动机是推动航空航天事业振兴发展的强大“心脏”。今年66岁的北京动力机械研究所一直做的事，就是给中国航空航天事业注入动力。如今，这个拥有国家级重点实验室、创造了我国武器装备建设史上多个辉煌的“第一”的研究所，正在努力将高精尖的航天动力赋能千行百业。
奥运火炬里跳动着一颗“航天心”
引人注目的火炬系列产品，就是航天技术服务国计民生的典范。“祥云”飞上珠峰，“飞扬”闪耀水下，从珠穆朗玛峰到冬奥冰湖，每一次火炬点燃都让世界屏住了呼吸。王延文向记者揭秘了三支火炬背后坚强的航天心。
2008年北京夏季奥运会要把奥运圣火送到珠穆朗玛峰上，那是前无古人的创举。奥运火炬燃烧系统研发项目的任务交给了北京动力机械研究所。他们成立了奥运火炬试验室，调集二十几名精兵强将组成了老中青结合的火炬燃烧系统研发团队。我国著名冲压发动机专家刘兴洲院士成为火炬燃烧项目的总设计师，领衔火炬研发。
古稀之年的刘院士带领着团队在两年多的时间里，反复论证设计方案，研试队伍先后两次赴珠峰开展实地考察与试验工作，到零下40多度的漠河进行低温低压试验。为了解决固体火炬的速燃问题，刘院士四次亲赴东北的外协场地研究攻关，连春节都没有休息过。经过数百次试验，祥云火炬终于将奥运圣火送上珠峰。
2022年北京冬奥会又创造了奥运史上首次由两名“机器人”火炬手完成水下传递的历史。最为精彩的是“水下悬停对接”环节，水下火炬在机器人的操作下进行精准对接，而整个过程火炬的火焰一直熊熊燃烧。跳动的火苗在水、陆两个环境中始终保持着旺盛、飘逸的姿态，火炬传递的科技感瞬间拉满。
以往国外的水下火炬采用固体燃料，而北京动力机械研究所团队创新采用气态燃料，不仅能消除烟雾污染，还能让火焰更具动态、飘逸的美感。当然，这一技术的实现难度要大得多。
为了让气体燃料在水下稳定燃烧，同时克服水压和水流扰动的影响，设计人员借鉴了航天发动机的设计理念，创新应用了新型燃烧组织结构和气动旋流火焰保护等一系列技术。历经700多天、1200余次尝试，创新研发出世界首型绿色清洁燃烧的气态燃料水下特种火炬，让奥运圣火在水下绽放。
此次，成都大运会的火炬研制团队是一支90后占比近4成的年轻队伍。为了完美呈现“蓉火”外观独特的艺术美感，同时兼顾火焰灵动飘逸的效果，在“双奥”火炬研制的技术基础上，团队结合绿色发展理念，在设计、生产层面不断寻求新的突破。
而这款火炬最大的研制难点是如何实现火焰形态、火焰颜色与“蓉火”的炫彩外形相结合。为此，团队又创新了生物燃料以及特殊生产加工技术。
国产发动机赋能千行百业
展区里，造型各异的“航空心脏”也颇为吸睛，这些都是具有自主知识产权的新型动力装置“明星阵容”。
王延文介绍，活塞发动机系列涵盖10千瓦、75千瓦、100千瓦量级产品，技术水平均在国内领先，可为小型固定翼无人机、中高空旋翼无人飞行器、高空飞行器、通航飞机提供优质的动力选择，“有些产品填补了我国民用航空领域的空白”。
此外，涡轮发动机明星产品CTF-9涡扇发动机能产生400公斤推力，可以满足小型无人飞行器高升限、大航程的动力需求。而小型涡轮发动机涵盖20、40、150、160大牛量级，可以针对不同应用场景定制开发，在无人飞行器、先进靶机等多个领域市场前景广阔。
CTF-9涡轮发动机。北京动力机械研究所供图
航空发展，动力先行。王延文说，以前发动机一直是制约航空航天事业发展的瓶颈。“因为缺乏设计生产发动机的能力，我们的飞机只能去适配发动机，而现在我们可以根据不同场景需求，为不同的飞行器定制动力。”
“我们正在聚焦先进空天动力、弹用动力、无人机及通航动力、新型能源动力和动力技术服务等五大方向。”王延文说，要让空天动力技术服务国家战略、服务国防建设，还要服务国计民生。