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老技术(沙丘驻涡火焰稳定器)获关键突破

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CDer:000236525
发表于 2019-04-03 16:28 | 显示全部楼层 |阅读模式

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本帖最后由 莫名一年 于 2019-4-3 23:11 编辑

文章外链接:https://new.qq.com/omn/20190304/20190304A0KDGD.html
        近日,在中国航发开展的“铸我中国心”主题演讲中,贵阳发动机设计研究所的科研人员首次披露,被我国著名科学家钱学森院士称为“ 为中国人争气的重大发明”——沙丘驻涡火焰稳定器已在我国的航空、航天发动机型号中得到广泛应用。演讲材料称,“1969年,为建设三线,杨干武来到了贵州,从事航空发动机的设计研究。从80年代起,他致力于沙丘驻涡火焰稳定器的应用研究。从原型沙丘、第二代沙丘到第三代沙丘,杨干武几十年如一日艰辛探索,研究成果在9个发动机型号中实现应用,大量装备国产歼击机,为空海军装备建设作出了重大贡献。2016年10月11日凌晨,82岁高龄、已是弥留之际的杨老依然牵挂着工作,留下了最后的嘱托:“沙丘尾部挂了一团火,要把加力筒体烧了,你们注意,一定要把故障排掉……”
        据国内公开资料称 ,沙丘驻涡火焰稳定器技术可以说是仿生学在航空发动机上最典型的应用。在战斗机用航空发动机中,由于加力燃烧室可成倍提高航空发动机的推力,可以说对改善战斗机的作战性能极为重要。然而加力燃烧室内部处于高温、高速、低含氧量的状态中,因此要组织起有效的燃烧较为困难,所以火焰稳定器是加力燃烧室的核心部件。在一九四二年,德国科学家研制成功了一种火焰稳定器。这个稳定器从形状来看就是一个V形槽,这也是沿用至今的V形火焰稳定器。由于我国早期的航空发动机技术比较落后,早期的歼6,歼7,歼8战机一直采用V形火焰稳定器的航空发动机,极易出现发动机开加力时最大推力不达标,高空熄火,大量的航空燃油在开加力时不能充分燃烧等现象,极端情况下甚至会发生震荡爆燃。
        上述问题导致我国的航空发动机在生产试车中大批不合格,大量发动机无法出厂,且找不到具体原因,给国家和军队造成了重大损失和浪费。1981年,北京航空学院(现北京航空航天大学)的高歌教授受沙漠新月形沙丘启发(不管风怎么吹, 这个新月形沙丘都不变形, 而其他形状的沙丘却被风吹跑, 而这种沙丘形状就是破坏不了),提出了新的燃烧室火焰稳定性准则和理论公式,并成功研制了沙丘驻涡火焰稳定器,提高了发动机的燃烧效率与火焰稳定性,降低了流体阻力和振荡损失,大幅度提高了航空发动机的合格率。早在1950年,我国科学家钱学森和在航空史上作出过重要贡献的冯·卡门就在理论上推断:如果能够减少迴流区里的湍流强度,同时又保证迴流区中有足够的热量,就能够创造出一种高稳定的新型稳定器,但由于缺乏湍流的计算公式,一直没有研究成功。
        美国的宇航局(NASA)在20世纪70年代资助本国科学家对沙丘驻涡做了多年研究,但却无法解释其现象,只是认为沙丘无法吹走与沙粒的粗细、比重、成分等有关,这令NASA大失所望,最后以科研资料中的最低级别向全世界公布了事。当钱学森得知高歌研制出新月形沙丘火焰稳定器并了解其具体研究经过后大为兴奋,称之“这是为中国人争气的、很有价值的重要发明,是一个很大的技术突破,是在航空发动机领域里的重大建树”。
        由于目前公开的资料极少,独立军事观察家对我国的三代沙丘火焰稳定器只能做一简单推测。
        第一代沙丘火焰稳定器主要用于涡喷-6甲,涡喷-7甲型发动机的改进定型中,经过大量计算验证,采用新月形稳定器来调节发动机温度场,不仅可提高推力1%,而且比过去的V型槽稳定器扩大稳定性6到8倍,使大量无法出厂的航空发动机获得了新生,为歼-6,歼-7 ,歼-8,强-5在80年代战备值班做出了重大贡献。
        在我国20世纪80年代研制的第一代冲压发动机反舰导弹中,也采用了沙丘火焰稳定器技术,使冲压发动机的临界推力增加约6 至9%,反舰导弹以2倍音速超低空巡航时的航程和发动机稳定性大为增加。
        第二代沙丘火焰稳定器也是目前普遍应用的技术,根据资料披露,已在多个发动机型号获得应用,目前公开型号应用的只有沈阳发动机设计研究所研制的“昆仑II”推力增大型涡喷发动机 。该涡喷发动机主要应用在我国的歼-8D/F,歼侦-8,歼-7E/G中,其采用的3圈式环形沙丘驻涡火焰稳定器使“昆仑II”发动机的加力燃烧稳定性获得大幅提高,加力推力也增加了1%左右,燃油消耗也有所减少。
        据悉,第三代沙丘火焰稳定器估计用于涡扇-13E推力增大型涡扇发动机和推比达9.5的涡扇-19发动机中。不仅可提高航空发动机加力推力和稳定性,而且在不开加力超音速巡航时也得到了应用。另外在鹘鹰“FC-31”的飞行表演中,经常出现冒黑烟的情况,这是因为其采用的RD-33发动机采用富油燃烧技术,来确保发动机在任何情况下都不会熄火,容易导致低空出现燃油燃烧不充分的现象。而涡扇-13E和涡扇-19在改用第三代沙丘火焰稳定器技术后,可采用贫油燃烧技术,彻底消除暴露飞机踪迹的黑烟,而其点火性与火焰稳定性能反要优于采用富油燃烧技术的RD-33系航空发动机。
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发表于 2019-04-03 16:33 超大游击队员 | 显示全部楼层
昆仑2只装备了歼侦8F和由歼8D升级而来的歼8DF,这两种型号上。
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发表于 2019-04-03 16:35 超大游击队员 | 显示全部楼层
沙丘稳定器的专利,网上可以查到,不算什么保密内容。

以前有说法称沙丘稳定器不能用在涡扇发动机上面,只能用于涡喷。不知是不是谣言。
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CDer:000853427
发表于 2019-04-03 16:35 超大游击队员 | 显示全部楼层
高歌是个神人,他的湍流公式不仅实现了钱老预言中的稳定器,解释了沙丘的形状,还有可能导致空气动力学领域的理论革命……
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CDer:000277351
发表于 2019-04-03 16:40 | 显示全部楼层
火焰稳定器不是加力燃烧室的部件么?“而且在不开加力超音速巡航时也得到了应用”这句话是什么情况?
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发表于 2019-04-03 16:45 超大游击队员 | 显示全部楼层
wyk126 发表于 2019-4-3 16:35
高歌是个神人,他的湍流公式不仅实现了钱老预言中的稳定器,解释了沙丘的形状,还有可能导致空气动力学领域 ...

现在高哥怎么样了?好久没有他的信息了。
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CDer:001041171
发表于 2019-04-03 16:50 | 显示全部楼层
我记得高歌当年也被人喷过
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CDer:000790707
发表于 2019-04-03 16:52 | 显示全部楼层
沙丘出第三代了?真不容易啊。世界性难题。
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CDer:000853427
发表于 2019-04-03 17:00 超大游击队员 | 显示全部楼层
可可妮 发表于 2019-4-3 16:45
现在高哥怎么样了?好久没有他的信息了。

还是当他的教授呗,即使是著名科学家,一辈子像他的湍流公式这样的成果可能也只出一个……非要说的话,就是带出一批又一批对流体力学有革命性认识的学生。
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 楼主| 发表于 2019-04-03 17:03 | 显示全部楼层

RE: 老技术(沙丘驻涡火焰稳定器)获关键突破

诸子百家纵横 发表于 2019-4-3 16:33
昆仑2只装备了歼侦8F和由歼8D升级而来的歼8DF,这两种型号上。

8F/FR确有装备。至于DF不确定(个人希望有)
7G/L在资金保证下还是可以装备的,本来7G/L采用双三角翼提高了机动性,采用昆仑理应增加了推力,减少了油耗,是一件好事情。关键看空军觉得值不值了。

未来随着十三姨的成熟和增产,涡喷13估计会停产,而可以直接替换的昆仑不知道会不会用于目前已经服役或将来的JL9/FTC2000家族。
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CDer:001077715
发表于 2019-04-03 17:13 | 显示全部楼层

RE: 老技术(沙丘驻涡火焰稳定器)获关键突破

可可妮 发表于 2019-4-3 16:45
现在高哥怎么样了?好久没有他的信息了。

退休了                     
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发表于 2019-04-03 17:14 | 显示全部楼层

RE: 老技术(沙丘驻涡火焰稳定器)获关键突破

hill124 发表于 2019-4-3 16:40
火焰稳定器不是加力燃烧室的部件么?“而且在不开加力超音速巡航时也得到了应用”这句话是什么情况?

阻力小                           
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CDer:000954186
发表于 2019-04-03 17:26 | 显示全部楼层
沙丘驻涡的加工难度如何,好像新型发动机没有提到过用了这东西。
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CDer:000001437
发表于 2019-04-03 17:40 超大游击队员 | 显示全部楼层
chenqin 发表于 2019-4-3 17:26
沙丘驻涡的加工难度如何,好像新型发动机没有提到过用了这东西。

研究成果在9个发动机型号中实现应用
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CDer:001080085
发表于 2019-04-03 17:47 超大游击队员 | 显示全部楼层
目前公开型号应用的只有沈阳发动机设计研究所研制的“昆仑II”推力增大型涡喷发动机 。该涡喷发动机主要应用在我国的歼-8D/F,歼侦-8,歼-7E/G中
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CDer:000122875
发表于 2019-04-03 18:15 | 显示全部楼层

RE: 老技术(沙丘驻涡火焰稳定器)获关键突破

1981年,北京航空学院(现北京航空航天大学)的高歌教授受沙漠新月形沙丘启发·······
————————————————————————————————————————
1981年时高歌还不是教授·······
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CDer:000078217
发表于 2019-04-03 18:48 超大游击队员 | 显示全部楼层
昆仑是涡噴?!这货不是仿斯贝吗?
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CDer:000456941
发表于 2019-04-03 19:03 | 显示全部楼层
我孤陋寡闻了。。这名字我在外面看着还以为是超大来了神经病民科。。。。
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发表于 2019-04-03 19:03 超大游击队员 | 显示全部楼层
这个新闻早就看到了
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CDer:001072093
发表于 2019-04-03 19:11 超大游击队员 | 显示全部楼层
cabble 发表于 2019-4-3 18:48
昆仑是涡噴?!这货不是仿斯贝吗?

那是秦岭,仿斯贝的。。。
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CDer:001072093
发表于 2019-04-03 19:11 超大游击队员 | 显示全部楼层
方脑壳大师 发表于 2019-4-3 19:03
我孤陋寡闻了。。这名字我在外面看着还以为是超大来了神经病民科。。。。

几年前确实炒作这是民科,也是在超大。。。
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CDer:000456941
发表于 2019-04-03 19:15 | 显示全部楼层

RE: 老技术(沙丘驻涡火焰稳定器)获关键突破

FRFMM 发表于 2019-4-3 19:11
几年前确实炒作这是民科,也是在超大。。。

竟有此事。。
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CDer:001041171
发表于 2019-04-03 19:17 | 显示全部楼层

RE: 老技术(沙丘驻涡火焰稳定器)获关键突破


我就看到过高歌因此被喷过。。。。
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发表于 2019-04-03 19:17 | 显示全部楼层

RE: 老技术(沙丘驻涡火焰稳定器)获关键突破

袁天罡 发表于 2019-4-3 19:17
我就看到过高歌因此被喷过。。。。

真是一言难尽。。
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发表于 2019-04-03 19:22 超大游击队员 | 显示全部楼层
FWS-10B好像也用了。
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CDer:001101655
发表于 2019-04-03 19:26 | 显示全部楼层
高歌,名字太有诗意了。高歌猛进唱大风。
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发表于 2019-04-03 19:34 | 显示全部楼层

RE: 老技术(沙丘驻涡火焰稳定器)获关键突破


发动机内部部件,如何影响阻力呢?
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发表于 2019-04-03 20:04 | 显示全部楼层

RE: 老技术(沙丘驻涡火焰稳定器)获关键突破

袁天罡 发表于 2019-4-3 19:17
我就看到过高歌因此被喷过。。。。

混超大很多年的,肯定都见过
几年前还有人喷呢
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CDer:000390225
发表于 2019-04-03 20:16 | 显示全部楼层
科技树涡喷这支应该不会断,期待昆仑后是神马。
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发表于 2019-04-03 20:20 | 显示全部楼层

RE: 老技术(沙丘驻涡火焰稳定器)获关键突破

wyk126 发表于 2019-4-3 16:35
高歌是个神人,他的湍流公式不仅实现了钱老预言中的稳定器,解释了沙丘的形状,还有可能导致空气动力学领域 ...

高歌是蛮聪明的。不过他的那套湍流理论好像很多同行没怎么接受,有人认为是有问题的。
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发表于 2019-04-03 20:22 | 显示全部楼层

RE: 老技术(沙丘驻涡火焰稳定器)获关键突破

wyk126 发表于 2019-4-3 16:35
高歌是个神人,他的湍流公式不仅实现了钱老预言中的稳定器,解释了沙丘的形状,还有可能导致空气动力学领域 ...

高老师很有天赋,但申报科学院院士被批评为数学功底太差,虽然有门派相轻的问题,但是其后续走上了偏神学的路线,连工程院也难以进去了。
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发表于 2019-04-03 20:23 | 显示全部楼层

RE: 老技术(沙丘驻涡火焰稳定器)获关键突破

HWANGJACK 发表于 2019-4-3 17:47
目前公开型号应用的只有沈阳发动机设计研究所研制的“昆仑II”推力增大型涡喷发动机 。该涡喷发动机主要应 ...

90年代初就在460的若干型号上顺利应用了。
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发表于 2019-04-03 20:25 | 显示全部楼层

RE: 老技术(沙丘驻涡火焰稳定器)获关键突破

袁天罡 发表于 2019-4-3 19:17
我就看到过高歌因此被喷过。。。。

喷高老师的,集合在一块,包括当年科学院院士的评审们,总计也没拿一个国家发明一等奖
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CDer:000276927
发表于 2019-04-03 20:25 超大游击队员 | 显示全部楼层
零点能能否突破还要靠高老啊。
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CDer:000026035
发表于 2019-04-03 20:32 超大游击队员 | 显示全部楼层
在某集《军工记忆》里讲过沙丘火焰稳定器,但不是很详细。
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CDer:000354172
发表于 2019-04-03 20:37 | 显示全部楼层

RE: 老技术(沙丘驻涡火焰稳定器)获关键突破

wyk126 发表于 2019-4-3 17:00
还是当他的教授呗,即使是著名科学家,一辈子像他的湍流公式这样的成果可能也只出一个……非要说的话,就 ...

我们中的绝大多数人,一辈子也就是这么庸庸碌碌干到退休混吃等死。像高歌教授这样,能留下一个名词、一个符号、一个公式的人,少之又少
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CDer:001121449
发表于 2019-04-03 20:41 | 显示全部楼层
记得还是几十年前,在航空知识上,第一次看到沙丘火焰稳定器的介绍。
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CDer:001121449
发表于 2019-04-03 20:44 | 显示全部楼层
没想到在第一代冲压发动机反舰导弹中,也有应用,北京航展看C-101,C-301,历历在目。
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发表于 2019-04-03 20:45 | 显示全部楼层

RE: 老技术(沙丘驻涡火焰稳定器)获关键突破

艾疯X 发表于 2019-4-3 20:22
高老师很有天赋,但申报科学院院士被批评为数学功底太差,虽然有门派相轻的问题,但是其后续走上了偏神学 ...

须知他未必不是一个特斯拉型的人。

特斯拉笔记本放出来了几页。。。和玄学差不太多(也许是相关的正经推演没放,所以观感如此)
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CDer:000039794
发表于 2019-04-03 20:49 | 显示全部楼层
能知道高歌教授的坛友们,都不能算年轻了
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