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第15章 尹泽勇 航空发动机专家

尹泽勇(1945.2—),江苏保应人,航空发动机专家,中国工程院院士。1962年9月考入西北工业大学飞行器结构力学专业,1968年9月毕业后到部队农场劳动锻炼。1970年被分配到中国航空动力机械研究所工作。他于1985年9月—1987年4月在美国俄克拉何马大学机械与航空工程系做访问学者,1988年1月—1990年12月在职获北京航空航天大学航空发动机专业博士学位。尹泽勇历任中国航空动力研究所工程师、主任工程师、副总设计师、总设计师等职,曾任中国航空工业第二集团公司科技委副主任,现任中国航空工业集团公司科技委副主任、中国航空工业集团公司副总工程师、中国航空工业集团公司发动机总设计师,是湖南省科协副主席,湖南省政协委员和全国政协委员。尹泽勇曾获国防科技工业武器装备研制金奖,国防科技一等奖,国家科技进步二等奖。被评为有突出贡献的留学回国人员、有突出贡献的总工程师、航空工业劳动模范。2005年当选中国工程院院士。

1970年,毕业于西北工业大学的尹泽勇,来到刚组建不久的中国航空动力机械研究所,与几位同志以超前的眼光,率先开展“有限元”这一前沿学科的研究及应用工作。他以顽强的毅力边开展日常工作,边学习研究先进技术,挤时间翻译国外有限元研究的资料及专著,及时了解及介绍国外最新技术动态。有限元研究及应用要求计算机内存量大、计算速度快,但在当时的研究所乃至湖南省都鲜有符合这一要求的计算机,为此他常常穿梭于北京、上海与长沙、株洲之间,为了查找公式及程序错误,他经常熬红了双眼……正是凭着这股钻劲,他早在20世纪70年代末及80年代初就创造性地提出了体/壳过渡元和疏/密过渡元两类新元素,并把这两种元素有机结合,解决了多种发动机复杂结构的强度分析问题,使当时研究所在“有限元”理论应用于发动机结构强度分析方面始终处于行业前列。

在我国自行研制成功并设计定型的第一种涡扇发动机的研制中,尹泽勇按国军标要求主持制定了国内首个涡扇发动机型号规范,作为研制依据性文件。主持编制了国内首个航空发动机研制可靠性大纲,成功实践了分析及试验等可靠性工作。主持解决了发动机/飞机性能及结构匹配问题,通过优化压气机叶片参数及调整涡轮导向器面积扩大了发动机喘振裕度;通过全机振动分析及试验确定了振动限定值。参考国外资料并结合国内使用特点,提出了先采用加速模拟试车方法确定初始首翻期,而后再根据主要零件损伤分析及生产交付试车安排,采用载荷谱试车方法,可靠、经济地完成了延长翻修期的验证工作。该型发动机的设计定型,实现了我国涡扇发动机研制从无到有的突破,达到国际同类现役发动机水平,改变了某型飞机动力装置依赖进口的被动局面,应用、掌握并提高了我国涡扇发动机研制技术。该发动机研制及应用2003年获国防科技工业武器装备研制金奖,2004年获国防科技一等奖,2005年获国家科技进步二等奖。

在我国第一型自行研制的某先进涡轴发动机研制过程中,尹泽勇主持并组织解决先进涡轴发动机总体匹配,尤其是燃气发生器与动力涡轮的匹配技术,创新发展了先进中等热力循环参数涡轴发动机总体设计及验证技术;主持并组织制定三大部件改善与优化方案及实施计划,全新研制了先进涡轴发动机部件;主持并组织开展单晶叶片及粉末冶金涡轮盘等多种先进材料构件的应用研究并成功地进行工程应用;决策并在国内首次成功组织应用先进全权限电子数字控制系统,加速了型号研制进程;采用和发展先进的试验、测试技术,组织开展整机试车上万小时、零部件及系统试验数十万小时,验证考核时间与国际先进发动机研制相当;成功组织并参加发动机叶片断裂、轴承轻载打滑、地面及空中起动超温等排故工作,保证了研制进度;提出并实施提前安排试验验证并加大各种试验力度、重视细节设计与制造、综合平衡气动热力性能与寿命可靠性要求等研制方式,成功减少了研制风险。

在我国涡轴发动机科技创新征程上,该涡轴发动机的研制完成了从测绘仿制到无参照样机自主研发的根本转变,实现了自行研制的涡轴发动机产品从第一代向第三代的跨越发展,标志着我国已成为能够独立研发有自主知识产权先进涡轴发动机的少数几个国家之一。

尹泽勇任总设计师的某先进直升机传动系统,是我国研制的输入转速最高、传动比最大、寿命最长的传动系统,其成功研制表明我国直升机传动系统实现了从测绘仿制或引进专利生产到利用国际合作成果集成创新研发先进传动系统的跨越,为独立或合作开展当代先进传动系统研制奠定了基础。在我国最大吨位的13吨级直升机主减速器研制中,尹泽勇主持解决了3台发动机并车及大功率传输等关键技术。该型减速器已替代同类进口产品装机交付使用,具有重要的国防及经济价值。

尹泽勇长期从事具体的发动机结构强度研究工作。应用先进计算力学、试验力学手段,建立了体/壳过渡元、疏/密过渡元、分区循环对称接触分析、各向异性单晶合金唯象及滑移分析、考虑变轴力及连接刚度的转子动力特性分析、结构/强度/振动/气动多学科多目标优化设计等现代中小型航空发动机多种强度分析先进方法。著名力学家、美国工程科学院院士T.H.Pian教授认为尹泽勇“在计算力学及其对发动机结构的应用方面做出了重要的贡献”;俄罗斯中央航空发动机研究院副院长A.Nozhnisky教授指出,这些工作“非常有用,可简化许多复杂发动机部件结构问题的求解”。尹泽勇建立的现代航空发动机结构强度系统分析方法和程序,已成功地应用于一些涡轴、涡浆、涡扇、涡喷发动机型号,在设计分析、试验指导、故障排除等方面完成了大量关键工作,既解决了航空发动机“端齿接触传力”、“叶冠间接触状况确定”、“单晶叶片强度寿命”等许多以往无法解决的难题,又创造了良好的社会效益和经济效益。同时,尹泽勇开展了发动机型号研制中的强度关键技术攻关,解决了型号研制中强度关键难题。尹泽勇曾主持并参加开发了国内第一个针对现代航空发动机特点的结构强度分析软件集成系统,用于多种发动机的应力、振动及转子动力特性分析。俄罗斯中央航空发动机研究院专家评价我某型发动机强度时指出,“所有计算均采用这个现代有限元程序包高水平完成”。

尹泽勇是国防科工局及总装备部两项专门研究计划的总师组成员及专家委委员,还负责了国内首次开展的涡轴发动机技术验证工作,共组织开展验证试验数十项,验证及改善数十种设计软件,初步集成了涡轴发动机设计体系,对我国涡轴发动机验证能力的提高具有重要作用。

尹泽勇在长期科研工作中出版专著3部,一部为国防科技优秀图书、一部为我国第一本各向异性单晶合金构件强度寿命研究专著、一部总结了我国航空发动机强度设计经验,均有重要理论及工程实用价值。以他为主与其他人一起翻译出版的国外计算力学优秀论文及名著共6本170万字,其中一本为国内最早介绍有限元的图书之一,两本列入力学名著译丛,对我国计算力学的发展起到了重要促进作用。同时,在《力学学报》、《航空学报》、《航空动力学报》、《振动工程学报》发表论文数十篇。

尹泽勇特别重视对年轻人才的培养,在技术上对他们严格把关,耐心指导。对许多年轻同志的技术报告,他亲手修改,几易其稿,直到符合要求。近年来,尹泽勇培养了中青年副总师,学科技术带头人,主任、副主任设计师数十名,已经及正在培养的博士后、博士生、硕士生20余人。在尹泽勇的带领下,中国航空动力机械研究所年轻人才快速成长,形成了一支有较高素质、较强实力的航空发动机技术梯队。

2005年尹泽勇当选为中国工程院院士,虽然年过花甲,但他对工作的执著和投入一如既往。他认为,与国外先进航空发动机技术相比,我们确实还存在不小的差距,亦步亦趋只会使差距更大,这就需要在努力拼搏中大力发扬自主创新的精神。近年来,除原来负责开展的多项工作外,他还带领一支年轻的团队,把目光投向极具挑战性的自主创新研究工作,例如可适用于发展涡轴、涡浆、涡扇、涡喷发动机的通用核心机技术研究、小尺寸高推比的对转发动机技术研究、航空发动机多目标多学科涉及优化技术研究等。尹泽勇坚信,未来10年将是我国航空动力技术快速发展的10年,一定可以大大缩短与世界先进航空工业国家的差距。

尹泽勇是国家级有突出贡献的专家。1992年享受政府特殊津贴,曾被评为有突出贡献的留学回国人员、有突出贡献的总工程师、航空工业劳动模范。

尹泽勇2005年当选中国工程院院士。

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