航空發動機科技成果轉化初探

■ 黃睿/中國航發研究院 吳穎/中國航發 湯琳/中國航發動研所 劉杰 李敏敏 /中國航發西控

航空發動機科技成果屬于高精尖技術，將它們從一型產品轉化應用到其他產品或者其他行業，既提高了科研起點又節省了研制成本，具有較大的社會和經濟價值。

科技成果轉化是指對具有實用價值的科技成果進行的后續試驗、開發、應用、推廣直至形成新產品、新工藝、新材料，發展新產業等活動，其目的是將技術轉變為生產力。

航空發動機科技成果轉化概況

中國航空發動機集團有限公司（中國航發）自成立以來，高度重視并積極響應國家實施創新驅動發展、軍民融合和科技成果轉化戰略，推進具體工作實施，正在研究編制《集團科技成果轉化管理辦法》，規定科技成果轉化的方式、獎酬比例、實施步驟、獎酬兌現、評估和考核、保障措施及相關責任等，以提升集團創新能力，提高航空發動機研制起點。

為貫徹和落實集團的指示和精神，中國航發各直屬單位采取了相應的舉措：搭建科技成果信息共享平臺，實現科技成果和相關知識產權信息共享，提供科技成果信息查詢、篩選等服務；各單位成果的自我實施和轉化開展良好，基本達到100%的轉化率，相關技術形成了技術規范或企業標準，將科技成果及時轉化為現實生產力，創造企業新價值；依托高等院校、研究院所建立產學研中心，形成以業務需求為導向的科研投入機制，形成科研、生產單位相互補充和協調發展的開放機制，實現科研技術合作開發和轉移轉化；積極參與地方學會的技術聯盟，發揮學會、高校、企業的聯合優勢，加快技術與創新成果的孵化；在滿足自我轉化及技術引進的前提下，逐步向集團、國防科工局、國資委等上級單位推送優秀科技成果，增進各方對本單位科技創新的了解；利用航空發動機技術優勢，開發具有國際先進水平的民用產品及新技術。

科技成果轉化以專利等知識產權轉讓為主要載體?！笆濉保?015—2020年）期間，全集團共申請專利9049件，其中普通發明專利7086件，實用新型1963件，科技含量及創新水平較高的發明專利申請占比逐年提升，申請量也逐年增加。集團組織各單位制訂專利推廣應用實施計劃，梳理可許可和轉讓的知識產權清單，積極推動專利宣傳與市場對接，2020年共100余項專利在不同法人單位間許可、轉讓或作價入股，金額達到2億元以上。

但是，由于單位之間競爭關系造成的壁壘和軍工企業嚴格的保密要求，總體來看，各項研究成果向其他企業和行業推廣轉化率較低。

航空發動機科技成果轉化案例

根據市場和用戶的需求，科技成果可以直接轉化或者經過中間試驗/二次開發后進行轉化（如圖1所示）。其中，直接轉化是指把其他型號研制獲得的成熟度較高的技術或方法應用于新型號研制；二次開發轉化是指將其他型號在研制過程中總結的技術和方法進行改進，進一步提高其成熟度，最終應用到新型號中。中國航發動研所和西控是集團內科技成果轉化成績比較顯著的兩家單位。

圖1 科技成果轉化路徑

動研所成果轉化案例

動研所成果轉化的對象是研究所內部的型號與項目，轉化路徑有直接轉化和二次開發轉化兩種。該所成果轉化的典型代表有AES100渦軸發動機（如圖2所示）和發動機用水力測功器等。

圖2 AES100渦軸發動機

AES100發動機是目前正在研制的我國第一型具有自主知識產權和競爭力的1000kW級先進民用渦軸發動機，其總體指標與國際先進民用渦軸發動機相當，在經濟性、安全性、可靠性、保障性和維修性上具有市場競爭力。該型發動機的研制都采用直接轉化的技術，包括中等熱力循環參數民用渦軸發動機總體匹配技術、低污染小流量燃油霧化技術、小尺寸復合冷卻空心渦輪葉片技術和附件傳動高速小型輕質化技術。

水力測功器是航空發動機研制和生產過程中不可或缺的試驗測試設備，由中國航發動研所下屬全資子公司株洲六零八所科技有限公司作為主承研單位，動研所提供技術支持，成果歸子公司所有，主要用于解決研究所試驗需求。水力測功器的研發主要是通過二次開發轉化的路徑將相關技術應用于產品中（如圖3所示），相關技術的成熟度從3級提高到7級以上，具備了進行產業化的條件。采用二次開發的技術有轉子液固耦合動力學技術；快速響應、高穩定性測控技術；軸承潤滑及密封技術；飛輪轉子動力學技術。后續，全資子公司按照獨立法人方式自負盈虧進行運營，負責水力測功器的生產、銷售和售后服務等產業化工作。

圖3 水力測功器研制路徑

西控成果轉化案例

西控轉化效果比較顯著的代表性成果是高壓大流量柱塞泵研制技術，二次開發后由航空技術領域轉化到兵器陸裝技術領域。

隨著軍事裝備現代化水平的不斷提高，車輛和裝備對液壓系統的性能要求也越來越高，對高壓、大功率柱塞泵的需求日益急迫。但是特種車輛使用的中、高壓液壓泵和多種液壓元件全部長期依賴進口，且只能選用性能參數略低的產品替代，嚴重制約了車輛的功率密度和機動性能。西控公司研發的高壓大流量柱塞泵能夠滿足我國航空發動機研制的需要，其工作環境、技術指標與車輛/裝備液壓系統的要求卻大不相同，為了能夠滿足車輛/裝備的迫切需求，公司采用以自身為主、聯合科研院所的開發模式，專門成立了無級驅動事業部，建設設計、生產、試驗、裝配生產線，發揮航空發動機高壓燃油柱塞泵和高壓柱塞泵/發動機研制的技術基礎和專利優勢，以及高校、科研院所在計算、仿真分析上的特長，借鑒成熟經驗，通過引智工程，組建項目團隊，合作開展技術攻關和轉化。轉化涉及的技術包括摩擦副油膜設計技術；高負荷、高轉速滑靴和柱塞、轉子和分油盤的結構設計技術；耐高壓、長壽命摩擦副雙金屬毛坯制造技術；控制大尺寸、高負荷、盤類零件熱處理變形技術；高精度曲面計量技術；大功率靜壓傳動系統設計技術；大功率靜壓傳動裝置試驗驗證技術。

目前利用該技術基本形成了聯體泵/發動機系列產品、高壓柱塞泵系列產品（如圖4、圖5所示）、高壓柱塞發動機系列產品、戰車液壓系統產品，基本實現在兵器細分市場的布局。產品全面進入裝甲車輛預研、現役、維修等領域，大幅提升了車輛的機動性能，質量穩定、工作可靠、性能參數達到同類產品的國際先進水平，不僅可以應用到陸軍裝備、工程機械領域的產品研發，還可以推廣到航空、航天、兵器、船舶、商用車輛等高端裝備制造業中的液壓機械領域，大幅提升了產品的功率密度和使用壽命，使我國液壓產品從中、低端技術水平向高端技術水平邁進。同時，基本建立了集市場開發、產品設計、產品制造、產品銷售及售后服務于一體的全產業鏈體系，累計銷售收入約1.5億元，產生了顯著的軍事效益、社會效益和經濟效益。

圖4 高壓柱塞泵ZB-28-1

圖5 高壓柱塞泵ZB-75-1

結束語

航空發動機設計和制造屬于高精尖技術，具有較大的推廣應用價值，但是受保密要求、管理制度、組織機構和專業人才等諸多因素的限制，且完成一項科技成果轉化需要技術、法律、資產、財務和人力等方面的專業人員通力合作。為了暢通科技成果轉化通道，需要重點關注的基礎性工作有：對接上級行政部門，健全科技成果轉化制度，明確各部門和直屬單位職責；規范降解密流程，釋放先進、適用和通用的非核心技術；完善信息平臺功能，銜接直屬單位成果轉化供需；建立成果轉化激勵機制，促進科技創新；組建或借助專業服務機構，培養熟悉技術與市場的復合型人才，保障具體工作順利開展。