严成忠

昆仑发动机总设计师

严成忠，航空发动机专家。昆仑发动机总设计师。南京航空学院（今南京航空航天大学）毕业。1939年7月出生，1961年10月参加工作。中共党员，现任中国航空工业第一集团公司沈阳发动机设计研究所型号总设计师、研究员，享受国务院特殊津贴。曾主持研制出我国第一台具有自主知识产权的航空发动机的“昆仑”发动机，我国第一台具有完全自主知识产权的12.8MW燃气轮机—QD128，任意类型涡轮发动机性能数字仿真技术，先后获得2004年中国航空工业第一集团有限公司“航空金奖”，2003年国防科工委一等功等各项重大奖励。

个人履历

基本信息

严成忠，航空发动机专家。昆仑发动机总设计师。南京航空学院（今南京航空航天大学）毕业。1939年7月出生，1961年10月参加工作。中共党员，现任中国航空工业集团公司沈阳发动机设计研究所型号总设计师、研究员，享受国务院特殊津贴。

个人成就

严成忠研究员曾主持研制出我国第一台具有自主知识产权的航空发动机－－“昆仑”发动机，使我国结束了长期以来航空发动机只能测绘仿制或改进的历史，一跃成为继美、俄、英、法之后第五个能独立自行设计研制超音速飞机发动机的国家，为发展我国航空工业做出了杰出贡献。

主持研制出我国第一台具有完全自主知识产权的12.8MW燃气轮机—QD128，填补了国内空白，首台已在中原油田试验并网发电成功。直接发起和主持研制的高马赫数、高负荷、高效率风扇使我国单、双级风扇的研究水平跻身于世界先进行列。1982年研究的任意类型涡轮发动机性能数字仿真技术，被美国阿诺德工程发展中心视为80年代初期涡轮发动机仿真能力的代表，至今仍在英国和国内得到广泛应用。

曾先后获得2004年中国航空工业第一集团有限公司“航空金奖”，2003年国防科工委一等功、国防科学技术一等奖、中国航空工业第一集团公司科技进步一等奖，2002年国防科学技术三等奖一项、中国航空工业第一集团公司科技进步二等奖二项、中国航空工业第一集团公司特等功，2000年国防科学技术一等奖、中国航空工业第一集团公司科技进步一等奖。

人物生平

严成忠历任设计员、总体性能组组长、副总设计师、副所长、总设计师。先后参加和主持多种型号发动机的总体方案论证、设计和调试工作。历史记录了他的丰硕成果：20世纪60年代中期，在国内领先研究出“内外涵混合加力式涡轮风扇发动机特性计算方法”，成功地运用到涡扇6发动机的总体设计；70年代初，完成了“带平行进气内外涵混合加力燃烧室的涡轮风扇发动机最佳调节计划”的研究，应用于涡扇6发动机和新型号自动调节系统；70年代中期到80年代初，从事发动机稳态和瞬态性能数字仿真技术研究，该成果在“昆仑”等新机研制中得到广泛应用；90年代中期，严成忠亲自发起和主持高马赫数、高负荷、高效率风扇研究，提出用高切线速度提高级负荷，用掠形技术降低激波损失的设计思路，亲自审定设计方案，落实加工，组织试验，试验结果全部达到设计指标，使我国单、双级风扇研究水平跻身于世界先进行列。

1961年8月，严成忠以优异成绩毕业于南京航空学院，被分配到刚刚组建的我国第一个航空发动机设计研究机构——沈阳发动机设计研究所，从此踏上了航空报国之路。

年仅27岁的严成忠，在1966年5月到1967年7月奉命去越南执行特殊任务。当时正是“抗美援越”战争最激烈的时候。他所在的防区里，美国飞机天天轮番轰炸，随时都有牺牲的危险。“感谢防区的高炮部队，是他们一次又一次地把敌机击落，有的战士付出了宝贵的生命，保证我们圆满完成了组织上交给的任务！”说到这里，严成忠拿出一枚“援越抗美纪念章”深情地说：“看到它，我就想到了自己的责任，不研制出自己的发动机，真对不起死难的烈士！”

严成忠不仅经受了战争枪林弹雨生与死的洗礼，也经过和平时期科研试验生与死的考验。20世纪60年代末，上级决定涡扇6甲转到湖南株洲三三一厂研制。沈阳发动机研究所派出一百多名科研人员下厂“三结合”。1970年6月24日，涡扇6甲试车，仪表指示发动机振动时大时小。时任“三结合”小组副组长的严成忠带领4名同志去试车间观察振动情况。正在发动机向高转速推进时，突然风扇大叶片飞出，击中了滑油散热器，碎片乱飞，烈火浓烟顷刻弥漫了整个试车间，情势万分危急！有人喊道：“试车间里的同志完啦！……”万幸的是消防车及时赶到，他们才得以脱险。一位老同志回忆说： “老严是大难不死，拣一条命回来！”这使严成忠深切地感到，搞科研光靠不怕死是不行的，不能做无谓的牺牲，必须按科学规律办事。从那以后，“整机试车时，消防车必须到场；试车间内慢车以上开车时不准任何人员入内”就成了一条铁的规定。

机遇往往偏爱那些出类拔萃的佼佼者。20世纪70年代末，组织上安排严成忠去北京航空学院补习英语。恰巧，英国Cranfield理工学院来招生，单兵教练。主考官是该校机械工程系主任弗莱切教授。严成忠坦然自若，对答如流，尤其讲了正在研究燃气涡轮发动机稳态与瞬态性能数字仿真技术的课题之后，弗莱切教授非常感兴趣，立即表态：“恭喜，你被录取了！”

1980年4月，严成忠以访问学者的身份来到了英国。当时，校方也正在搞发动机数字仿真研究。由于严成忠功底深厚，又刻苦钻研，只用半年时间便完成了博士研究生要两到三年才能做完的过渡态仿真研究课题。1982年，严成忠又和导师帕沫先生合作研究开发了一种通用的积木块式的、灵活而容易掌握的高水平程序 ——TURBOTRANS。它可以方便地对带任意调节系统的各种类型的燃气涡轮发动机的稳态与瞬态性能进行仿真，达到当时的世界先进水平。论文在伦敦的国际学术会议上交流后，引起重视。美国阿诺德工程发展中心（AEDC）的高级工程师、AIAA高级会员M．A．Chappell和仿真与模拟专题研究室主任P．W．Melaughlin称TURBOTRANS为80年代初期涡轮发动机仿真技术的代表作。至今，仍在国内外得到广泛使用。

“居高声自远，非是藉秋风”。严成忠先后被聘为北京航空航天大学、西北工业大学、南京航空航天大学兼职或名誉教授；历任中国航空学会动力分会委员和《航空动力学报》编委、副主编，曾任《航空发动机》副主编、主编，“863”航天技术领域第二届专家委员会委员，总装备部常规动力技术专业组成员等职。先后荣获国防科学技术一等奖、航空工业总公司“昆仑”首飞一等功、中航一集团“昆仑”设计定型特等功、辽宁省科技进步二等奖；曾被选为辽宁省党代会代表，沈阳市人大代表；曾被授予辽宁省创业标兵，获五一劳动奖章，沈阳市劳动模范等荣誉称号。

“昆仑”定型后，严成忠深情地说：“我们自行研制发动机好像接力赛，一棒一棒往下传。我很幸运，‘昆仑’这根棒传到我手中成功了，这是我们航空几代人智慧和汗水的结晶，不是我个人的功劳。许多人未看到这一天，就过早地走了，留下无法弥补的遗憾，想起他们就心里难过。我义不容辞的责任就是把这根接力棒传下去！”

相关事迹

2001年12月20日。中国沈阳。随着航空发动机试车台上新型发动机寿命试车最后冲刺的成功，一个顽强的“新生儿”——我国第一台自行设计、具有自主知识产权的“昆仑”高性能双转子涡轮喷气发动机横空出世！

20世纪80年代末90年代初，国际风云突变，当时以江泽民为核心的党中央高瞻远瞩，果断作出研制新机的重大决策，决心搞自己的“争气机”。1991年初，总参谋部和原国防科工委联合下达指令：新机选用“昆仑”发动机做动力装置，争取1993年首飞上天……总设计师严成忠和全所职工都沉浸在无比喜悦之中。1991年3月19日，首都北京。时任中央军委副主席刘华清听取严成忠等有关单位领导、总师关于新机研制计划汇报。午餐时，刘华清副主席高兴地说，按规定午餐不许喝酒，今天情况特殊，“争气机”开干了，是喜事，我批准每人只喝一小杯，古代大将出征前要立下军令状，如果打了败仗是要杀头的，今天我与诸位提前喝下这杯“断头酒”，如果完不成任务，要以军法论处！……严成忠深深感到这话的分量：是信任，是责任，是神圣的使命。时隔两天，3月21日，中南海。时任国务院总理李鹏又接见严成忠等有关研究所的总设计师。听了汇报后，李鹏总理说：“江泽民总书记支持“争气机”，我也支持，你们一定要把它搞出来！我们必须坚持自力更生为主，奋发自强……”

“昆仑”发动机1984年开始研制，在严成忠的主持下，到1991年初先后进行了两次重大修改设计，攻下了压气机和涡轮叶片多次断裂等技术关键。当时，“昆仑”面前还有个最大的“拦路虎”：压气机喘振裕度不够，高压压气机和低压压气机工作不匹配。试车时，在中低转速下，经过多级增压的高速气流，在高压压气机那里不能顺畅通过，出现“喘振”现象。如在首飞之前攻不下这一难关，“昆仑”就有夭折的危险。经过反复讨论，严成忠采纳了“两步走”方案：用“放气” 方案保首飞；用“不放气”方案保定型。即第一步在高压压气机上设计“放气”装置，防止“喘振”，先保证“昆仑”首飞上天，为第二步解决“不放气”赢得时间，创造条件。经请示上级主管机关，方案获得批准。

1993年12月12日，中国航空工业史上值得纪念的日子。机场上，响起巨大的轰鸣声，一架新型战鹰带着人们的期待和祝福，风驰电掣般地离开跑道，直刺蔚蓝的天空……“昆仑”腾飞了！多么难忘的时刻啊！许多人热泪盈眶……飞机着陆后，从不落泪的严成忠此时噙着泪花，紧握着试飞员的手激动地说：“祝贺你！谢谢你！”

历史很快肯定了“两步走”决策。首飞半年后，严成忠带领攻关组在有关专家的指导下，经过多次修改设计和试验，最后高压压气机采用高扩稳增益新技术，以新的结构取代了“放气”装置，终于攻克了困扰“昆仑”多年的高、低压压气机不匹配这一重大技术关键。

“首飞不易，定型更难”。上级许多领导来所视察时都语重心长地说，“昆仑”是第一个按国军标研制的发动机，希望你们为中国人自行设计航空发动机闯出一条新路！按照国军标和型号规范要求，发动机设计材料许用强度和寿命必须以负三西格玛（－3σ）为基准，而当时我国材料性能数据都不符合要求。怎么办？“创造条件也要上”。严成忠决心编出符合要求的材料手册。在上级领导的支持下，他组织航材院等20多个单位协作，收集16000多炉次十几万个数据，做了17种新材料补充试验，花了8年时间，编辑出版了我国第一部《航空发动机设计用材料数据手册》，不仅解决了“昆仑”研制中的燃眉之急，而且为今后航空发动机的设计奠定了坚实的基础。

按研制任务书、型号规范和上级增补项目要求，“昆仑”需要进行250多项苛刻的地面考核试验和几百个起落的空中试飞。其中，有数十项高难度试验在国内尚属首次。严成忠充分发扬技术民主，集思广益，精心组织。经过数年奋战，数万小时的零部件试验，数千小时的整机试车，先后排除了发动机振动过大、涡轮导向叶片烧蚀、火焰筒裂纹、加力隔热屏烧蚀等技术故障。顺利通过了国内新研制发动机第一次进行的整机超温、滑油中断、整机断电、吞水等高难度的试车考核。

严成忠采取平行交叉作业，在进行上述试验的同时，科学地安排最关键的QT150小时定型试车。它是考核发动机各种状态下技术性能和可靠性及寿命等综合指标的定型持久试车。严成忠提出“先易后难，逐步升级”的试车方案，以达到用最小的代价取得最好效果的目的。按照严成忠的部署，“昆仑”通过数次逐级模拟试车，扫清了障碍，终于顺利通过QT150小时定型试车。

然而，“昆仑”试飞接近尾声时遇到了新的麻烦。1997年底在高空大马赫数试飞中，发动机出现喘振停车故障。总部机关成立以严成忠为组长的联合攻关组。严成忠仔细查阅分析数以千计的试飞数据，从纷繁复杂的数百条曲线和壁面静压分布中，找出了末激波的位置，确定了进气道的工作状态，计算出了进气道与发动机的调整量。在联合攻关组会上，他详细分析了故障现象、物理本质和原因，并提出了具体排故措施。但部分同志有疑虑。为了尽快统一认识，决定首先对“昆仑”进行喷水逼喘试验，进一步验证发动机的喘振裕度。1998年新年前夕，严成忠飞回沈阳。他办的第一件事就是组织力量日夜赶班设计和制造喷水逼喘试验设备，从设计、加工到安装调试结束，原来说需要3个月，结果只用18天。

旗开得胜！又经过20多天对“昆仑”紧张地喷水逼喘试车，拿到了令人信服的数据，澄清了疑虑，统一了认识。严成忠提出的排故措施很快得到落实。终于使高空大马赫数停车这一通常至少需要1年才能解决的重大技术关键，只用了4个月就彻底攻克。

经过空中、地面数百次过关斩将的“昆仑”，飞完了全部空中试验科目，还面临着300小时寿命试车的严格考验。这是决定“昆仑”命运的关键仗。容不得半点疏忽和失误。临战前的严成忠，还是那样的沉着、冷静。经过精心准备，2001年11月初，他指挥打响了最后一场攻坚战……

12月20日， “昆仑”研制史上最难忘的日子——300小时寿命试车进入冲刺的最后一天。试车台外，冰天雪地，寒风呼啸；试车台内，春意盎然，热火朝天。严成忠和已经鏖战50多天的试车勇士们，无心去分辨这是白天，还是黑夜，聚精会神地观察着显示屏上不断跳动的数字、曲线、波形……试车进入倒计时最后5秒钟时，在严成忠的邀请下，时任所长海宜德和总军代表杨善惠兴致勃勃地走到操纵台前，共同拉停油门杆。顿时，试车台上出现了本文开头的那一幕。历史跨入2002年7月，国家正式批准“昆仑”设计定型。

严成忠说，“研制高性能发动机，不能单靠拼材料，还要靠先进技术。”他和助手们在“昆仑” 的设计上，挑战国际上先进的对流、撞击加气膜的复合冷却技术，大胆采用复合气冷空心涡轮叶片。它被誉为现代航空发动机技术“王冠上的明珠”。美国一位著名的发动机专家说，谁掌握了这项先进的冷却技术，就等于拿到了研制现代先进航空发动机的一把“金钥匙”。

早在“昆仑”首飞之后，严成忠就设想定型后派生发展。在他的主持下，抽调一部分年轻技术骨干，在“昆仑”的基础上设计“昆仑”Ⅱ型和QD－128燃气轮机。

“昆仑”Ⅱ型是在不降低“昆仑”的强度储备、寿命、可靠性和不超温、不超转的情况下，采用全三维有粘气动设计、全三维有限元应力分析、刷式密封、新型加力火焰稳定器等国际上先进的设计方法和技术，通过增加空气流量和提高效率，减少流体阻力和漏气损失，大大提高了发动机的推力，显著降低了油耗。QD－128燃气轮机是利用改进的“昆仑”主机，装上优化设计的高效率、大功率动力涡轮，并采用全功能数字电调控制系统。2001年底和2002年3月，QD－128燃气轮机和“昆仑”Ⅱ型均首次装配试车就达到了设计性能指标。这不但为我国今后研制更多新型航空发动机开辟了道路，而且为把军用航空发动机转为民用燃气轮机构筑了很好的发展平台。

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