我国航空发动机行业为早日实现从引进仿制向自行研制的转变,于1980年起开始实施高性能推进系统工程预研计划(即高推预研),进行发动机先进部件的基础预研工作。耗时10年、期间克服了经费减少、研究内容数次调整等不利因素,最终完成了预研课题。1989年6月12日时航空航天部中国航空发动机总公司下达了《关于进行高性能推进系统三大核心性能试验部件的通知》,并于同年7月在624所召开了“三大高压性能部件预研工作会议”,决定在10年预研的基础上全力以赴进行“七级高压压气机攻关、并同时开展与七级高压压气机相匹配的带气动雾化喷嘴的短环形燃烧室和全尺寸带气冷叶片的高压涡轮部件的研制”。
我们知道,三大高压部件是组成核心机的主要部件,由于考虑到将来发展为推比8一级小涵道比中等推力涡扇机的背景型号,因此这台核心机也就被称为中等推力涡扇发动机预研核心机(中推核心机)。
1990年初中央专委会决定加快中推核心机的预研工作,等条件成熟后转入型号研制,该年底,中推核心机被正式列为国防科工委“八五”期间18项关键预研项目之一。1991年1月发动机总公司在624所召开中推预研汇报会,正式决定开展中推核心机的研制和中推验证机的方案论证工作。并将中推预研分为三个阶段实施:即三大高压性能部件研制、中推核心机研制和中推验证机的研制。至此中推核心机正式立项研制,这是我国首次遵循“基础研究-关键技术突破-先进部件-核心机-验证机-型号研制”这一发展模式所开展的涡扇发动机研制工作,因此可以说是具有里程碑式的意义!
中推核心机的研制工作是以航空航天部624所为总设计师单位,江和甫任中推预研总设计师。从1991年2月起正式开始方案设计,先后完成了总体打样图设计、主要锻铸件毛坯图设计,并于1992年2月完成主要零部件加工图设计等工作,加工蓝图分批下至承制厂。外部管路系统的设计到7月份最终完成设计工作,另外为加快核心机外部管路的设计、加工、安装,624所只用了4个月就完成了外形金属样机的设计和加工。
中推核心机的试制工作由430厂为主承制单位,参加研制的单位有420、460、170、100、606、621、625、西工大、德阳二重等全国21家厂所院校。105、115等厂提供了有关成附件,上钢五厂、抚顺钢厂等赶制了所需的高温合金和钛合金材料……可以说中推核心机是全国大协作的成果结晶。经过毛坯、工装准备,试制工作于1992年3月开始加工,加工中攻克了近70项关键技术,如复杂型芯定向结晶涡轮叶片精铸、短环形燃烧室机加工、带型面复杂叶片的扩压器精铸,压气机鼓筒电子束焊等7大项属于首次突破,不仅优质高效的完成核心机试制工作,也使得航空发动机制造技术向前跨越了10年!首台中推核心机的加工和装配仅用了9个月的时间,至1992年11月18日完成加工总装、19日出厂,并于21日运抵624所。
核心机到达后经过喷管、附件、管路等装配和检查,于11月24日安装到地面试车台架上,并通过了质量评审。11月28日进行了启封运转和冷运转,起动机将核心机带转到21.5%转速。12月3日23点20分,核心机首次点火、一次成功!(相对转速达到35%)之后又成功进行了多次点火起动试验,在突破了冷悬挂、一阶临界转速等难关后,经发动机总公司与624所分析决定将发动机推至最大换算转速。12月12日在核心机第11次点火试车中,转速推到地面最高转速(换算转速达101.3%),核心机运转良好,振动小,排气温度等参数均正常!