C919何时能用上国产发动机?摆脱进口航发受制于人的困境

C919是中国商飞按照主流市场标准自主研发、具有自主知识产权的单通道干线客机。在研制之初,商飞就在发动机方面选择“两条腿走路”:一方面,计划引进通用电气的LEAP-1C发动机,以快速通过国际适航认证开始运行;另一方面,自主研发CJ-1000A双轴大涵道比直驱涡扇发动机,用于后期的C919订单。


C919何时能用上国产发动机?摆脱进口航发受制于人的困境


航空发动机是世界上最复杂的工程机械系统之一,涉及气动热力学、燃烧学、传热学、结构力学、控制理论等众多学科,而任何一个学科存在短板都不行。所以,航空发动机被称为现代工业“皇冠上的明珠”。


目前,全世界能研制民用大涵道比发动机的只有三家,分别是美国的GE、普惠和英国的罗罗公司,而能独立研制高推力大涵道比涡扇发动机短舱的公司仅有两家——美国古德里奇和奈赛公司。令人气愤的是,中国市场日益成为这些厂商的主要营收来源,但欧美国家对中国的技术封锁已经持续了六十年了,几乎所有的工艺、制造、蜡模、陶瓷芯等等都不许出口给中国。


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▲CJ-1000A发动机模型


中国商飞已经启动了CJ-1000A发动机的研制工作,该发动机在2018年5月18日宣布点火成功,核心机转速最高达到6600rpm。核心机试验历时39天,累计试车46次,初步验证了核心机各部件及相关系统的性能、功能和匹配性,同时也验证了压气机分块预估、燃烧室点火预测、涡轮工作状态分析等。正在开展部件、系统、工艺、材料等技术的多轮持续改进,进行整机及各部件各项数据摸底记录、稳定性、耐用性、定型等等一系列测试,以确保发动机满足C919的技术要求。


2018年点火成功到现在两年多了,关于CJ-1000A发动机进度的新报道几乎一个都没有。按照最初公布的时间表,CJ-1000A发动机将在2022年开始正式装备到C919客机上,尚不知道CJ-1000A发动机能不能赶得上这个进度。由于中国在大涵道比涡扇发动机领域的研发实力还比较弱,未来CJ-1000A发动机进展不如预期也是完全可以理解的。现在看CJ-1000A要取得认证恐怕最快也要3到5年时间,预计距离实际装机测试肯定还得有一段时间。


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中国航空技术的飞速进步,CJ-1000A发动机的技术也在不断的提升。早期CJ-1000A发动机在细节上与CFM公司的LEAP系列发动机有一些差距。例如涡轮风扇叶片,中国CJ-1000A发动机采取了比较保守的钛合金空心宽弦叶片技术,比美国发动机的碳纤维复合材料零件更重,效率更低,而且转速更高,噪音更大,离心力也更大,对发动机机匣的包容能力要求更高,总重量更重。


在去年年底,江苏新扬公司的碳纤维材料航发叶片取得了突破,将会被用于国产CJ-1000A发动机制造上。我国已经能够批量生产T800级别的碳纤维,其高强度、低重量、易加工的特性正是航空发动机制造的关键所在。


除了CJ-1000A发动机之外,我国目前还在发展推力更大的CJ-2000大涵道比涡扇发动机,其未来将适配于C929远程双通道宽体客机之上,这台发动机的推力在30千牛以上,可称为CJ-1000A发动机的进化版,就在今年三月初,该发动机的核心机C2XC-101也完成了顺利点火,这标志着该发动机的核心机设计基本完成,未来前景一片大好。


而另一款航空发动机涡扇20(WS-20),是由中航工业下属公司中航商用飞机发动机公司设计研制。大涵道比涡扇发动机可作为大型军商用飞机的动力,也是我国新型军用运输机运-20的动力来源。今后会有民用型号,也是C919备选的动力来源。


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涡扇20(WS-20)是一款推力范围为13000至16000千牛的大涵道比涡扇发动机,这款发动机是以涡扇-10/“太行”发动机为基础。将来,还可作为大型客机、新型双发中型运输机、飞翼布局远程隐身轰炸机和第二代远程反潜巡逻机的主要动力。


WS-20发动机的研发进度明显更快,它早在几年前就开始被伊尔-76空中试车台挂着到处飞,网上也不止一次传出运-20大型运输机开始搭载WS-20发动机进行试飞的消息。但是,WS-20发动机在整体上其实要比CJ-1000A发动机落后一代。


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未来C919客机要上国产航发,基本也只能是CJ-1000A发动机。等到CJ-1000A发动机研发成功并顺利装上C919客机,届时我们才有底气、有能力说,不怕美国断供航空发动机。


从WS-20到CJ-1000A,再到AEF3500涡扇发动机(旧称CJ-2000发动机),我们可以看到一个趋势,国产大推力涡扇发动机技术正在逐步提高。虽然与国外同类产品相比,它们可能没有任何优势,甚至存在很大差距。但是通过这些国产型号的发展积累,一步一个脚印,未来肯定可以看到中国国产大推力涡扇发动机和西方平起平坐的那一幕。就像中国高铁CRH一样,打破西方的技术垄断,提升中国的国际形象和影响力。

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页面更新:2024-03-14

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