大飞机国产“心脏”,已经在路上

首页 2019-06-25 09:25:34

■沈海军

近日,美国波音公司公布5月份商用飞机销售订单为零,这是波音737Max全球停飞后,连续第二个月无订单。对此,有声音认为,该中国的C919登场了,并呼吁首先从国内的航空公司开始,购买我们的国产飞机。

大飞机国产“心脏”,已经在路上

波音737Max 概念图

不可否认,一提到航空领域中国和世界最先进国家的差距,相信大多数读者都会不约而同地想到发动机。由于历史原因,中国的航空发动机和美、俄、英、法等国还有较大差距,但近些年来,CJ—1000等大涵道比涡扇发动机不断取得巨大进展,说明中国大飞机国产“心脏”的研发已经快马加鞭,渐行渐近。

从CJ—1000发动机对外公布的推力数据来看,13~16吨级的发动机属于150~200座级客机的动力,而中航商飞正在研制这个级别的C919客机。

目前,C919客机采用的是赛峰公司LEAP—1C涡扇发动机,为了避免受制于人,中国航发商用航空发动机有限责任公司(以下简称中国航发商发)已经启动了针对C919飞机的国产发动机研制工作,这就是国产CJ—1000大涵道比涡扇发动机。现在CJ—1000已完成了首台整机装配、核心机试运转,以及点火试验,预计将会在2020年以后投入使用。

根据中国航发商发的资料,CJ—1000发动机是一型双轴大涵道比直驱涡扇发动机,由1级风扇、3级增压级、10级高压压气机、单环形燃烧室、2级高压涡轮及7级低压涡轮组成。CJ—1000A采用全三维气动设计、贫油预混燃烧、主动间隙控制等先进技术,以及宽弦空心风扇叶片、整体叶盘、新一代单晶、粉末冶金等先进材料工艺,具有高效率、低燃油消耗,低排放、低噪音,高可靠性、长使用寿命,低维护成本、良好的维修性等产品特性,整体技术指标达到或者接近LEAP—1C的水平,优于现在使用的CMF—56涡扇发动机,也优于WS—20发动机。

大飞机国产“心脏”,已经在路上

C919 概念图

作为C919大飞机的主要竞争对手,空客新一代A320NEO客机的主要改进之一,就是使用LEAP—1X发动机替换CFM—56发动机。在推力相当的情况下,LEAP—1X的巡航油耗比CFM—56系列要低10%以上。对于一款客机来说,换装新型发动机后,航程和油耗必定会有较大的改善。有人估计,A320NEO的油耗将比改进前的A320下降15%以上。

CJ—1000A大涵道比涡扇发动机对于中国发展大飞机意义非凡。它未来可以取代LEAP—1C,成为国产C919的动力。值得注意的是,新一代的CJ—1000大涵道比涡扇发动机比WS—20性能更佳,故也可以替代WS—20。

与此同时,新一代CJ—2000发动机已经布局。目前,中国首台完全自主设计的商用航空发动机,即装配国产大飞机C919的首台“长江1000(CJ—1000A)”发动机已经完成总装下线,并成功点火,而装配CR929的“长江2000(CJ—2000)”发动机也正在布局。

此前,中国航发商发就已响应国家重大专项的要求,自主启动了与CR929相应的发动机“CJ—2000”,目前该发动机正在进行大部件、大单元体的试制和试验。

中国航发商发成立于2009年1月,是由中国航空工业集团公司主导的合资股份企业,隶属于中国航空发动机集团,总部位于上海,注册资本高达60亿元,主要从事商用飞机动力装置及其相关产品的设计、研制、生产、总装、试验、销售、维修、服务、技术开发和技术咨询等业务。公司下设研发中心、总装试车中心、大修中心、客户服务中心。

大飞机国产“心脏”,已经在路上

C919 概念图

CJ—1000是我国第一款商用航空发动机产品,是目前装配国产大飞机C919的惟一国产动力,其研制成功可谓意义重大,将直接填补我国大推力航发技术类型的空白。CJ—1000航发虽然能够满足我国大型飞机C919,但仍不能满足下一代宽体客机CR929动力的需要。而CJ—2000航发的推力将达35吨以上,完全能满足CR929的需要。

不管CJ—1000,还是后续的CJ—2000项目,都属于近几年来国家精心培育的重点工程项目,充分体现了中国发展大飞机、发展大推力航发的坚定决心。发展大推力涡扇发动机,是为满足当前我国大飞机制造的需求。

总而言之,中国只有掌握大推力航空发动机技术,才能手握航空强国俱乐部的“入场券”,才能真正打造自己的大国重器——国产大飞机。

(作者系同济大学航空航天与力学学院教授)