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保持清醒!CJ1000、CJ2000等航发进展喜人但与美国差距仍然很大

发布日期:2022-06-21 08:43   来源:未知   阅读:

  大型客机研发和生产制造能力,是一个国家航空水平的重要标志,也是一个国家综合实力的重要标志。此外,客机产业也是一个高附加值产业,可以带动大批配套高端产业发展,促进国家科技进步。

  为发展客机产业我国先后立项研发ARJ-21支线单通道大型干线双通道大型干线支线客机已经研制成功并交付使用,C919大型客机也即将完成试航取证工作,CR929远程宽体客机也已完成前期准备工作,首架飞机已经开工制造。

  然而,ARJ-21、C919两款客机试飞以及第一阶段都采用进口的民用大涵道比涡扇发动机,而CR929客机试飞以及第一阶段也计划先采用进口民用大涵道比涡扇发动机。等到国产航发成熟以后再换装国产航发。

  经过大批科研人员不懈努力,如今国产大涵道比涡扇发动机也有了巨大进步,距离彻底翻身也就5年左右。

  “CJ-1000A”发动机是CJ1000发动机第一个量产型号,是我国第一款商用航空发动机产品,也是国产C919大飞机的唯一国产配套动力,具有低燃油消耗、低排放、低噪音、高可靠性、长使用寿命、低维护成本的技术特点,多项指标优于现役同类产品。此前商发公布的信息显示CJ1000是一款涵道比达到9:1的大涵道比涡扇发动机,由1级钛合金空心叶片、3级低压压气机、10级高压压气机、2级高压涡轮、6级低压涡轮组成,结构相当复杂,由35000余个零件组成。

  根据此前商发公布的信息来看,CJ-1000系列发动机于2011年首次公开报道,2012年以全尺寸模型亮相珠海航展。早在2017年,长江1000的核心机就已经验证点火成功,17年12月25日完成整机总装,18年5月成功实现整机点火。有消息报道称,2020年6月,中国飞机强度研究所开始进行改建工程,以提供场地进行CJ-1000A的下一阶段测试;同月,CJ-1000A在浙江省涡轮推进院完成鸟撞测试。其后,CJ-1000A开始进入试制阶段,而第三台试制机已于8月加装无线电遥测系统,为安装至试飞院的伊尔76测试平台作准备。9月CJ1000A完成地面5小时极限推力试车,测得推力为14.5吨,超出原来的14吨预期!12月22日,CJ1000A完成叶片飞脱试验。

  今年珠海航展期间,CJ1000A以1:1全尺寸模型展出,连发动机短舱都已经有了,这说明这款发动机完成度非常高,预计与量产型号差不多。根据商发展示的发动机模型及展板信息来看,九龙高手主攻3码,CJ1000A原先采用的钛合金风扇改成了树脂基复合材料风扇叶片,加上短舱长5.7m,宽2.7m,高2.7m,其中风扇直径为1.95米,推力为12913~13608kgf(12.913吨~13.608吨)。如此精确的推力数据说明CJ1000A的原型机已经成功完成多次试车,预计已经开始飞行台试飞。

  据了解,目前C919客机搭载的LEAP-1C发动机,推力为12998kgf到13714kgf,这说明我国的CJ1000A已经达到了LEAP-1C的水平。根据江苏新扬公司透露的信息,国产复合材料风扇叶片将会用于CJ系列大涵道发动机,包括CJ1000A发动机。换上复合材料风扇叶片之后,CJ1000A性能更好,耗油率更低,可以进一步提升C919客机市场竞争力。

  按照此前商飞的乐观估计,最快明年CJ1000A将完成适航取证,最快2023年就能装上C919。

  CJ2000是继CJ1000之后,我国自主研制的第二款民用大涵道比涡扇发动机,推力远超CJ1000A。得益于CJ1000技术突破,CJ2000的各个节点进展神速,对比发现其整体进度仅落后CJ1000航发1年左右!

  据商发公司透露的消息,2020年3月,国产CJ-2000发动机核心机C2XC-101点火成功,在后续测试中达到了100.6%转速。2020年7月,CJ-2000AX验证机完成整机装配。2020年8月12日,据《中国经营报》报道,中国航发上海商用航空发动机制造有限责任公司已经展开CJ-2000AX验证机低压部件遥测系统硬件配置的招标工作,这意味着CJ-2000AX发动机已经进入验证机试车阶段,对于航空发动机而言,这是关键一步。如果一切顺利的话,按照目前的进展来推算,预计CJ2000将在2025年前后研制成功!

  在本次航展上的中国航发展示宣传视频中,我们也看到了这款发动机的核心参数。CJ-2000属于大涵道比涡轮风扇发动机,CJ2000的风扇直径达到了3米,相比较CJ1000的1.95米大了不少。

  涡扇发动机的风扇直径越大,推力越大。据了解,波音787上使用GEnX引擎的风扇直径为2.82m,推力为330KN。CJ2000的推力则达到343KN。由此可见,CJ2000比波音787使用的发动机性能更加强劲。

  CJ500是一款推力7吨级的大涵道比涡扇发动机,是国产支线的配套国产航发。

  在CJ1000核心机研制成功以后,商发就开始规划一款推力为7吨级的大涵道比涡扇发动机,也就是CJ500(长江-500)涡扇发动机。

  根据商发公布的信息来看,CJ500的核心机直接基于CJ1000核心机缩小改进而来,这也是行业通行做法。一般来说,涡扇发动机推力越小,研制难度就越小。由于CJ500推力仅为7吨左右,远远小于CJ1000的推力,因此CJ500的研制难度也小很多。2018年,“两机”客机期刊第4期曾引用中国商发公司提供的资料,报道了“长江500发动机已完成概念方案设计,将视中国商飞新支线客机发展计划而适时启动。”的消息。

  如今,随着CJ1000项目研制进入尾声,长江500也已开始型号研制工作。有消息人士透露,虽然项目研制启动时间很晚,但是由于有了CJ1000这款发动机的研制经验,CJ500的研制进展非常快,仅需3年就能研制成功!

  通过上述介绍可以看出,我国的民用大涵道比涡扇发动机技术进步巨大,在关键性能方面甚至达到了国际一流水准。

  在苏联时期,推力最大的航空发动机推力也从未超过25吨。一旦我国的CJ2000研制成功,就标志着我国一举超越前苏联,成为仅次于美、英之后的民用航空发动机强国!然而,即使是这样,我们仍然不能盲目自大。如果和美国比较,差距仍然很大。

  据了解,美国现有综合性能最强的航空发动机为GE9X,推力超60吨!即便我国的CJ2000能够在2025年顺利造出来,也仍旧和美国差距巨大,甚至连美国30年前上市的GE90基本型都比不过!

  GE90基本型由单级宽弦风扇、3级增压压气机、10级高压压气机、头部为双环腔的全环形燃烧室、2级高压涡轮、6级低压涡轮组成,涵道比达到9:1,设计推力为389KN。其中,风扇直径为3.1242米,比我国的CJ2000的风扇还要大!

  据了解,1994年,美国研制的GE90基本型就已经完成适航取证,1995年就正式投入商用。即便CJ2000能够在2025年取得适航证,我国的民用大涵道比涡扇发动机仍然落后美国至少30年!当然这并不意味着我们需要30年才能追上美国,主要取决于国家想不想造。一旦国家一声令下,说不定我国能在15年内追上美国的水平!

  虽然我国的民用大涵道比涡扇发动机仍然无法和美国相提并论,但一旦成功研制处CJ500、CJ1000、CJ2000,香港陆和彩结果。就意味着我国的民用航发将彻底翻身,我国也将成为继美、英之后的民用涡扇发动机强国!鉴于我国的民航客机市场远超俄罗斯,届时我国将在民用航发领域与美国、欧洲“三分天下”!最后,让我们为我国的科技人员点赞!