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C919“国产平替”发动机:不着急登机,但必须有

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大飞机的关键点

今年中国国内制造业领域最受关注的事件之一,莫过于历经14年自主研发的喷气式干线飞机C919终于进入市场,开启商业运营。而在这一令人振奋的成就背后,有关飞机关键零部件的国产化争议却一直没有停歇过。

大飞机的构造复杂,几乎涉及所有科学技术、工业制造门类,而且对每一科技领域都有最极致的要求,同时也是中国尖端制造业水平最好的展示舞台。因此,从研制到交付,C919的国产化率一直受到外界关注。对于这个问题,官方给出的答案是60%。

这也很正常,现代客机制造业是高度国际化的产业,关键零部件产品选自欧美国家的成熟供应商也无可厚非,包括被视为飞机“心脏”的发动机,以及通讯导航系统、飞行数据记录系统、起落架系统等。但也有必须一开始就掌握在自己手里的技术,比如控制飞机的一整套理论和逻辑——飞机控制律。

中国商飞上海飞机设计研究院控制律攻关队队长郑晓辉解释,控制律其实是飞行控制计算机里面的一个算法,与飞机的气动特性、整体构型布局都有关系,需要大量风洞试验数据支撑,“控制律可以控制飞机如何运动和飞行,也就是在不同情况下是什么姿态,因此也就跟飞机的性能、安全性深度绑定”。

而这一技术也是被国外限制出口和转让的核心技术,既然如此,就只能自己造。过去十四年间,中国商飞一直在研究属于自己的飞机“大脑”,最终效果也已经得到了一定程度的验证。那么另一个同样有“卡脖子”风险的发动机呢?

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现役产品的缺憾

C919现在用的发动机是美国通用与法国赛峰(CFM国际)联合研制的LEAP-1C,这个LEAP(Leading Edge Aviation Propulsion,“尖端航空推力”)系列发动机几乎是目前单通道窄体干线客机的首选,空客A320neo系列、波音737max系列分别使用的就是LEAP-1A发动机和LEAP-1B发动机。

单通道窄体客机是目前民航界的主流机型,客机机舱内部一排是6个座位,被一条通道分开,每边3个座位,因此称之为“单通道”。上述两款机型在空客和波音的全部交付产品中占比接近八成,C919瞄准的也是同一市场。

但是不同子型号的LEAP发动机在性能上也有差异,简单总结,LEAP-1C是整个系列中最重最大的“阉割版”发动机。

在体积和轻量化方面不占优势,主要归因于材料。LEAP-1C使用的涡扇发动机材料体系属于第三代,而1A和1B则是第四代。

出口至中国的LEAP发动机,其涡轮盘和涡轮叶片从钛铝合金替换为了常规高温合金和钛合金,陶瓷基复合材料罩环也被金属材料代替;发动机的主要承力部件机匣,由高温轻质航空材料变成了传统的高温合金材料,但为了保证强度,又要使构件截面增大,最终导致1C的体积和重量相比1A、1B大大增加。

LEAP-1C曾险些遭遇禁售

体积虽大,1C的推力却并不是三者中最高的。先介绍一个单位概念“推重比”,推重比是衡量发动机性能的重要指标之一,指的是发动机推力与发动机自身重量之比,用以表示发动机单位重量所能产生的推力。根据公开数据,1C的推重比分别比1A和1B下降了30.72%和26.77%,这意味着,同样装两台发动机,C919客机仅发动机就比波音737max多了2.3吨重量。

尽管卖给蜜桃成人网站入口的是“阉割版”,根本不具备仿制价值,但“卡脖子”的风险犹存。2023年年初,中国商飞就曾遭遇过一次发动机禁运危机;2023年1月,美国国防部将9家中国企业列入“中国涉军企业”清单,其中就包括了中国商飞。不过该清单主要是限制美国人相关投资,并未影响发动机采购。

但芯片教训在前,C919什么时候能换上自主研发的发动机也备受市场关注。

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CJ1000A成色如何?

我国研发商用大飞机发动机的计划早已有之,只是发动机的研发速度没能跟上C919上市运营的时间表。

CJ1000A尚未能取得适航证

2009年1月,国家就已经专门成立中航商用航空发动机公司(后改组为中国航发商用航空发动机集团),成为中国大型客机发动机项目的总承制单位,负责为中国商飞的飞机产品规划研发三个发动机产品系列:长江-1000配装C919大型客机,长江-2000配装CR929宽体客机,长江-500配装ARJ21支线客机的改进型。

去年10月已经传出消息,长江-1000A(CJ1000A)发动机已经进入了适航取证的阶段,这意味着发动机的研发差不多已经完成。只是取证测试通常也要数年时间,即使研制成功,也将优先试用于军用航空,拿到合格证、使用在民航商业运行上,更是要经历长时间考验之后的事了。

另一方面,根据已有信息蜜桃成人网站入口可以客观评价,CJ1000A目前还谈不上超越LEAP-1C,但是在体积和一些关键技术点已经追上了LEAP-1A。

根据此前公布的消息看,CJ1000A发动机在设计上几乎与LEAP-1C一致,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6级低压涡轮组成,仅燃烧室有差异。

CJ1000A采用相对落后的环形燃烧室,LEAP系列发动机采用的是第二代TAPS贫油燃烧室,两者燃烧效率虽然差不多,但是前者会产生

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