中國第一臺先進民用航發下線:誰還敢說中國搞不好發動機

2020-11-25 烽火哨所

近日,我國國產大飛機(民用客機)專用發動機驗證機(長江-1000AX)首臺整機在上海完成裝配工作,這標誌我國首個民用大涵道比渦扇發動機整機驗證平臺已經建立,同時這也是我國第一個先進民用大涵道比渦扇發動機,在這之間,我國已經上馬試飛了渦扇-20大涵道比發動機,渦扇-20大涵道比發動機的主要裝機對象是運-20軍用兩用飛機,而長江-1000A發動機主要是我國的C-919幹線客機標配動力,用於取代進口的LEAP-1C發動機,而渦扇-20發動機在完成軍機任務的同時,還可以作為C-919飛機的備用發動機,雖然都是大涵道比發動機,但他們之間存在較大的區別,軍事專家張強告訴記者,軍用飛機強調的是機動性、加速性,要求動力裝置在起飛、爬升、作戰時的單位推力大,一般選擇起飛狀態作為發動機設計點。也就是飛行高度和馬赫數均為零。

而民用飛機強調的是經濟性,在保證起飛推力和發動機可靠性前提下,需儘量低的巡航耗油率。而分別把起飛狀態或者空中巡航狀態作為設計點時,大涵道比渦扇發動機的性能差異較大。例如,起飛推力150千牛的大涵道比渦扇發動機,設計點分別選擇在起飛狀態(飛行高度和馬赫數為零)和空中巡航(飛行高度10700米和馬赫數為0.8時)時,發動機的性能差6倍,因此,民用大涵道比渦扇發動機設計點選在空中巡航狀態比較合適,因為客機飛行時間中,大多數狀態下都是在巡航飛行高度和速度下進行的,如何降低運營成本和油耗,是客機使用的發動機與軍機的最大不同。

良好經濟性是降低民用飛機使用成本的一個重要環節,對於航空公司來說,省油和安全性是一個級別上的問題,省油和低成本要求進一步降低發動機的採購費用和使用、維護費用 , 以降低發動機的成本,同時發動機性能必須進一步提高,因此,發動機設計製造中必須不斷引入新技術,這也就是為什麼民用發動機往往比軍用發動機採用更多一些新技術的原因。

此外,民用航空發動機還要符合各國的環保標準,不得有超標的汙染物以及噪音,這些指標是渦扇20發動機在配套運20之前,不需要考慮的,這是這兩種發展在設計時就存在巨大差別。目前世界主要四種第五代民用中等推力大涵道比發動機中,俄羅斯的PD-14發動機涵道比為8.5,耗油率為0.054,美國的PW1400G發動機涵道比為10,耗油率為0.053至0.054,美法聯合研製的LEAP-1C發動機涵道比為9,耗油率為0.052至0.054,預計我國長江-1000A涵道比為8.5至9左右,耗油率為0.053至0.054之間,而渦扇20涵道比為7左右,耗油率在0.065左右。長江-1000A發動機起飛推力大致在130至140千牛左右,而渦扇-20發動機起飛推力大約僅為120千牛左右,所以渦扇20性能上與長江-1000A還有一定差距,當然渦扇20的核心機來自於渦扇10發動機,其未來發展還有很長的時間,未來不排除發展出推力在140至150千牛的發展型號,這個型號完全可以依託未來運20飛機升級時的要求來進行。

軍事專家告訴記者,大涵道比民用渦扇發動機雖然具有巨大的經濟附加值,但也是高投入的產品,發動機在總體設計時不僅需考慮原型機的性能,更需考慮發動機的發展潛力,例如長江-1000A發動機從一開始就計劃發展更大推力的發展型號,例如200千牛的增推型號,但這些都是在長江-1000A研製成功基礎上一步一個腳印來進行的。

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