為遏制中國的科技進步和產業升級,美國發起了激烈的貿易戰,甚至一度計劃切斷進口LEAP-X渦扇發動機的供應,差點扼殺國內C919大飛機。由於當時國內尚無配套發動機,但中科院傳來捷報,國產鈦合金渦輪葉片已通過相關測試,下一步將裝機長江發動機CJ1000A。國產化的航空發動機關鍵材料突破,證明我國不怕美國的封鎖與制裁。
CJ-1000A長江發動機是由中航商用航空發動機有限公司研製,定位於國產C919大型客機,推力約13噸。1000A先後突破鈦合金風扇葉片、大型鋁合金薄壁機匣、3D列印燃燒室等多項關鍵技術,已試製出第一臺驗證機並已通過點火測試,初步驗證了核心機各部件及相關系統的性能、功能和匹配性,為保證發動機多輪持續改進,還需要對部件、系統、工藝、材料等方面進行全面的測試,包括整機及各部件的數據記錄,以及設備穩定性、耐久性的考察,以確保發動機達到C919的技術要求。如順利進行,C919可於2022年正式裝機使用。
由中科院金屬研究所開發的鈦鋁合金,其屈從強度比美國高出30%,是航空發動機的核心材料。用其合金澆注的發動機葉片也經過振動疲勞檢驗,達到了理想的效果。下一步就是組裝專門為C919國產大型飛機開發的長江1000型發動機,進行相關測試。由於看好C919的市場,目前已有國際訂單近千架,未來C919實現量產後將進入國際市場,打破美國波音和歐洲空客的壟斷地位。
引擎問題一半是設計,一半是材料,再加上發動機葉片材料是最難的,如果葉片問題解決了,那麼中國客機商用發動機的問題就解決了一大半。據央視報導,目前開發的CJ1000AX發動機符合計劃,甚至提前,估計是有了渦扇20的經驗教訓鋪墊的結果。如果計劃順利的話,明年可能會進行試飛,C919飛機最早可能會在2025年左右開始飛行。與歐美之間的距離由幾十年縮短到幾乎相當的距離。
目前單晶金屬空心葉片是渦輪發動機的首選。是在正常澆鑄的同時,利用電磁力產生強大的定向磁場,使未凝固的高溫合金在定向磁場的作用下向同方向逐漸凝固,最終形成原子排列一致的單晶體,而非普通鋼那樣的多晶體,從而使排列整齊的材料能夠更耐高溫,擁有更強的屈從強度。這正是單晶高溫合金的秘訣。(文/山峰)