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瀚海狼山:大发出征,寸草不生!

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发表于 2018-1-1 10:14:55 | 显示全部楼层 |阅读模式
  2017年12月25日,大型客机发动机验证机CJ-1000AX首台整机在上海完成装配,标志我国首个民用大涵道比涡扇发动机整机验证平台已经建立,将为后续研制工作奠定坚实基础。

  CJ-1000AX由中国航发集团商发公司负责研制,直径1.95米,长3.29米。结构复杂、试制难度大。包含风扇、增压级、核心机、低压涡轮和附件传动机匣装置,由近35000个零组件组成。中国航发集团商发公司采用“主制造商-供应商”研制模式,联合24家单位参与试制工作,先后突破了钛合金宽弦高空心率风扇叶片、铝合金大型薄壁风扇包容机匣、3D打印燃烧室燃油喷嘴等多项试制关键技术,同时也攻克了大直径、长轴类单元体水平装配技术难关,历时18个月完成首台整机试制、装配。
  我们首先应该清楚,CJ-1000AX是与C919等民用大客机配套的纯民用发动机型号,不一定追求100%的国产,和C919一样,为获得欧美的适航证,显然也需要采购他们的配件,让国际供应商获得部分商业利益。但是,采购部分配件并不等于就是组装货。这台发动机的主研发单位与整体知识产权还是中国人自己的。航空发动机高度精密复杂,外人自行拆卸组装都是不被允许的,何况CJ-1000AX的核心部件都是中国人自行研发、制造,自行装配。
  现在全世界能生产民用飞机的国家有十几个,但能独立研发民用喷气式大功率发动机的国家或者说公司,却只有五六个。当今国际上喷气式民用机的涡扇发动机,基本被美国通用GE,英国罗罗(和搞汽车的劳斯拉斯原本是一家,翻译名称不同而已),和美国普惠公司(注意不是惠普,惠普是搞打印机的,而普惠才是搞航发的)垄断,现在乌克兰和俄罗斯的航发公司还能自产少量涡扇大发,但市场份额逐步萎缩,有被西方发动机公司攻陷的势头。
  航空大发动机被称为“现代工业的王冠”,代表了人类工业科技文明的最高水平。航空大发既是工业科技水平的集大成者,也是工业管理水平和技工能力的最高体现,是一门经验和验证科学。

  航空大发所用到的发动机材料,未必是最先进、最顶尖的。但其材料的配方,加工工艺,组装工艺,却从来不外传。没有三五十年的经验积累和通过实际使用来证明可靠性,谁都不敢说一种型号的航空大发是百分百让人放心的。
  现在中美俄都能造出加力推力13吨以上的战斗机用大推力发动机。这类发动机获得更高推力的方法,主要是提高涡轮前的气流温度,靠更高的压力和气流速度,来提高整体推力。目前性能最好的军推,涡轮前温度已经超过1800摄氏度。但是民机和军用运输机所用的航空大发动机的研发难点,却不在涡轮前温度的提高上。
  航空大发的研制难点,主要在发动机前部大直径风扇的材料、配方、形状、润滑和组装上。航空大发一般都没有后燃器,也不需要核心机涡轮承受超过1200摄氏度以上的高温,因此航空大发的涡轮寿命比战斗机的涡轮寿命长几倍甚至几十倍!最好的民用航发,全系统使用寿命可达几十年,甚至比飞机的机体寿命还长,只要日常保养维护良好,等飞机报废都不用换发动机。
  航空大发前面的大直径风扇,能提供整机85%以上的推力。但问题和故障也往往出在这里。通用是用钛合金加复合材料,比如做装甲的凯夫拉材料强化风扇叶片,解决了大直径风扇的强度、耐久性和防撞击性难题,其材料配方和生产工艺,自然是绝对的机密,绝不外传。而英国的罗罗,开发出他们的航空大推型号后,被风扇的各种各样的问题折腾了将近二十年,才貌似找到了最终的解决方案。专家估计其技术路线和GE应该大体相同。
  但实践证明,罗罗在超大直径航发的风扇问题上,仍然有隐患,比如最近发生的空客A380巨型客机的航发空中爆炸事件,可见整个发动机的前部风扇完全被炸飞,发动机前短舱的外壳也被炸毁,推力瞬间丧失90%,只能立即切断油门,防止起火。罗罗事后对此故障的官方解释是风扇的滑油系统出现了问题。但仍不能掩盖这种超大直径航发,其风扇技术仍不完善的现状。

  中国现在军用大飞机运20、民用大飞机C919都已经上天,说明我们决心要在航空技术这个工业科技的最高领域奋发有为,改变过去“1亿件衬衫换一架大飞机”的尴尬。但是,不论运20还是C919目前使用的发动机,仍然都是国外原装进口的。
  中国海军055万吨大驱一次上8艘的大批量,是因为我们现在已经解决了船用大功率燃气轮机大批量国产化的问题。而陆军的99大改坦克上批量,VT4主战坦克能顺利出口,根本原因,同样是我们已经解决了1500马力以上大功率坦克柴油发动机的完全国产化问题。

  中国军备当前的最大短板,就是大飞机数量太少,急需更多的大型轰炸机、运输机、加油机、预警机,但大功率航发不能完全国产,成为阻碍大飞机上批量的拦路虎。
  我们大航发的策略是军民并举,分进合击。军用型号有涡扇18、涡扇20,而纯民用型号就是现在的CJ-1000AX;涡扇20已经被曝光在试验机上装机试飞数年了,距离成功量产装机估计已经不远。CJ-1000AX外形与涡扇20区别不大,性能指标也应该非常接近,两者的核心机和风扇也应该类似,可以说是军民并行项目。

  由于民用大发对安全性和耐久性的要求指标极高,需要在军用大飞机上装机运行至少上万小时,被证明绝对可靠,维护性好,油耗达标,才能在C919上正式装机。
  一旦中国的国产民用航空大发真正成为顶梁柱,我们将在工业科技的所有领域完成对欧美先进国家的追赶,必将结束他们的暴利时代。

  凡是中国人认准了挺进的科技和市场领域,对方要么赶快投降,要么等待寸草不生!

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