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中国第一台先进民用航发下线:谁还敢说中国搞不好发动机

2021-11-12 09:01    

近日,我国国产大飞机(民用客机)专用发动机验证机(长江-1000AX)首台整机在上海完成装配工作,这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,同时这也是我国第一个先进民用大涵道比涡扇发动机,在这之间,我国已经上马试飞了涡扇-20大涵道比发动机,涡扇-20大涵道比发动机的主要装机对象是运-20军用两用飞机,而长江-1000A发动机主要是我国的C-919干线客机标配动力,用于取代进口的LEAP-1C发动机,而涡扇-20发动机在完成军机任务的同时,还可以作为C-919飞机的备用发动机,虽然都是大涵道比发动机,但他们之间存在较大的区别,军事专家张强告诉记者,军用飞机强调的是机动性、加速性,要求动力装置在起飞、爬升、作战时的单位推力大,一般选择起飞状态作为发动机设计点。也就是飞行高度和马赫数均为零。

而民用飞机强调的是经济性,在保证起飞推力和发动机可靠性前提下,需尽量低的巡航耗油率。而分别把起飞状态或者空中巡航状态作为设计点时,大涵道比涡扇发动机的性能差异较大。例如,起飞推力150千牛的大涵道比涡扇发动机,设计点分别选择在起飞状态(飞行高度和马赫数为零)和空中巡航(飞行高度10700米和马赫数为0.8时)时,发动机的性能差6倍,因此,民用大涵道比涡扇发动机设计点选在空中巡航状态比较合适,因为客机飞行时间中,大多数状态下都是在巡航飞行高度和速度下进行的,如何降低运营成本和油耗,是客机使用的发动机与军机的最大不同。

良好经济性是降低民用飞机使用成本的一个重要环节,对于航空公司来说,省油和安全性是一个级别上的问题,省油和低成本要求进一步降低发动机的采购费用和使用、维护费用 , 以降低发动机的成本,同时发动机性能必须进一步提高,因此,发动机设计制造中必须不断引入新技术,这也就是为什么民用发动机往往比军用发动机采用更多一些新技术的原因。

此外,民用航空发动机还要符合各国的环保标准,不得有超标的污染物以及噪音,这些指标是涡扇20发动机在配套运20之前,不需要考虑的,这是这两种发展在设计时就存在巨大差别。目前世界主要四种第五代民用中等推力大涵道比发动机中,俄罗斯的PD-14发动机涵道比为8.5,耗油率为0.054,美国的PW1400G发动机涵道比为10,耗油率为0.053至0.054,美法联合研制的LEAP-1C发动机涵道比为9,耗油率为0.052至0.054,预计我国长江-1000A涵道比为8.5至9左右,耗油率为0.053至0.054之间,而涡扇20涵道比为7左右,耗油率在0.065左右。长江-1000A发动机起飞推力大致在130至140千牛左右,而涡扇-20发动机起飞推力大约仅为120千牛左右,所以涡扇20性能上与长江-1000A还有一定差距,当然涡扇20的核心机来自于涡扇10发动机,其未来发展还有很长的时间,未来不排除发展出推力在140至150千牛的发展型号,这个型号完全可以依托未来运20飞机升级时的要求来进行。

军事专家告诉记者,大涵道比民用涡扇发动机虽然具有巨大的经济附加值,但也是高投入的产品,发动机在总体设计时不仅需考虑原型机的性能,更需考虑发动机的发展潜力,例如长江-1000A发动机从一开始就计划发展更大推力的发展型号,例如200千牛的增推型号,但这些都是在长江-1000A研制成功基础上一步一个脚印来进行的。

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