中美2款发动机,角逐国产C919客机,国产发动机能否胜出?

最近的发动机禁售风波,极大引起了公众对中国C-919大客机的关心,这也是中国继高铁技术之后,在交通运输领域的又一次巨大举国攻关,这也意味着长期霸占中国民用航空市场的波音和空客垄断地位,将慢慢走向终极:中国人将乘坐中国人制造的大型客机出行,这也是一个历史性的转折点:中国大型工业制成品几乎最后一款短板!

对于C-919飞机的设计,制造商中国商用飞机有限公司的看法是,首先尽量采用世界最先进上技术,为此采用了大量波音-787的技术,以及吸收并借鉴了大量波音-737和空客A-320飞机的成功经验,保证飞机有足够的先进性和市场竞争力,这是一个很高明的策略。

中美2款发动机,角逐国产C919客机,国产发动机能否胜出?

C-919座舱采用了波音-787一类高端机航电,非常高档,吸引了更多用户

C-919性能先进,和美国波音737MAX和空客A320NEO性能类似,这就存在一个巨大的风险,尤其美国政府对本国航空产业保护很厉害,动不动就发起制裁,采用美制设备,保证了飞机的先进性和质量,但是带来了更大的风险,而且C-919飞机并不完全是民用性质,未来还将开发出多种军用改型,上面一丝一毫美国设备都不能使用,这在美国设备出口中国,必须签署的终端用户协议所决定的,只能民用,禁止军用。

为此中国C-919飞机,必须开发自主的航空发动机,以及配套的航电设备和飞控系统,替代美国产品,才能使军用版本飞上天,中国自主研发航电和飞控系统难度不大,最大的是发动机,中国制造长江1000A涡扇发动机,虽然系统架构和美国LEAP-1C发动机相比非常接近,都是1级风扇3级低压压气机,10级高压压气机,2级高压涡轮外加7级低压涡轮的结构,但是在细节设计上,还是差距美国发动机不少。

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长江1000A发动机在细节上差距美国发动机不少,所以影响竞争力

比如,燃烧室设计,中国由于缺乏经验,所以采取了落后的单环形燃烧室,而美国发动机则采用了先进的双环形预混合旋流燃烧室,美国发动机在燃烧效率,以及污染排放方面就有了巨大优势,这不是短时间内可以弥补的巨大空缺。

而且,在风扇制造技术上,中国缺乏复合材料叶片技术,所以采取了比较保守的钛合金空心宽弦叶片技术,比美国发动机的碳纤维复合材料零件更重,效率更低一些,而且转速更高,噪音更大一些,离心力更大,对发动机机匣的包容能力要求更高,总体重量更重。

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美国LEAP发动机,还是C-919客机的首选,不到万不得已,不会选用国产发动机

最困难的,还在于,中国航空发动机业,还没有正式成功自主研发过一款大型民用涡扇发动机,之前仿制俄罗斯D-30-KP-2得到的涡扇-18发动机,虽然2014年完成各种测试完成定型,由于质量差价格贵,最终放弃装备,转而继续采购俄制原厂发动机。

而研发10多年的SF-A涡扇发动机,这也是俗称的运-20标配涡扇-20发动机,虽然项目启动超过15年,迄今为止,还没有攻克各种技术难关,完成全套测试装机,客户不得不继续购买落后的俄制D-30-KP-2发动机继续使用,极大的影响了运-20飞机的性能。

涡扇-20相当于美国GE公司上一代的CFM56-5发动机,而长江-1000A发动机则是美国新一代LEAP发动机的对标型号,假如保质保量完成,那也晚了美国最少10年时间,这其中的原因很多,航空发动机业界总结:预研不足,试验不够广泛,而且自主开发能力有限,长期习惯测绘仿制外国产品,自主研发的单独部件性能高的不少,但是无法在全系统中有足够好的兼容,总体最终不得不大打折扣。

可以看到,未来20年,是中国航空工业突飞猛进追赶世界的大好时机,会有更多型号的军民用飞机投入研制和使用,对于航空发动机要求更高,机会更多,这是一个巨大的挑战,也是一个巨大成功的助推器!

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