中国C919大飞机很可能将使用世界最先进发动机_军事

中国C919大飞机很可能将使用世界最先进发动机

2009年08月07日 08:1321世纪经济报道【大中小】【打印】共有评论0条

按CFM公司的传统，由斯奈克玛公司负责开发与GE研制的核心机配套的低压部分，包括进气道、风扇、低压压气机、低压涡轮、附件机匣、调节系统等。

2009年6月，在GE公司位于俄亥俄州Peebles的室外试验台，对Leap-X发动机的风扇和压气机进行首次测试(安装在现有的CFM56-5C发动机上)。在被运到Peebles之前，风扇和压气机已在斯奈克玛位于法国Villaroche的基地完成了气动及性能试验。目前已成功完成了广泛的侧风试验，正在进行声学试验以测量在多种不同运行条件下的噪音水平。Leap-X的压气机大幅度增加了压比。

CFM国际公司是斯奈克玛发动机公司和通用电气公司的合资公司，是世界领先的飞机发动机供应商，全球投入使用的CFM56系列发动机数量达14400台。

CFM56发动机在其所覆盖的推力（85～155千牛）范围内，在全球共占据了约88%的市场领地，其中包括：

所有（100%）的新一代波音737系列飞机都采用CFM56；

所有（100%）的四发空客A340各型飞机都采用CFM56；

大部分（约60%）的空客A320系列飞机采用CFM56。

出于市场竞争力的衡量，在近期，中国的C919飞机也不可能选择CFM系列之外的发动机。因为对于商业市场上的民航客机来说，其必须满足直接客户——航空公司的四大需求：油耗、可靠性、乘客舒适度和机队运营成本。这四点与同时代水准稍有差距，就会陷入毫无订单的窘境。

按照“LEAP-X”项目总经理魁尼奥（H QUINIOU）先生的估计，“LEAP-X”新一代发动机面世后将全面取代现在的CFM56系列发动机，并将在未来30~40年间继续称霸单通道飞机发动机市场。

LEAP-X是为有可能在未来十年进入服役的下一代中短程客机而研制的一款新的发动机，其核心目的是采用先进的复合材料和合金制造技术，减轻发动机重量从而降低油耗。首台全尺寸验证机预计2012年开始试车，LEAP-X发动机计划2016年取证。

LEAP-X计划的目标包括：与当前装配空客A320和波音737系列飞机的CFM56系列发动机相比，发动机油耗降低16%，如果再结合新的飞机技术，油耗还可以进一步降低；二氧化碳(CO₂)排放量的降低与油耗的降低相当；与当前国际民用航空组织（ICAO）的CAEP6的排放标准相比，LEAP-X发动机的氮氧化物(NO_x)排放量可以降低50%～60%。

事实上，CFM公司的发动机各方面性能一直处于行业领先地位，与其背后的“科技含金量” 是息息相关和密不可分的，就是美国通用电气公司和斯奈克玛公司双方各自在高科技研究领域的巨大投入。

斯奈克玛公司90年代与法国国家航空航天科技研究院(ONERA)和法国国家科技研究中心(CNRS)合作，研究先进集成燃烧系统，目标是对环境进行最大限度的保护，减少发动机在工作过程中的氮氧化合物、碳黑等污染物排放，降低噪声，减少燃油消耗；研究机械工程先进计算方法，为未来发动机设计开发作准备，内容包括固体力学、振动学、结构动力学、复合材料建模、接触摩擦损伤等，以便精确预测结构在常温或高温环境下的使用寿命。

除了斯奈克玛研发的碳纤维风扇，GE还对陶瓷基复合材料技术进行了25年多的研发。这种超轻的材料适合在高压涡轮内极其高温状态下工作。

LEAP-X与现有最新的CFM56喷气发动机相比，力争将发动机单体的燃耗削减16%，其中7.%％将通过优化涵道比实现，7.0%将通过革新压缩机、燃烧器及CFD（计算流体动力学）等核心技术实现，而剩余的1.5%将通过改进发动机系统实现。

在有助于提高燃效的高涵道比方面，力争从目前的5.5左右提高至9以上，这是一个惊人的数字。

CFM56喷气发动机正是把涵道比从较低的数值提升到中高值，成为第二代民航涡扇发动机，其油耗比被其取代的低涵道发动机降低了20%，同时还建立了新的可靠性标准。

而今LEAP-X将以更高的涵道比，进一步降低16%的油耗，将成为第三代民航涡扇发动机。在高油价时代，发动机油耗是航空公司最为关注的指标，也是一架客机商业成功与否的生死线。

Leap-X将采用一个比CFM56发动机大16%的风扇，直径为1.8米，现有的民航主流CFM56系列发动机风扇直径为1.55米。

为了大幅度地减重，Leap-X发动机的风扇叶片边缘将采用钛合金，叶片本身将采用利用3-D组合碳纤维转化浇铸方法生成的复合材料，这是一个巨大的技术进步。Leap-X发动机的18个1.8米叶片总重为76千克，而CFM56系列发动机的24个1.5米叶片总重118千克。

这一技术进步来源于斯奈克玛公司90年代进行的“高效、静音复合材料风扇叶片”(MASCOT)研究项目提供的技术储备，当时研究了大直径复合材料风扇叶片的空气动力学、声学、力学原理，以提高发动机性能，降低燃油消耗，减少噪声和污染排放等；结果表明，应用该技术制作的叶片不仅重量轻，而且结构牢固，抗大体积鸟撞击能力强，制造成本却相对较低。

CFM计划在2012年进行验证型发动机机试车，并争取在2016年取证，其时恰逢C919客机定型投产。

最新披露的C919官方设计模拟图，我们注意到，已经配装了大尺寸的发动机，很可能就是Leap-X。

C919大型客机驾驶舱研制。根据初步技术方案，COMAC919的基本型全经济布局为168座，混合级布局为156座，并可根据航空公司的具体要求调整布置。飞机将发展标准航程型（STD）和增大航程型（ER）两种构型。其中，标准航程型的设计航程为2000海里（约3700公里），增大航程型的设计航程为3000海里（约5555公里），以满足航空公司对不同航线的运营需求。

在使用寿命上，其设计经济寿命为9万飞行小时，即以平均每天8小时计，可使用约30个日历年。计划在飞机首次交付2年后，签派可靠度达到99．7％。

最新披露的C919官方设计模拟图。C919将采用超临界下单翼、翼吊两台先进涡扇发动机、常规平尾、前三点式可收放起落架布局形式。目标市场是立足国内市场，同时面向国际市场，将试图在竞争力上全面超越目前市场上的主流机型空客A320和波音B737，做到和A320、B737的后继机型相比在技术上不落后。

C919大型客机驾驶舱研制。C919驾驶舱将采用两人制，航电系统采用高速总线技术和大型数字化液晶平板显示器，飞行控制系统采用电传操纵技术并考虑主动控制技术。

这就是CFM公司的当家产品——56系列发动机，第一台CFM56系列发动机- CFM56-2于1982年用于改装DC-8-71飞机。目前，CFM56生产线包含了6种型号，其推力从82至151千牛。客户包含了空客A318、A319、A320及A321单通道飞机，A340-200/-300系列飞机，A319 公务机型，波音传统型喷气式飞机737-300/-400/-500，新一代波音737-600/-700/-800/-900，波音商务飞机，DC-8 超 70 系列飞机。CFM56机队作为最可靠的航空发动机已生产19000架，为全世界7500多架商用及军用飞机提供动力，累计近4亿小时的飞行时间。