國產(chǎn)大客機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)首臺(tái)驗(yàn)證機(jī)裝配完成，裝配3D打印燃油噴嘴

目前，在航空航天領(lǐng)域3D打印最大的應(yīng)用案例就要數(shù)GE的3D打印飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴嘴了，GE為此收購了兩家金屬3D打印公司Concept Laser和rcam，并且采購了幾百臺(tái)金屬3D打印機(jī)日夜不停的打印，每年要生產(chǎn)40000個(gè)3D打印燃油噴嘴。嘗到甜頭之后，GE已經(jīng)開始對(duì)整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行3D打印重新設(shè)計(jì)制造，并取得了非常好的成果。

△GE航空 3D打印的發(fā)動(dòng)機(jī)燃油噴嘴

近日，南極熊獲悉，中國在這方面終于也有了突破性的進(jìn)展。據(jù)工信部官網(wǎng)2017年12月29日消息，我國首臺(tái)大型客機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)驗(yàn)證機(jī)（CJ-1000AX）首臺(tái)整機(jī)于12月25日在上海完成裝配，同一天，該發(fā)動(dòng)機(jī)的核心機(jī)在上海實(shí)現(xiàn)100%設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。首臺(tái)驗(yàn)證機(jī)突破多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，包括3D打印的燃燒室燃油噴嘴等。南極熊要為中國的3D打印燃油噴嘴點(diǎn)贊。

△工信部網(wǎng)站截圖

大型客機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)驗(yàn)證機(jī)（CJ-1000AX）首臺(tái)整機(jī)在上海完成裝配，標(biāo)志我國首個(gè)民用大涵道比渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)整機(jī)驗(yàn)證平臺(tái)已經(jīng)建立，將為后續(xù)研制工作奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
CJ-1000AX由中國航發(fā)集團(tuán)商發(fā)公司負(fù)責(zé)研制，直徑1.95米，長3.29米。其結(jié)構(gòu)復(fù)雜、試制難度大，包含風(fēng)扇/增壓級(jí)、核心機(jī)、低壓渦輪和附件傳動(dòng)機(jī)匣裝置，由近35000個(gè)零組件組成。

中國航發(fā)集團(tuán)商發(fā)公司采用“主制造商-供應(yīng)商”研制模式，聯(lián)合24家單位參與試制工作，先后突破了鈦合金寬弦高空心率風(fēng)扇葉片、鋁合金大型薄壁風(fēng)扇包容機(jī)匣、3D打印燃燒室燃油噴嘴等多項(xiàng)試制關(guān)鍵技術(shù)，同時(shí)也攻克了大直徑、長軸類單元體水平裝配技術(shù)難關(guān)，歷史18個(gè)月完成首臺(tái)整機(jī)試制、裝配。

△首臺(tái)裝配好的CJ-1000AX整機(jī)（圖源：工信部網(wǎng)站）

此外，工信部網(wǎng)站同日?qǐng)?bào)道，25日，大型客機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)驗(yàn)證機(jī)（CJ-1000AX）核心機(jī)在上海實(shí)現(xiàn)100%設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，為后續(xù)開展深入試驗(yàn)驗(yàn)證提供了有力支撐。

核心機(jī)由高壓壓氣機(jī)、燃燒室和高壓渦輪及相關(guān)系統(tǒng)組成，實(shí)際工作的溫度、壓力、轉(zhuǎn)速極高，其技術(shù)復(fù)雜程度和難度代表著機(jī)械領(lǐng)域的最高水平。核心機(jī)試驗(yàn)主要目的是驗(yàn)證各部件及相關(guān)系統(tǒng)的性能、功能和匹配性，提前暴露問題，降低整機(jī)研制風(fēng)險(xiǎn)。

本次核心機(jī)試驗(yàn)歷時(shí)39天，累計(jì)試車46次，初步驗(yàn)證了核心機(jī)各部件及相關(guān)系統(tǒng)的性能、功能和匹配性，同時(shí)也驗(yàn)證了壓氣機(jī)分塊預(yù)估、燃燒室點(diǎn)火預(yù)測(cè)、渦輪工作狀態(tài)分析和國內(nèi)首次開發(fā)的“骨架特性”性能仿真模型等技術(shù)，有效補(bǔ)充和豐富了核心機(jī)的研制體系。

△C919目前使用的LEAP-1C發(fā)動(dòng)機(jī)，由美法合資的CFM國際公司所研發(fā)。（圖源：Flightglobal）

據(jù)微信公號(hào)“兩機(jī)動(dòng)力控制”介紹，國外航空媒體Flightglobal認(rèn)為，CJ-1000發(fā)動(dòng)機(jī)的成功將對(duì)CFM國際公司（美國GE和法國賽峰的合資公司）的LEAP-1C發(fā)動(dòng)機(jī)造成商業(yè)沖擊，目前LEAP-1C發(fā)動(dòng)機(jī)是C919發(fā)動(dòng)機(jī)的唯一動(dòng)力引擎。

△LEAP-1C發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)來源：賽峰集團(tuán)官網(wǎng)，觀察者網(wǎng)漢化）

此外，從外形上來看，CJ-1000AX的直徑為1.95米（76.8英寸），長度為3.29米（10.7英尺）。相比之下，Leap-1C的1.98米直徑和3.32米長。CJ-1000AX較短的長度很可能是因?yàn)榕cLeap-1C相比，CJ-1000AX在低壓渦輪機(jī)中使用一級(jí)旋轉(zhuǎn)葉片的設(shè)計(jì)的原因，因此CJ-1000AX的低壓渦輪為6級(jí)，而Leap-1C發(fā)動(dòng)機(jī)為7級(jí)。

Flightglobal還認(rèn)為，中國在商用發(fā)動(dòng)機(jī)的先進(jìn)技術(shù)應(yīng)用上與西方還有較大差距，比較典型的是CJ-1000A在風(fēng)扇系統(tǒng)上，既沒有采用類似美國普惠公司的齒輪傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，也沒有CFM公司使用的碳纖維復(fù)合材料風(fēng)扇葉片，而是采用英國羅羅式的空心鈦合金寬弦風(fēng)扇葉片。

發(fā)動(dòng)機(jī)一直是制約我國航空工業(yè)發(fā)展的主要瓶頸，也是國家發(fā)展大型客機(jī)的短板，如果不能解決“中國心”的問題，我國的航空工業(yè)就談不上是一個(gè)完整的、獨(dú)立自主的體系。因此，我國在啟動(dòng)大型客機(jī)項(xiàng)目后不久，就成立了中航商用發(fā)動(dòng)機(jī)有限責(zé)任公司，致力于為國產(chǎn)客機(jī)研制動(dòng)力系統(tǒng)。

據(jù)《大飛機(jī)》雜志此前報(bào)道，在2014年中國航空推進(jìn)技術(shù)高峰論壇上，中航商發(fā)設(shè)計(jì)研發(fā)中心高級(jí)專家倪金剛向參會(huì)代表介紹了目前國產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的研制進(jìn)展。

倪金剛表示，公司正在研制CJ-1000AX驗(yàn)證機(jī)，目前的計(jì)劃是在2018年完成驗(yàn)證機(jī)的研制和試車工作，并同步開展部件、系統(tǒng)、工藝、材料等技術(shù)的多輪持續(xù)改進(jìn)，以確保發(fā)動(dòng)機(jī)滿足C919大型客機(jī)的技術(shù)要求。如果進(jìn)展順利，CJ1000-A發(fā)動(dòng)機(jī)將于2022年裝備C919大型客機(jī)，到2026年，CJ1000-B發(fā)動(dòng)機(jī)將裝備C919延程型客機(jī)。

在系列化發(fā)展和適航取證方面，中航商發(fā)計(jì)劃用于窄體客機(jī)的CJ-1000系列于2018年實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證機(jī)達(dá)標(biāo)，2022～2025年完成適航取證；用于寬體客機(jī)的CJ-2000系列計(jì)劃2020年完成技術(shù)預(yù)研，2022年完成試驗(yàn)驗(yàn)證機(jī)達(dá)標(biāo)，2025～2030年完成適航取證。而針對(duì)小型支線客機(jī)的CJ-500系列，倪金剛表示，由于目前的市場(chǎng)需求量有限，因此短期內(nèi)不會(huì)啟動(dòng)。

來源：觀察者網(wǎng)&工信部