CJ1000A研制成功,全面对标C919进口发动机!

江1000A(CJ1000A)是我国第一个具有完全自主知识产权、严格按照民航适航要求研制的大涵道比涡扇发动机,也是我国为首款大型客机研制的国产发动机。CJ1000A发动机原来叫SF-A发动机,其模型于2009年中国国际工业博览会预展上首次亮相,项目于2017年12月10通过设计评审。

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CJ1000AX整机下线

虽然CJ1000A是我国自主研制的民用大涵道比涡扇发动机,但它的综合性能指标直接对标C919从美国进口的LEAP-1C发动机,也就是C919第一阶段使用的发动机。因此,它的性能参数堪称世界一流水平。

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从国外进口的LEAP-1C发动机

接下来介绍它的相关信息。

一、性能参数。

CJ1000A是双转子大涵道比直驱涡扇发动机,直径1.95米,长3.29米,叶片数量为18片。其涵道比高达9,推力约125kN,未来还将继续在此基础上研制推力为98kN~196kN的CJ1000系列发动机。CJ1000A结构复杂、试制难度大,由1级风扇、3级增压级、10级高压压气机、燃烧室、2级高压涡轮及7级低压涡轮组成,总计近35000个零部件。采用全三维气动设计、贫油预混燃烧、主动间隙控制等先进技术,以及宽弦空心风扇叶片、整体叶盘、新一代单晶、粉末冶金等先进材料工艺。

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CJ1000A结构示意图

相比LEAP-1C发动机,CJ1000A直径仅略小3公分,叶片数量一样,但前者的叶片材料采用更先进的碳纤维制造。在最重要的油耗指标方面,CJ1000A也仅比前者略差一点点,今后仅需在我国的碳纤维叶片制造技术成熟后更换风扇叶片,油耗即可达到甚至超越前者的水平。

二、研制进展。

CJ-1000AX由中国航发集团商发公司负责研制,于2017年12月完成首台整机装配;2018年3月30日在上海临港总装试车台完成了全部调试工作;2018年4月3日通过了试验前评审,落实专家代表提出的各项意见建议后;2018年5月18日完成验证机整机点火。

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CJ1000A验证机成功点火

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。

CJ-1000A初始批整机(03台份)遥测系统相关招标公告

今年6月底,国内首次开展涡扇发动机风扇叶片“旋转爆炸飞脱试验”,这说明CJ1000A正在积极开展适航取证试验。7月底,CJ1000A启动“CJ-1000A初始批整机(03台份)遥测系统硬件加工及天线制作调试”招标,说明马上要开展试飞测试了!

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我国自主设计研发的C919大型客机

这两则新闻说明,从技术角度来讲,CJ1000A已经研制成功,接下来的主要任务是继续完善细节,开展试航取证。预计3年内就能取得试航证,装上C919大型客机翱翔蓝天。

三、重大意义。

1、掌握更先进的大涵道比发动机,破除民用客机不能军用的限制。

目前仅美英俄法四国具备大涵道比发动机研制能力。美国波音客机公司、欧洲空中客车公司在出售客机时都要求我国不能将客机改装成加油机、预警机、电子侦察机等特种飞机,严重制约我国的军事装备发展。而恰恰是民用客机最适合改装成这些特种飞机。客机舒适的人居环境,改装成预警机、电子侦察机后能提升工作环境舒适度,大幅度降低机组成员的疲劳感,提升其工作效率。因此,美国的加油机、预警机都直接采用民用客机改装而成。就连拥有最高指挥权,具备核攻击条件下生存、指挥能力的美国“空军一号”总统专机也是由波音747大型客机改装而成。这款发动机研制成功以后,我国也能研制出中国版的“空军一号”国家领导人专机。

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美国“空中一号”总统专机

目前客机的其他部分我国都有能力自行研制,仅剩大涵道比涡扇发动机还没研制成功并装备到客机上。CJ1000A研制成功以后,我国的大型客机就再也不怕外国断供发动机了!实际上,也正是有了这款发动机以及早已装机试飞的涡扇20军用发动机,外国才始终不敢像断供中兴、华为那样,断供C919大型客机的发动机。因为断供没意义,还会导致少卖发动机而少赚钱。

2、创造新的经济增长点,民用飞机市场规模大得可怕,总价值超过15万亿元!

根据美国波音及欧洲空客公司统计分析,预计未来20年,全球民航客机市场规模达到6万亿美元,其中,我国市场规模达到2.7万亿美元!也就是平均每年大约能创造1万亿元产值!这还不算日常保养、零部件更换等环节产生的价值。

大涵道比涡扇发动机是客机的“心脏”。只有自己能够研制生产,国产大型客机才能站稳脚跟,参与国际竞争,才能与波音、空客争夺庞大的客机市场。

3、带动应用材料、加工工艺等基础科学进步,促进产业升级,促进人才回流。

不管是大涵道比涡扇发动机制造还是客机制造,都属于高度复杂的高端制造业,涉及许多行业,包括高端材料应用、特殊加工工艺、软件设计等基础科学,需要的配套高端厂商很多。若国产大飞机产业能够成功发展起来,将能够带动一大批国内高端行业发展,促进产业升级。

令国民十分痛心的人才流失问题一个很重要的原因就是这些高端人才所学专业大都难以在国内找到合适的工作,只能远走发达国家。而高端行业的发展必将创造一大批高端工作岗位,扩大高端人才市场容量,促进大批高素质人才回流我国,减少高端人才流失的问题。

通过以上分析,我们知道我国已经彻底打通大涵道比涡扇发动机的所有技术难点环节,相信用不了C919大型客机就能装上CJ1000A翱翔蓝天。

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5吨级大涵道比涡扇发动机AEF3500(亦称CJ2000A)

正是有了WS20、CJ1000A两款大涵道比发动机在前面“排雷”,后来者研制进展格外顺利。今年4月,推力达到35吨的CJ2000A发动机核心机C2XC-101也已经一次性点火成功!在整个实验的过程中,C2XC-101核心机表现非常稳定,没有出现喘震等异常迹象,提前完成2020年原定目标!未来CJ2000A研制成功也只是时间问题而已。