文/陳光
CFM56發動機是由美國通用電氣公司 (GE)和法國國營航空發動機研究製造公司(SNECMA)共同組成的CFM 國際公司(CFMI),在F101核心機技術的基礎上,為適應20世紀80年代後國際軍、民用飛機市場的需要而研製的100kN級高涵道比渦扇發動機。
從它的第1個型號 CFM562於1979年11月取得適航證後,到 2005年已發展了 CFM56-3、CFM56-5A、CFM56-5B、CFM56-5C、CFM56-7等6個系列,共有28個型號,其推力覆蓋了71~151kN,已成為22個型號飛機的動力。
GE公司與SNECMA兩家的合作是從20世紀70年代初開始的。 SNECMA公司一直是研製軍用發動機的,從未涉及民用發動機的研製;但到了20世紀60年代末感到應該插手潛力極大的民用發動機市場,不僅可以開拓市場,積累資金;而且通過發展民用發動機,也可以提高技術水準。
當時,SNECMA考慮70~90kN推力級的高涵道比渦輪風扇發動機在市場上還是缺門,而它的應用前途卻非常廣泛。
它不僅可以用於民用飛機上,例如有相當數量的DC-8系列飛機、波音737系列飛機在航線上使用,但當時均採用小涵道比渦扇發動機,可以用新發動機取代這些耗油率高、雜訊大的發動機;在軍用飛機方面,例如 E3預警機、KC-135加油機也需用新發動機取代老一代的發動機。
在考慮到飛機的發展的需要後,SNECMA決定發展一種推力級為100kN的高涵道比渦扇發動機來滿足市場的需求。
但是,如何開展這一型號的民用發動機的發展研製工作,SNECMA公司經過認真分析研究後,決定走與外國發動機公司合作研製的道路。 這是因為研製民用高涵道比發動機,要採用許多先進技術,才能使它的性能優越,有競爭力量;但是SNECMA當時還缺少這方面的技術儲備。 另外,研製費用不僅高,而且具有較大的風險,由它自己一家公司是承擔不起的。
圖、1973年， 美-法峰會前， 美國總統尼克森（左）和法國總統蓬皮杜（右）， 攝於雷克雅維克
除此之外,SNECMA一直是研製軍用發動機的,民用發動機的銷售、支援工作,與航空公司的協調工作不僅沒有經驗,而且沒有相應的機構等。
在決定走國際合作的道路來發展擬意中的這種發動機後,SNECMA於20世紀70年代初與三大發動機公司:GE、普惠和羅·羅廣泛地進行了協商,就進一步合作研製發動機的可能性進行探討,由於當時羅·羅公司遇到了財政問題,自顧不暇,因而後來集中在 GE與普惠公司上,並達成了兩項單獨的合作協定。
1971年底,SNECMA最終決定與GE公司合作來完成該項發動機的開發研製工作,之所以這麼做是由於下面幾方面因素:SNECMA於1969年就參與了 GE公司的高涵道比渦輪風扇發動機CF6研製工作,分擔了一部分工作,有合作的經驗;
另外,GE公司對這一推力級的發動機也很感興趣,因為他們不像普惠公司有JT3D、JT8D系列發動機,因此,也急於想搞出這一推力級發動機以與普惠公司抗衡;關鍵還在於 GE公司已發展了用於 B1轟炸機的 F101發動機,這是一種技術先進、性能優越的發動機,它的核心機技術可直接用於新發展的民用發動機中,這無疑促進了SNECMA與 GE兩家公司的合作發展。
1971年11月,SNECMA與GE兩家公司決定聯合研製100kN 級的高涵道比渦扇發動機。 該發動機即以兩公司原來生產的發動機的名字組合而成,即用 GE公司的 CF6發動機的“CF6”與SNECMA公司的 M53的“M5”五個字組合成 CFM56,字母符號中,GE公司的 CF占前位元,因而數位中,SNECMA的5字占前位,達到在名稱上的平衡。 聯合研製工作開始進行得比較順利,到1972年2月就完成了設計出圖任務,並開始進行生產。
但到了1972年中,聯合研製工作由於美國政府出於保密原因,不允許用於B1轟炸機的F101發動機核心機的技術出口,因而未批准這一國際合作的專案,使研製工作中斷。
直到1973年中,法國總統到美國訪問時,直接向美國總統提出繼續進行這項國際合作專案的要求後,在美國總統的干預下,才使這項合作工作在中斷一年多後於1973年7月恢復。
1974年9月兩家公司經過協商,決定共同投資(每方投資50%)聯合成立CFM國際公司(CFMI),統一協調發動機的研製、生產、銷售和服務工作。
圖、波音737系列客機使用的CFM-56型發動機
1974年6月底,第1台CFM56發動機在 GE 公司試車,推力達到97.97kN,耗油率為10mg/(N·s),比原設計值10.3mg/(N·s)低3%。第2台發動機于同年12月在SNECMA試車。
在CFMI公司中,兩合作夥伴的分工是,GE公司負責核心機、系統的整體設計、發動機主控制系統/FADEC;SNECMA負責風扇、低壓渦輪、附件傳動裝置、潤滑系統及其附件、燃油系統及其附件、反推裝置等,兩公司分別完成所承擔的部分的設計、生產、發展工作,總裝工作在兩公司中分別進行,即利用對方公司生產的部件,加上自行生產的部件裝配出整台發動機。
即GE公司將它所生產的部件送往法國SNECMA,與SNECMA 生產的部件在SNECMA總裝出完整的發動機;同樣,SNECMA生產的部件運往 GE,與 GE公司生產的部件在 GE公司總裝出完整的發動機。
因此,航空公司所用的CFM56發動機中,有的是在GE總裝的,有的是在SNECMA總裝的,由發動機的生產序號中最後一位元數字單、雙數予以區別。在 CFMI中,銷售、售後服務方面,GE公司負責北美、南美、東南亞及太平洋地區;SNECMA負責歐洲、中東、非洲、巴基斯坦及印度。
圖、CFM-56型航空發動機
CFM56從1971年兩公司簽訂合作協定開始到1979年11月第1個型號CFM562取得適航證,扣除中斷的一年半時間,研製週期約7年,研製費用約5億美元;到1982年4月投入使用,歷時約11年,用於研製、發展的總費用約10億美元。
截至2005年2月,使用中的各型CFM56達14553台,發動機累積的工作時間為274511467飛行小時、161778396迴圈。使用中的由CFM56作為動力的飛機5796架,平均每4s有一架飛機起飛(普惠公司稱,平均每5s有一架裝該公司所有的民用發動機的飛機起飛)。
圖、DC-8型客機搭載的CFM-56型發動機
CFMI公司自創建以來,經歷了40餘年的時間,生產、發展和銷售等工作一直開展得較好,成為當今國際合作聯合研製、發展航空發動機的成功典範。
直到1973年中,法國總統到美國訪問時,直接向美國總統提出繼續進行這項國際合作專案的要求後,在美國總統的干預下,才使這項合作工作在中斷一年多後於1973年7月恢復。
1974年9月兩家公司經過協商,決定共同投資(每方投資50%)聯合成立CFM國際公司(CFMI),統一協調發動機的研製、生產、銷售和服務工作。
圖、波音737系列客機使用的CFM-56型發動機
1974年6月底,第1台CFM56發動機在 GE 公司試車,推力達到97.97kN,耗油率為10mg/(N·s),比原設計值10.3mg/(N·s)低3%。第2台發動機于同年12月在SNECMA試車。
在CFMI公司中,兩合作夥伴的分工是,GE公司負責核心機、系統的整體設計、發動機主控制系統/FADEC;SNECMA負責風扇、低壓渦輪、附件傳動裝置、潤滑系統及其附件、燃油系統及其附件、反推裝置等,兩公司分別完成所承擔的部分的設計、生產、發展工作,總裝工作在兩公司中分別進行,即利用對方公司生產的部件,加上自行生產的部件裝配出整台發動機。
即GE公司將它所生產的部件送往法國SNECMA,與SNECMA 生產的部件在SNECMA總裝出完整的發動機;同樣,SNECMA生產的部件運往 GE,與 GE公司生產的部件在 GE公司總裝出完整的發動機。
因此,航空公司所用的CFM56發動機中,有的是在GE總裝的,有的是在SNECMA總裝的,由發動機的生產序號中最後一位元數字單、雙數予以區別。在 CFMI中,銷售、售後服務方面,GE公司負責北美、南美、東南亞及太平洋地區;SNECMA負責歐洲、中東、非洲、巴基斯坦及印度。
圖、CFM-56型航空發動機
CFM56從1971年兩公司簽訂合作協定開始到1979年11月第1個型號CFM562取得適航證,扣除中斷的一年半時間,研製週期約7年,研製費用約5億美元;到1982年4月投入使用,歷時約11年,用於研製、發展的總費用約10億美元。
截至2005年2月,使用中的各型CFM56達14553台,發動機累積的工作時間為274511467飛行小時、161778396迴圈。使用中的由CFM56作為動力的飛機5796架,平均每4s有一架飛機起飛(普惠公司稱,平均每5s有一架裝該公司所有的民用發動機的飛機起飛)。
圖、DC-8型客機搭載的CFM-56型發動機
CFMI公司自創建以來,經歷了40餘年的時間,生產、發展和銷售等工作一直開展得較好,成為當今國際合作聯合研製、發展航空發動機的成功典範。