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中國需要攻克的短板核心技術:國產航空發動機的短艙之困

天天飛

短艙, 是飛機上安放發動機的艙室, 模樣類似整流罩, 主要由發動機進氣道、整流罩和尾噴口組成,

起整流、降噪、保護和為安裝發動機部分附件提供平臺的作用。

與人們熟知的在高溫、高壓、高速等極端工況下工作的航空發動機熱端部件相比,

短艙屬於‘低溫部件’技術, 是航空推進系統最重要的核心部件之一,

所需的技術難度極高。 其成本約占全部發動機的1/4左右。

目前, 新一代大涵道比航空發動機短艙, 主要由航空業頂級製造商美國古德里奇提供,

包括波音787和空客A350/A320neo等, 也包括龐巴迪C系列和巴西航空公司的E系列支線飛機。

美國GE與法國賽風合資的奈賽公司也是一家短艙供應商,

向用於B737、A330等飛機的推進系統提供短艙。

而我國在這一重要領域尚屬空白。

“戶型”越大難度越高

短艙需要將發動機包覆, 使整個動力系統外部有良好的氣動外形,

以減少飛行阻力;

其進氣道還要具有防、除冰的能力。

在整個飛行包線內, 要保護發動機不受干擾正常工作;

在地面, 需要做到方便發動機的維護和維修。

一旦短艙有損, 飛行中可能會引起發動機嚴重事故。

短艙是一套極為複雜的集成系統, 開發、生產和供應都需要多年的經驗, 短艙越大技術難度越高。

比如, 發動機推力越大, 其直徑越大, 短艙面積也必然增加, 勢必會加大氣動阻力, 影響飛行效率。

要減少面積增大帶來的阻力, 必須從設計、材料和工藝上動腦筋。

波音787使用的發動機最大推力約為30噸, 短艙是一個“大戶型”, 表面積約為六七十平方米。

波音787

而這個“大戶型”短艙是一個綜合技術水準極高的複雜系統。

進氣道外罩為鈦合金, 內部支撐結構為碳纖維複合材料,

風扇罩為帶有降噪襯套的複材蜂窩夾層結構。

這個短艙系統不僅引入了新一代高載荷、高效葉柵式反推裝置,

還首創設計了具有30%的層流面積, 以減小阻力。

此外, 鈦合金排氣尾噴管鋸齒邊設計也是創新技術,

可在巡航狀態下有效減低雜訊, 提高乘客舒適度。

兩家公司建了所有發動機的短艙

作為發動機核心設備, 短艙涉及飛機性能、操作安全性、系統可靠性、重量、成本和環保相關的關鍵航空技術。

世界上能研製民用大涵道比發動機的共有3家公司, 美國GE、普惠和英國的羅羅,

而能獨立研製高推力大涵道比渦扇發動機短艙的公司僅有兩家,

這就是美國古德里奇公司和GE賽峰合資的奈賽公司。

古德里奇聲稱, 他們研製的短艙可靠性為99.9%。

再說說占短艙成本一半的反推裝置。

飛機安全起降需要縮短飛機滑跑距離, 遂成為發動機追求的目標

反推裝置, 通過改變發動機正常氣流方向

當大於90°折轉時, 使正常推力反向產生推力分量,

達到飛機減速目的。

國產CJ-1000A

長江發動機CJ-1000A

CJ-1000A是由我國大型客機發動機重大專項的主承制單位中航商用航空發動機有限責任公司,

在廣泛徵求各方面意見的基礎上, 綜合借鑒國外知名商用航空發動機公司的命名規則, 正式命名。

據介紹, C是China(中國)的首字母, 是國產大客飛機代號“C919”的首字母, 又是Commercial(商用)、Civil(民用)的首字母。 J為Jet Engine(噴氣發動機)的首字母;

1000A, 代表發動機推力等級在10000kgf-19999kgf, A是第一型產品代號。

“CJ-1000A”發動機是我國第一款商用航空發動機產品, 是裝配國產大飛機的惟一國產動力。

取名“長江”, 寓意大客發動機CJ-1000A產品研製開創中國商用航空發動機產業發展先河, 象徵著中國商用航空發動機的無窮動力和源遠流長。

我國尚無自主研製短艙的專門機構, 相關院校似乎也沒有設置相關的學科。

一代發動機產品從最初技術預研、立項,到定型批產,至少需要15到20年。

記者:矯陽

天天飛通用航空產業垂直交易平臺

http://cn.ttfiy.com

相關院校似乎也沒有設置相關的學科。

一代發動機產品從最初技術預研、立項,到定型批產,至少需要15到20年。

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