國產(chǎn)大客機發(fā)動機首臺驗證機裝配完成，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打印飛機發(fā)動機燃油噴嘴了，GE為此收購了兩家金屬3D打印公司Concept Laser和rcam，并且采購了幾百臺金屬3D打印機日夜不停的打印，每年要生產(chǎn)40000個3D打印燃油噴嘴。嘗到甜頭之后，GE已經(jīng)開始對整個發(fā)動機進行3D打印重新設(shè)計制造，并取得了非常好的成果。

△GE航空 3D打印的發(fā)動機燃油噴嘴

近日，南極熊獲悉，中國在這方面終于也有了突破性的進展。據(jù)工信部官網(wǎng)2017年12月29日消息，我國首臺大型客機發(fā)動機驗證機（CJ-1000AX）首臺整機于12月25日在上海完成裝配，同一天，該發(fā)動機的核心機在上海實現(xiàn)100%設(shè)計轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。首臺驗證機突破多項關(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打印燃油噴嘴點贊。

△工信部網(wǎng)站截圖

大型客機發(fā)動機驗證機（CJ-1000AX）首臺整機在上海完成裝配，標志我國首個民用大涵道比渦扇發(fā)動機整機驗證平臺已經(jīng)建立，將為后續(xù)研制工作奠定堅實基礎(chǔ)。
CJ-1000AX由中國航發(fā)集團商發(fā)公司負責(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、核心機、低壓渦輪和附件傳動機匣裝置，由近35000個零組件組成。

中國航發(fā)集團商發(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)扇包容機匣、3D打印燃燒室燃油噴嘴等多項試制關(guān)鍵技術(shù)，同時也攻克了大直徑、長軸類單元體水平裝配技術(shù)難關(guān)，歷史18個月完成首臺整機試制、裝配。

△首臺裝配好的CJ-1000AX整機（圖源：工信部網(wǎng)站）

此外，工信部網(wǎng)站同日報道，25日，大型客機發(fā)動機驗證機（CJ-1000AX）核心機在上海實現(xiàn)100%設(shè)計轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，為后續(xù)開展深入試驗驗證提供了有力支撐。

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

本次核心機試驗歷時39天，累計試車46次，初步驗證了核心機各部件及相關(guān)系統(tǒng)的性能、功能和匹配性，同時也驗證了壓氣機分塊預(yù)估、燃燒室點火預(yù)測、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)，有效補充和豐富了核心機的研制體系。

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

據(jù)微信公號“兩機動力控制”介紹，國外航空媒體Flightglobal認為，CJ-1000發(fā)動機的成功將對CFM國際公司（美國GE和法國賽峰的合資公司）的LEAP-1C發(fā)動機造成商業(yè)沖擊，目前LEAP-1C發(fā)動機是C919發(fā)動機的唯一動力引擎。

△LEAP-1C發(fā)動機相關(guān)數(shù)據(jù)（數(shù)據(jù)來源：賽峰集團官網(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為與Leap-1C相比，CJ-1000AX在低壓渦輪機中使用一級旋轉(zhuǎn)葉片的設(shè)計的原因，因此CJ-1000AX的低壓渦輪為6級，而Leap-1C發(fā)動機為7級。

Flightglobal還認為，中國在商用發(fā)動機的先進技術(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)動機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)就談不上是一個完整的、獨立自主的體系。因此，我國在啟動大型客機項目后不久，就成立了中航商用發(fā)動機有限責(zé)任公司，致力于為國產(chǎn)客機研制動力系統(tǒng)。

據(jù)《大飛機》雜志此前報道，在2014年中國航空推進技術(shù)高峰論壇上，中航商發(fā)設(shè)計研發(fā)中心高級專家倪金剛向參會代表介紹了目前國產(chǎn)發(fā)動機的研制進展。

倪金剛表示，公司正在研制CJ-1000AX驗證機，目前的計劃是在2018年完成驗證機的研制和試車工作，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，以確保發(fā)動機滿足C919大型客機的技術(shù)要求。如果進展順利，CJ1000-A發(fā)動機將于2022年裝備C919大型客機，到2026年，CJ1000-B發(fā)動機將裝備C919延程型客機。

在系列化發(fā)展和適航取證方面，中航商發(fā)計劃用于窄體客機的CJ-1000系列于2018年實現(xiàn)驗證機達標，2022～2025年完成適航取證；用于寬體客機的CJ-2000系列計劃2020年完成技術(shù)預(yù)研，2022年完成試驗驗證機達標，2025～2030年完成適航取證。而針對小型支線客機的CJ-500系列，倪金剛表示，由于目前的市場需求量有限，因此短期內(nèi)不會啟動。

來源：觀察者網(wǎng)&工信部