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中国同时研发三代民用涡扇航空发动机 格局举世无双

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来源:大水

航空发动机是一种复杂的机械电子综合性技术产品,主要原理是将燃油的化学能转变为动能,原理很简单,迄今为止,将近有百年历史,这么长的历史中,出现了活塞发动机,涡桨发动机,涡轴发动机,涡喷发动机,涡扇发动机等等,其中现在最常用的涡扇发动机,这种发动机推力大,油耗低,所以得到了世界各个航空大国的高度重视。

航空发动机和普通民用技术产品并无二致,也存在发展和更新的过程,但是中国航空发动机发展,最近些年,则存在一个举世无双的格局:同时在研发世界第一,第二和第三代民用涡扇发动机,型号分别为仿制俄制D-30的涡扇-18发动机,太行发动机改进的涡扇-20发动机,以及长江-1000A涡扇发动机,后两者对应了美国CFM-56发动机,以及LEAP-C1发动机,同时研发三代航空发动机,这种事情在历史上几乎没有发生过。

中国运-20现在使用俄制D-30涡扇发动机,未来几年将使用国产涡扇-20发动机

为何会出现这种三代同堂的格局?航空发动机不是一代接替一代吗?

造成这种格局的原因是,中国航空发动机研制能力经验过于薄弱,先说第一代涡扇发动机涡扇-18,这是中国成都发动机公司仿制俄制D-30KP2涡扇发动机的产物,整个过程持续了10多年,第一台涡扇-18发动机在2014年装上中国伊尔-76空中试车台开始试飞,2019年底开始准备批量生产,技术水平相当于俄罗斯上世纪70年代水平。

第二代涡扇发动机,则是中国运-20标配的涡扇-20发动机,这款发动机是从太行大推力加力涡扇发动机上改进而来,而太行发动机核心机则源自美国CFM56涡扇发动机核心机,这款发动机是最近40年最成功的一款民用涡扇发动机,广泛使用在波音和空客家族客机上,包括波音737和空客A320上,所以,从这个角度来说,中国等于重新发明了一遍CFM56发动机。

波音737飞机长期使用CFM56发动机,这是安全的最大保证

第三代涡扇发动机,就是中国C-919大客机所用的国产发动机,这款150-180座级的飞机采用美国GE公司的LEAP-1C发动机作为发动机,这款发动机同样使用在国际主流机型上,包括美国波音737MAX和空客的A320NEO飞机上,而中国商用发动机公司则为中国国内版本单独研发了类似性能的CJ-1000A涡扇发动机,性能基本和世界最顶尖型号美国LEAP-1C发动机对标。

中国同时研发三代航空发动机,这就给人一个很朦胧的印象,中国航空发动机究竟是啥实力?为何做这种奇怪的事情?

从实际水平来看,中国经过40年的努力,基本掌握了太行发动机的研制和制造技术,太行发动机也在最近些年基本稳定下来,但是太行发动机毕竟是一款战斗机用的涡扇发动机,推重比和推力更重要,而涡扇-20虽然是太行发动机的改进型,但是设计点则变成油耗和可靠性,完全两种不同的需求,这也是中国第一次研发大型民用涡扇发动机,所以,也并不轻松。

长江-1000A涡扇发动机难度太大,对标美国最先进发动机,预计将会大幅度延迟

中国航空发动机实际水平,基本在世界二代涡扇发动机CFM-56,核心力量就是黎明发动机公司,这家公司研发了中国大部分最先进的喷气发动机,包括涡喷13发动机和太行涡扇发动机,而涡扇-18发动机,则是实力单薄的成都发动机公司的生命线,这个公司之前的唯一一款军用发动机是老旧的涡喷发动机,没有任何研发制造涡扇发动机的经验,虽然D-30KP2发动机很落后,代表了俄罗斯上世纪70年代水平,但是对于一个如此落后的厂家来说,还是非常有难度。

而长江-1000A发动机,则是新成立的商发公司的核心产品,虽然从性能参数来说非常强悍,和美国发动机类似,但是中国航空发动机业界,长期以来缺乏积累,基础薄弱,二代的基础并不算扎实,要想快速跨越一代迅速研发成功三代,这是非常艰难的事情,预计将遇到海量的技术问题,发动机性能和可靠性短期内很难得到解决。

新的好消息是,俄罗斯方面准备向中国出口最先进的PD-14涡扇发动机,这也是俄罗斯自从苏联解体后,第一次集中全国航空发动机公司实力打造的一个核心发动机,发动机从2020年开始批量生产,并开始试用,预计未来将成为俄罗斯发动机的主心骨,在必要时刻也可以给中国发动机做备胎。

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