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C919断供风波有哪些启示:大飞机航发不能靠"押宝"

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观察者网一周军评:大飞机航发,不能靠“押宝”

[文/ 观察者网专栏作者 施洋]

本周中国军事领域最受关注的一件事,莫过于美国有关禁止向中国出售CFM LEAP-1C发动机的“传闻”及其在中国国内引发的巨大反响。作为中美贸易摩擦投射在中国工业体系长期“心脏病”上的阴影,这次发动机断供风波无疑让中国大飞机的航发工业再次来到了聚光灯下。

大飞机“中国心”不容易

上周15日,近日在对华报道上动作连连的《华尔街日报》援引消息人士的话称,特朗普政府正考虑停止向CFM国际公司颁发向中国出口C919客机所需的LEAP-1C喷气发动机的最新许可证,并将在2月底召开会议就此提案进行讨论。此外,特朗普政府还考虑限制通用电气为C919提供航空电子系统的出口。

LEAP-1C喷气发动机作为CFM国际公司的产品,GE的许可占据了相当重要的一部分

尽管这一消息当时并未得到美商务部、通用电气等方面的证实,但在中美贸易摩擦之后,一切有关美国打压中国产业发展的消息听上去都“真实可信”。消息一出,一直关注国内航空工业特别是民航工业发展的相关人士迅速就这一话题展开了讨论。在中国的运-20正在向全国各地空运抗疫物资的时候,有关中国大飞机未来发展的“坏消息”无疑会激发起对中国整个大飞机动力系统工业体系的审视。

不过这次的消息并没有在天上飞太久,18日,特朗普在推特发文,公开反对其政府内部限制通用向中国出口发动机,并指责此做法是在“拿国家安全作借口”,“荒谬”。他在当天受访时重申了上述观点,称有些人太过“执迷于国家安全”。 《纽约时报》18日援引知情人士的话称,原定2月底的会议现在被搁置,美国也不会阻止通用电气向中国C919交付发动机零部件。 对于正处在试飞取证阶段,并将在数年之内进入批量生产的C919客机而言,这无疑是一个好消息。

目前已经有6架C919飞机投入了密集试飞,其进度应该不算慢

说到中国的大飞机和大飞机的发动机,除了早已远去的运10之外,当代中国大飞机专项中的两款喷气式飞机——运-20和C919以及中国新一代的轰-6系列改进型——轰-6K/J/N系列所使用的发动机目前都是以引进型号为主。其中轰-6系列使用的是经由国内进行适配改装后的俄制D-30KP2涡扇发动机;运-20目前使用的主要是俄制D-30KP2涡扇发动机,未来可能在改进型号中换装涡扇-20大涵道比涡扇发动机;C919目前使用的是CFM国际生产的LEAP-1C涡扇发动机,同时还有自行研制的CJ1000A涡扇发动机作为远期使用的动力;加上国内仿制D-30KP2的涡扇-18发动机,在目前公众视野中的发动机型号一共有5款。

3款飞机,5款发动机,就算是当代中国大飞机的“基本盘”

这其中,D-30KP2是从俄罗斯引进的型号,也是目前轰-6系列新型号和运-20的主要发动机。从2009年到现在,中国先后分四批与俄罗斯签订了463台该型发动机的订单,根据计划,这些发动机的最后一批将在2020年全部交货,而如果有新一批的发动机订单,双方也将在今明两年签订新的合同。因此,至少目前中国的军用大飞机发动机还远没有“断供”的危险,运-20列装空军两个运输机团,数量达到两位数,轰-6K/J/N等型号在中国空军和海军的轰炸机部队中的迅速增加,主要都是这些俄罗斯发动机的功劳。

当然作为一款上世纪60年的发动机,D-30KP2的性能一般,油耗巨大,虽然能满足军用的需求,却无法在民机市场上占据任何的优势。

D-30KP2发动机是近年来中国使用量最多的大涡扇

至于用于C919的LEAP-1C涡扇发动机则毫无疑问是这几款发动机中性能最好,同时也已经完全进入实用化阶段的产品。不过作为CFM国际出口给中国的产品,这款发动机是严格被禁止用于其他用途的。这不仅断绝了将该型发动机用于运-20等军用飞机上的可能,也让目前任何将C919发展为军用型号的设想失去可行性。

我国之所以选用进口动力作为C919的主要考虑,第一还是国内没有满足在民航市场能够有竞争力的发动机型号,第二则是希望通过C919项目笼络西方各类机载设备厂商,共同助力C919飞机的适航取证。从这个意义上说,美国人要是真的对C919“下黑手”,那目前可就能掐得死死的,毕竟与LEAP-1C同一技术水平的先进航发产品目前只有西方国家掌握,即使俄罗斯的相应型号,也无法让C919获得与LEAP-1C相当的优势。

国产发动机型号里,只有CJ-1000A能够与LEAP-1C比量比量

国产航发里面,技术足够先进,能够用于C919的只有CJ1000A一款型号,这款发动机虽然在材料应用上与LEAP-1C还有相当差距,但在发动机总体构型、叶片级数、核心机等关键领域的水平并没有落后太多,唯一的问题在于项目的进度。2017年12月,首台发动机验证机CJ-1000AX完成装配,并于2018年3月30日完成了调试工作,据工信部装备工业司5月18日的消息(该消息随后又被删除),CJ-1000AX首台整机在上海点火成功。这一进度如果放到中国以往的航发型号上看的话,大约相当于“太行”发动机在上世纪90年代初的状态。

尽管当代中国航空发动机的研发和调试能力远超当时,但即使乐观的中国航发商发也预计该型发动机要在2025年服役。这意味着C919推向市场的时间要在此之后,而运-20换装CJ-1000A的时间自然也要在此之后,其改进型号服役的时间也要更晚。对于商飞和商发而言,用5-7年的时间使用LEAP-1C将C919推向市场,同时CJ-1000A发展成型,从而在民机制造产业链上获得更多的链条,并为客户提供多样化的产品选择,无疑是稳妥的选择。

只有C919实现了全部的国产化,才有可能像波音737一样发展出军用型号

剩下的两款发动机中,涡扇-18作为D-30KP2的仿制型号,技术难度应该最低,其仿制的过程本应最为容易,国内也有不止一家工厂已经掌握了D-30KP2发动机的大修能力,但受限于国内仿制厂家的技术水平有限,涡扇-18的量产工作迟迟无法开展。在当下俄制发动机供应量相对充足的时候,这一挫折并未影响轰-6和运-20系列的交付速度,但考虑到轰-6系列改进型无法使用涡扇-20等涵道比更大的发动机,掌握涡扇-18的制造对于中国现有的战略轰炸机队而言至关重要,属于没有退路,“不成功不行”的项目。

轰-6改进型系列作为轰-20之前中国空军战略打击力量的中坚力量,其发动机的国产化至关重要

至于之前军迷们期待许久的涡扇-20发动机,其研制进度和运用目前都与运-20的进一步改进紧密相关。从技术上看,涡扇-20起步较早,其整体性能也属于主流的第三代大涵道比涡扇发动机之列,加之发动机已经研制试验多年,也不存在无法克服的技术难关。

不过影响涡扇-20命运的,目前也许并非发动机本身,而是其配装机型运-20的相关问题。在这次抗击新冠病毒肺炎疫情的过程中,空军现役的运-20运输机与运-9、伊尔-76一道,在快速投送解放军医疗人员和医药物资的过程中发挥了重要的作用,也展现了运-20作为一款运输机在货物运送方面的良好性能。

但作为中国第一款自主研制的大型运输机,运-20在军用运输机经常需要执行的其他一些任务表现上还有很大的提升空间,对于军方而言,在现役大型运输机数量能够基本满足需求的情况下,让航空工业部门进一步改进运-20的各类细节,并将这些运-20以更加完善的状态交付部队,无疑是更加理想的情况。至于运-20与涡扇-20的真正结合,在运-20解决了上述细节之后,应该就会是中国大型运输机的下一个重大突破。

在运-20所有的技术问题都解决之后,该机的产量还会再上一个台阶

从这个角度来说,涡扇-18、涡扇-20和CJ-1000A的技术水平和成熟程度都不尽相同,代表了中国不同时期针对不同机型,使用不同技术路线发展出来的产品,每一个型号都有其各自的对应型号和不可替代之处,作为新时代要在世界上发挥重要作用的大国空军,中国的战略空军力量在大涵道比涡扇发动机领域永远也不应该“把鸡蛋放在一个篮子里”,而多家主导,渐次发展的中国大涵道比涡扇发动机产业,无疑会在未来成为中国军用和民用大飞机发展最扎实的基础。

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