C919客機將會換裝國產(chǎn)新一代大涵道渦扇發(fā)動機

　　近日江蘇新?lián)P新材料股份有限公司“航空航天用高性能復合材料及結構件的關鍵技術研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化”獲獎，在該公司的先進事跡之中提到他們參與研制的復合材料風扇葉片已經(jīng)進入試制件生產(chǎn)階段，標志著中國已經(jīng)掌握了這個關鍵技術，為國產(chǎn)大涵道比渦扇發(fā)動機性能升級打下了堅實的基礎。

　　根據(jù)江蘇新?lián)P公司透露的信息，國產(chǎn)復合材料風扇葉片將會用于CJ系列大涵道發(fā)動機，包括CJ1000A發(fā)動機，后者是C919客機配套發(fā)動機，CJ1000A換上復合材料風扇葉片之后，性能更好，耗油率更低，可以讓C919客機性能向前再邁進一步，有效增強了客機在國內外市場的競爭能力。

　　C919客機現(xiàn)在采用進口的LEAP-X1C發(fā)動機

　　它采用了復合材料風扇葉片

　　對于大涵道比渦扇發(fā)動機來說，風扇葉片是關鍵部件之一。它的作用就是將空氣吸入，為燃燒室提供源源不斷能量，所以風扇葉片性能好壞很大程度決定著發(fā)動機性能。從渦扇發(fā)動機原理我們可以知道，發(fā)動機涵道比越大，油耗越低，因此現(xiàn)代民用客機發(fā)動機涵道比呈現(xiàn)增加趨勢。不過這樣就產(chǎn)生一個問題，那就是發(fā)動機涵道比越大，風扇直徑相應也會增加，重量隨之上升，根據(jù)相關資料，風扇質量已經(jīng)占據(jù)到發(fā)動機整機重量三分之一左右。風扇重量增加之后，還會帶動機匣、傳動系統(tǒng)重量上升，飛機機體和結構重量也要跟著增加，結果致飛機結構重量提高，降低飛機經(jīng)濟性。這樣就產(chǎn)生一個矛盾，想提高涵道比必須采用更大風扇葉片，但是更大風扇葉片又意味著更大的重量，又會影響飛機經(jīng)濟性，為了解決這個問題復合材料葉片就出現(xiàn)了。

　　復合材料葉片顧名思義就是葉片采用碳纖維制成，由于碳纖維比金屬輕的多，所以復合材料葉片重量要比金屬葉片也要輕的多。例如比現(xiàn)有鈦合金葉片輕一半左右，效果可以說非常顯著。根據(jù)相關資料，C919客機的LEAP發(fā)動機就采用了復合材料葉片，發(fā)動機重量比采用鈦合金葉片的發(fā)動機減少接近500公斤，加上機體降低重量，飛機結構重量降低1000公斤左右，這對于客機來說會產(chǎn)生非常大經(jīng)濟效益。另外一方面復合材料也要比金屬更好加工，更容易制成復雜曲面，這樣葉片工作的時候會更加貼和氣流，提高工作效率。相比較之下金屬葉片加工成復雜曲面就非常困難，從而降低發(fā)動機工作效率。不過風扇葉片工作的時候高速旋轉，還要承受外力沖擊，對于葉片強度、剛度要求較高，難度非常大。當年羅羅公司研制復合材料葉片遲遲未能取得突破，一度處于破產(chǎn)的邊緣，英國政府不得不將它國產(chǎn)化。羅羅公司是現(xiàn)代民用航空發(fā)動機三大巨頭之一，研制復合材料葉片都如此艱難，其中難度可想而知。

　　國產(chǎn)CJ1000A渦扇發(fā)動機，它將用于C919客機

　　CJ1000A結構示意圖，它采用鈦合金風扇葉片

　　中國相關單位研制第一代國產(chǎn)大涵道比渦扇發(fā)動機的時候，考慮到國內碳纖維水平、復合材料葉片研制難度，所以沒有采用復合材料葉片，仍然采用了鈦合金葉片。隨著國內碳纖維技術提高，已經(jīng)能夠量產(chǎn)T800級別碳纖維，從而研制國產(chǎn)復合材料葉片打下了堅實的基礎。而江蘇新?lián)P新材料股份有限公司通過引進技術組建專業(yè)團隊，突破了一系列技術難關，獲取大量的數(shù)據(jù)，為國產(chǎn)復合材料葉片工程化鋪平了道路。

　　可能是國產(chǎn)復合材料風扇葉片樣片的圖片

　　國產(chǎn)復合材料葉片研制成功之后，將會替代現(xiàn)有鈦合金葉片，提高國產(chǎn)大涵道渦扇發(fā)動機性能，從而進一步推動國產(chǎn)客機、運輸機性能升級。（作者署名：小飛豬的防務觀察）