第一款国产洲际大飞机:C929配巨型涡扇发动机,1台顶2台涡扇-20

巅峰高地讲堂 2023-11-07 23:33:47

要做一个强国,就一定要把装备制造业搞上去,把大飞机搞上去,起带动作用、标志性作用。十七年前,《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》发布,明确将“大型飞机”列为16个重大专项之一,次年大型飞机研制重大科技专项正式立项,同年运-20与C919两款大飞机相继立项,那一年《大型飞机方案论证报告》提出了“大运、大客协同发展”。

运-20机队

时光荏苒,如今运-20与C919都已经渐入佳境,前者已经实现大批量交付列装,并形成了整建制作战能力,后者也翻开了商业运营的新篇章。

5个月前,C919开始商业载客飞行。

运-20与C919虽然都是大飞机,但二者的体量却是相差甚远,前者起飞重量达到了179吨,如今已经服役的完全体运-20B则是220吨级,C919的最大起飞重量则是72.5吨,数值相差3倍有余。

配置涡扇-20大涵道比发动机的运-20B

C919作为窄体单通道干线客机会是一款成功的机型,因为国内98%的航线距离都在4000公里以内,C919完全可以满足市场所需,但仅仅如此是不够的。

据波音公司的市场分析报告披露,不断增长的需求将使中国成为全球最大的航空市场,包括今年在内,未来20年中国市场将需要8560架新客机,其中支线客机350架、窄体单通道干线客机6470架、宽体客机1550架、货运飞机190架,总价值约11万亿人民币,这还不包括约5万亿人民币的航空服务市场。

C919总装生产线

在所需新飞机中,宽体客机数量虽然相对较少,但就比例来看依然有18%,考虑到宽体客机的价格远高于窄体客机,总价值占比将超过30%,而这还仅仅是国内市场需求,如果着眼全球航空市场,市场价值将再上一个数量级,这么大一块蛋糕,我们如果不吃,那就得让别人吃。

世界航空市场长期被波音、空客两大巨头占据,给人一种针插不进水滴不进的感觉,但我们不信这个邪,C系列客机的命名就宣示了我们在未来世界民用航空市场中实现三足鼎立新局的雄心壮志。

空客总装生产线

波音总装生产线

面对波音空客两大巨头数十年积累的庞大存量资产,C系列客机要实现逆风飞扬自然是道阻且长,但道虽远行则必至,我们的底气源于两个方面,一方面是我们势必将拥有全球最大的航空市场,可以培育壮大国产民机,另一方面则是航空工业技术积累的今非昔比。

为了构建更为完整的大飞机产业体系,早在C919尚未首飞之际,另一款真正意义上的大型民用客机C929就已经启动研究,从型号名称来看,它应当是一款有290个座位数的大型双通道宽体远程客机,可以对标波音787-9、空客A350-800。

波音787-9‍

空客A350-800

近10年来,C929的型号名称经历了从C929到CR929再到C929之变,名称之变见证了中国航空工业的实力之变。

CR929

C929

近日,官宣消息首次确认C929已经实现型号立项,研制工作处于初步设计阶段,并瞄准2030年前后首飞,它将是我国第一款洲际喷气客机,而且有三款子型号,从基本型到缩短型到加长型,座位数覆盖250至350,航程可达1.2万公里,其中标准型最大起飞重量247.5吨,比运-20B的220吨级最大起飞重量还要重还要大,而C929会大比例应用复合材料,在这种背景下,可以想象这款飞机究竟有多大。

在型号立项之前,C929就已经有了很多研制进展消息,比如全尺寸复合材料机身壁板工艺件试制成功、复材前机身攻关全尺寸筒段下线、CJ-2000AX验证机项目进展顺利等。

C929复材前机身攻关全尺寸筒段下线

C929机身复合材料加工

其中,复材前机身全尺寸筒段直径达到了6米,与之对比,标准载客量369人的空客A350-1000飞机的筒段直径是5.96米,因此可以预期C929的发展前景远不止型号名称所展示的那样,因为它还有加长型。

C929与C919相比,后者走的是一条“中国设计、系统集成、全球招标,逐步提升国产化率”的发展路线,前者能否复刻这条路线呢?答案可能是不行,因为C929必须要有足够高的国产化率,这是一个不以人的意志为转移的事实,一个显而易见的事是,国际市场上能为C929供应发动机的厂商极为有限。

发展航空,动力先行。C929的设计理念是低油耗、低噪声、低排放,从一开始就放弃了四发方案,而是双发配置,这就意味着1台发动机要当2台发动机用,不仅对推力有极高的要求,在此基础上还要实现一系列的节能减排目标。

国际市场上能满足C929设计要求的发动机只有两款,一款是罗罗公司的遄达7000发动机,另一款是GE公司的GEnx-1C发动机。遄达7000发动机存在推力不足的问题,GEnx-1C发动机则存在研发时间不赶趟的问题。

测试台架上的遄达7000发动机

要想实现2030年前后首飞C929的目标,唯一的选择可能就是配置国产长江-2000大涵道比涡扇发动机,这也意味着该型发动机比长江-1000发动机更可能获得商业上的成功,因为后者完成研发之时已经度过了C919的生产高峰期,也是不赶趟,长江-2000则不同,它极有可能比C929机体研发进度更快。

多年前公开亮相的长江-1000AX发动机

长江-1000虽然最终可能难以获得商业成功,但它所走过的研发路径,以及培育的供应链、人才团队皆是长江-2000逆势反超的基石,长江-1000可以解决我国民用大涵道比涡扇发动机的有无问题,而长江-2000则将直接瞄准世界领先水平。

为了推动240吨级的C929,长江-2000发动机起飞推力超过35吨,具有低燃油消耗、低排放、低噪音、高可靠性、长使用寿命、低维护成本的产品技术特点,多项指标优于现役同类型发动机产品。

超过35吨起飞推力的长江-2000有多强?作为对比,运-20B配置的涡扇-20推力是14吨至16吨,按最大值算,长江-2000也是涡扇-20推力的2倍有余。就风扇直径看,长江-2000发动机是约3米,涡扇-20则是2.3米,可以说是一款巨型涡扇发动机,1台长江-2000能顶两台涡扇-20。

推力增大是需求使然,长江-2000还将集合通用与罗罗两大发动机巨头之所长,就是应用“碳纤维复合材料叶片”以及“齿轮传动”,这两项技术的应用就足以确保该型发动机在同级别产品中独占鳌头。

民用发动机为了追求燃油经济性,通常有更大的涵道比更大的风扇直径,相较于军用发动机减重压力更大,因此通常采用空心钛合金叶片,而碳纤维复合材料叶片的重量则更轻,同时拥有更好的耐冲击能力,还有成本优势。

据公开报道,早在两年前某单位就成功交付了长江-2000大涵道发动机所用的复合材料叶片。

在材料方面我国其实并不弱,比如我们还有比碳纤维复合材料叶片综合性能更好的多款金属基复合材料叶片,这些将作为下一代发动机的技术储备。

三年前,官宣就已经确认长江-2000发动机已经完成核心机试验。

齿轮传动则是对标世界领先的一项关键技术,传统民用大涵道发动机的风扇与涡轮是通过传动轴刚性连接,这样一来就存在矛盾,涡轮为了提供更高的能量需要提高转速,但是风扇在追求大尺寸的同时需要适当降低转速,目的在于降低叶尖线速度,以及叶根载荷,如果能将风扇与涡轮通过某种连接方式加以分离,则可以化解矛盾,齿轮传动就是一个很好的办法。

通过在风扇与涡轮之间设置齿轮传动装置,就可以调节两者的转速,这样一来更有利于提高发动机的涵道比,风扇可以做得更大,更有利于节省燃料,实践表明此种办法可以降低20%的燃油消耗,这就是核心技术突破带来的效益。

据公开报道,早在去年某单位承研的长江-2000项目的首台风扇驱动齿轮箱试验任务顺利完成,该齿轮箱具有传递功率大、工作转速高、功率密度高的特点,是新一代航空发动机动力系统的重要设备。

更令人振奋的是,C929并不是终点,今年年初某单位的公开报道中就指出“C939也已经上马”,根据型号名字面意思理解,这将是一款可以对标空客A350-1000 和 波音-777X,载客390人、航程1.5万公里、最大起飞重量超300吨的超大型宽体客机。

十多年前我们就说了,要A、B、C三足鼎立,实践表明我们当然不只是说说,坐拥全球最具价值航空市场的中国民用航空业,势必会重塑全球航空制造业格局,这是可以预见的未来。

88 阅读:22397
评论列表
  • 2023-11-08 08:51

    中国必须有自己的民用航空工业,也一定会有,加油!

  • 2023-11-08 10:50

    飞机研制,动力先行!加大投入,加大攻关研发,参照普惠,通用航空发动机的型号谱系化研发路线,证明是科学可行的!以中国当前航空人才体系的积累和不断发展,研制谱系化各类大飞机都不再是梦!排除干扰,坚定自信,中国的大飞机在未来20年内将枝繁叶茂,干大根深!继续加油![祈祷][点赞]

  • 2023-11-08 10:52

    中国的金融资本在这个阶段应该主动走向制造技术和科技创新,能源再造等超新技术,如人工智能,光刻机、航空发动机短舱、航空设计软件、适航标准、ICLIP技术、高端电容电阻、核心工业软件,核心算法、高强度不锈钢,医疗光影,传统中医,生物基因科技,高阶农业,以及有自己独自研发的电脑(硬件和软件)系统(军用,工业和商务)及处理器,把微软,惠普,戴尔,英特尔,西门子等科技干趴下,玩上一场科技战争,提高国防科技,那才更刺激!

    用户13xxx05 回复:
    说的好,一个共享单车都能融资几百亿,有什么技术含量
    林格 回复: 用户13xxx05
    共享单车相当于众筹,它搞一个概念,大家出钱
  • 2023-11-08 13:28

    坚定不移踏实推动国产大飞机工程,运十悲剧不能重演

  • 2023-11-08 06:22

    中国加油

  • 2023-11-08 14:46

    强力的市场需求,就助力(推)我们的航空,用我们自己的产品走出自己的路……[点赞]

  • 2023-11-08 17:11

    只要有信心,没什么难住我们,当年核潜艇也是一样

  • 2023-11-08 07:09

    为C-929跨洲际飞行客机专门搭载的CJ-2000A大涵道比发动机,已经有了正式编号,即AEF-3500,推力为35吨,据现在可靠消息,前几年就已经开始点火测试实验,进度竟然比CJ-1000A还喜人,于2030年正式搭载在C929是完全可以跟得上进度的,由于航空发动机自身客观研制规律是发动机立项研制必须早于飞机项目本身,也就是说宁肯发动机等待飞机,也不能飞机等待发动机!目前大涵道比发动机的各个子系统,除了燃烧室需要进一步攻关外,其他的涡轮盘、叶片、转子、主轴、主轴承等基本已经攻克,甚至在主轴,主轴承领域取得等效50000小时严苛寿命测试,力压老美技术水平!燃烧室材料及技术事关发动机最大推力制约因素的涡轮前温度,涡轮前温度越高,推力就越大,主要制约因素就是设立体系,其次就是材料技术。

  • 2023-11-08 18:56

    别的我都信,唯有发动机研发速度方面不敢信,飞机史就是飞机等发动机的过程。

    向钱看往厚赚 回复:
    没事多看看央七砺剑栏目,每周四晚9点半首播
    用户13xxx19 回复: 向钱看往厚赚
    不是看不看的问题,整个世界都是飞机等发动机,无论是j10,j20还是运20,直20,又或者c919都是飞机等发动机,暂时还没看到发动机比飞机快一步。我在这没有诋毁国产的意思。
  • 2023-11-13 21:16

    希望是真的吧,毕竟前些年各路芯骗,一地鸡毛还历历在目。这个和芯片其实一样,不是说在哪一项尖端加工或制造工艺有了突破就够了,是需要全面而且浩大的系统工程软硬件整合真的是需要踏踏实实的做基础研发和积累才可以完成。所谓弯道超车,遥遥领先这种口号听听就好。

  • 2023-11-08 14:07

    中国加油

  • 2023-11-10 08:27

    厉兵秣马——铸造中国航空业辉煌[赞]加油[点赞][点赞][点赞][点赞]

  • 2023-11-08 09:36

    现在就说长江1000商业上难以成功?

    美好的未来 回复:
    那天老外作妖不就是长江1000.了,
  • 2023-11-08 09:46

    西工大不是有翼身融合体的客机设计吗?

    陈仙应 回复:
    那个过三十年再想吧
  • 2023-11-08 14:46

    能说一下民用大涡扇的寿命嘛

  • 2023-11-09 16:46

    c919尺寸,吨位相对应运九其实差不多。c929尺寸要略微长于运20,因为不强迫要求运输特殊大件与重载荷问题,自重要轻很多。因此航程可达上万公里。

  • 2023-11-08 13:11

    C919才交付了几架?快抓抓紧吧!

  • 2023-11-10 16:42

    出来飞起来再吹吧?是国产的吗?不要跟上海一样吹的神呼其神的

  • 2023-11-11 21:50

    929飞州际线,欧美适航证怎么解决?

  • 2023-11-08 08:50

    俄罗斯人阴险狡诈,不是合适的合作者!

    用户13xxx05 回复:
    跟美国合作 美国不狡诈阴险[笑着哭]
    用户18xxx05 回复:
    可拉倒吧,商业运输机是要讲经济效益的你不赚钱搞个毛,俄罗斯宽体客机是四发巨耗油,国际民航大飞机都是两发的能比么?是中国不愿意搞四发的所以才不合作的。
  • 2023-11-10 13:42

    949.959.969.979.....马上立项

  • 2023-11-11 11:13

    别把牙崩掉了,罗罗和通用的也没敢叫巨型。

    慕你千城 回复:
    別人也不是狗
  • Booy 3
    2023-11-14 16:45

    早日研发c959超音速客机,一天来回美国

  • 2023-11-08 10:56

    c939就没有必要了,

  • 2023-11-11 13:18

    真不容易,30年内能出产品,笨蛋干啥都挺难的

  • 2023-11-11 14:59

    支持国产大飞机[点赞]

  • 2023-11-08 07:29

    加航空煤油。

  • 2023-11-10 10:59

    造了多少919了?929啥时候能出来?还要等二十年吗?919刚开始时就说有929了,现在才立项,

  • 2023-11-10 11:39

    十年前我就说过毛子不靠谱,和他们合作开发宽体客机就是瞎扯淡,我在新浪微博上被骂惨了。现在看来我是对的!

巅峰高地讲堂

简介:专注武器装备科普,探寻军工领域前沿科技。