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長江1000a發動機參數

汽車 更新时间:2024-06-30 11:57:21

衆所周知,國産C919客機目前仍采用美法合資公司CFM公司生産的Leap1C大涵道比渦扇發動機。這款發動機在油耗方面領先CFM56系列一代,穩定性、可靠性也很不錯,然而C919客機采用這款發動機卻隻是權宜之計。

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LEAP-1C發動機

Leap-1C發動機是Leap-1系列中的最差型号,相比A型和B型劣勢很明顯。

LEAP發動機以前稱LEAP-X發動機,是GE公司與SNECMA 公司(法國賽峰集團下屬公司)合資組成的CFM國際公司(CFMI)作為CFM56系列發動機的後繼發動機,為下一代先進的雙發單通道旅客機研制的、能滿足21世紀“綠色航空”要求的先進發動機。

2008年7月,CFM國際公司正式啟動了LEAP發動機的研制工作,分為ABC三個細分型号,分别針對空客A320neo系列、波音737max系列、C919系列。LEAP發動機由1級風扇、3級增壓壓氣機、10級高壓壓氣機、第二代 TAPS貧油燃燒室、2級高壓渦輪與7級低壓渦輪組成,涵道比為11,總壓比為50,這兩個循環參數幾乎是 CFM-56系列發動機的一倍多。發動機的推力為89~146.3kN。

LEAP-1A長3.33米,寬度2.54米,高度2.36米,重量為3153千克,風扇葉片直徑1.98米,涵道比11:1,總壓比50:1,推力在10~15噸,推重比為4.757(15/3.153)。

LEAP-1B長3.14米,寬度2.44米,高度2.12米,重量為2780千克,風扇葉片直徑1.76米,涵道比9:1,總壓比50:1,推力10.0~12.0噸,推重比為4.317(12/2.78)。

LEAP-1C長4.5米,寬度2.66米,高度2.72米,重量為3935千克,風扇葉片直徑1.96米,涵道比11:1,總壓比50:1,推力12.4~13.4噸,推重比為3.39(13.4/3.935)。

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從左往右分别是LEAP-1A、B、C三個型号

對比之後我們發現,無論是發動機的體積,還是重量,LEAP-1C都是三者之中最大、最重的,但它的推力并不是三者中最高的。用最重要的指标之一“推重比”來衡量,就會發現,相比LEAP-1C,A型和B型兩款航發的推重比分别高了30.72%和26.77%。在推力更小的情況下,LEAP-1C竟然比LEAP-1A重了800公斤;在推力略大的前提下,竟然比LEAP-1B重1155公斤!同樣裝2台發動機,C919客機僅發動機就多了2.3噸重量。

不願斷供并非出于道義,而是利益最大化的做法。

然Leap-1C是Leap-1系列中的最差型号,但對方曾經一度還在讨論要不要斷供。奇怪的是,最終對方還是放棄斷供想法。外界猜測,這主要是因為當時波音737客機飽受停飛困擾,以及中方暫緩接受波音737max,對方有求于人,不願意過多刺激中方;其次中方已有渦扇20可以用于應急,這款發動機技術指标同CFM56-7型油耗相當,初期用于運營也隻會導緻油耗增加而已,可以用補貼解決問題。考慮到斷供并不能導緻C919項目前功盡棄,反而會刺激中方加速研發,更早誕生一個波音、空客的競争對手,最終對方選擇繼續供貨并非處于道義或仁慈,而是利益最大化的做法。總結來說就是兩方面。

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國産C919客機

1、讓我國對進口發動機形成依賴,動搖我國自研決心。

自研一款合格的民用渦扇發動機難度是很大的。以前我國就曾因為沒有把握自研出一款具有市場競争力的航發而選擇仿制。此外,仿制的難度和成本遠低于自研。

然而仿制和自研是不一樣的,隻能知其然,不知其所以然。這将導緻仿制團隊沒把握,不知道怎麼改進,才能做到更好的同時還沒保證穩定性和可靠性。後果就是我國将一直受制于人。

2、Leap1C屬于猴版型号,根本不怕被仿制。

前面提到,無論是發動機的體積,還是重量,LEAP-1C都是三者之中最大、最重的,但它的推力并不是三者中最高的。根本原因在于外國人留了一手!

相比A型和B型采用第四代渦扇發動機材料,Leap-1C相當于在Leap基礎型的基礎上,将關鍵材料更換為落後一代的第三代渦扇發動機材料。

公開資料顯示,CEM公司在Leap基礎型号上将渦輪盤替換為常規高溫合金渦輪盤,陶瓷基複合材料罩環被金屬材料代替,钛鋁合金葉片也替換為常規高溫合金材料與钛合金葉片,高溫輕質航空材料的機匣被替換為傳統的高溫合金機匣,為保證強度,就使得構件截面增大,最終導緻Leap-1C相比A型和B型的整體長度和重量均大大增加。

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央視報道我國研制出钛鋁合金葉片(截圖)

這樣一款發動機隻有設計上具有參考價值,不具備仿制價值。如果非要仿制,最終結果就是,被仿制對象Leap-1C本就落後于Leap--1A型半代,等到仿制成功後,别人領先一代的更先進型号也差不多造好了。可見,别人賣給我們的發動機早就挖了個大坑等着我們。

實際上,對華出口“猴版”發動機,既能占領中國民航發動機市場,又能保住自己的核心技術。這再一次證明了所謂“用市場換技術”隻是單方面的一廂情願,即使花再多的錢,真正的核心技術仍然是買不來的。靠仿制永遠都要落後于别人,處處被動。

國産長江1000A發動機才是最佳選擇。

當初國産C919為避免被卡脖子,關鍵核心零部件供應商都做了雙重備份,除了發動機之外的其他核心零部件都成立合資公司推進國産化,但在發動機方面,對方始終不願松口,隻願意出售,不願意成立合資公司共同研制,并且出售給我國的版本還是猴版。無奈之下,我國隻好自己研制發動機,起初打算以渦扇20為基礎衍生一款民用航發,後來技術進步後決定參考Leap設計思路,從零開始設計了長江1000發動機。

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商發公司公布的長江1000A結構示意圖

按照商發公司公布的消息來看,國産長江1000A發動機在設計上幾乎與Leap發動機完全一緻,僅低壓渦輪少一級以及燃燒室有差異,由1級風扇、3級增壓壓氣機、10級高壓壓氣機、2級高壓渦輪與6級低壓渦輪組成,直徑1.95米,長3.29米,與LEAP-1A尺寸基本相當。

Leap發動機采用第二代TAPS貧油燃燒室,而長江1000A發動機仍然采用相對落後的環形燃燒室,雖然燃燒效率差不多,但是産生的氮氧化合物更多,不利于在歐美适航取證,Leap發動機低壓渦輪比長江1000A多一級。涵道比方面,長江1000A稍小,但也達到9:1,與Leap1B型相當,小于Leap1A型和Leap1C型。風扇方面長江1000A仍采用钛合金風扇,落後于Leap1C采用的複合材料風扇。兩者在油耗方面基本相當,根據商發公司公布的數據,長江1000A的耗油率為0.53kg/(kgf·h),而Leap1C的耗油率大概是0.52~0.53kg/(kgf·h),兩者幾乎沒有差别。

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商發公司公布的長江1000發動機發展計劃

在材料方面,現階段的長江1000A落後于Leap1C,但今後量産很可能會反超。去年《光明網》就報道我國已經研制出钛鋁合金葉片的消息,減重達到200公斤左右。《航空知識》雜志在《拒絕卡脖子的長江1000A發動機》一文中報道,我國已經成功研制出複合材料風扇。按照Leap發動機的測試結果來看,可減重50%。

資料顯示,風扇葉片每減重1kg,風扇機匣和傳動系統也相應減少1kg,同時發動機結構和飛機的機翼/機身結構也分别減重0.5kg,這種由于風扇結構減重帶來的疊代效應對飛機的減重非常重要。

不出意外的話,今後量産後的長江1000A除了燃燒室略微落後導緻氮氧化物排放更多之外,其整體材料技術将超過Leap1C,尺寸本就小得多的長江1000A空重将小得多,有利于國産C919客機減重增效。

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珠海航展長江1000A發動機1:1模型

配套國産航發也有利于C919客機衍生出軍用型号,還可以避免受制于人,提升高端産業産值,創造更多高端崗位,吸引全世界高端人才回流我國。

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