国产大型商用发动机完成初步设计 中国航空冲击“新高度”
在民机以及军机制造领域取得备受关注的重大进展之时,决定中国航空制造业未来真正高度,但却一直进展较为缓慢的航空发动机研发制造也低调宣布了在局部领域取得的新进展。
7月初,从工信部获悉,国产大型客机发动机验证机项目通过初步设计评审,已经转入详细设计阶段。
设计步入新里程
7月4日至5日,工信部在上海举行大型客机发动机验证机项目初步设计评审暨转入详细设计阶段会议,会上传出消息,为国产大型客机提供动力配套的大型商用发动机已经完成了初步设计阶段的研制工作,将随后转入详细设计阶段。
这也是这一项目自2013年完成概念设计阶段并转入初步设计阶段之后,取得的又一项重大进展。
根据中国工程院院士刘大响担任主任的评审委员会详细质询,这一承载着国产大型客机未来“驱动力”,并在3年里形成工程图7800余张,技术报告2700余份,完成部件系统试验423项,根据试验结果完成工程图优化2300余张,更新技术报告500余份的项目被评定为“总体技术方案合理可行,达到了既定目标,可以转入详细设计阶段”。
目前,国内首款大型喷气式干线客机C919正在中国商用飞机有限责任公司(下称中国商飞)位于上海的制造基地进行首飞之前最后一个阶段的研发和制造任务。
去年11月,万众瞩目之下下线的C919首架原型机搭载的发动机还是GE与斯奈克玛合资成立的航空发动机公司CFM制造的Leap-1c,这也让业界为这个项目取得的重大成果欢呼之余不免有些担心,目前国内为数不多自主研发并投入商用的两款机型ARJ21和新舟系列机型均使用的是进口发动机,如果C919仍无法实现自主知识产权的动力配套,那么即使能够通过相关政策扶持逐渐打开一定规模的市场空间,恐怕也会因为在关键系统受制于人而处在一种“走钢丝”的境地。
中国商飞去年年底发布的市场预测年报2015-2034数据显示,未来20年,全球航空旅客周转量(RPK)将以平均每年4.7%的速度递增,预计将有37049架新机交付,价值约48235亿美元(以2014年目录价格为基础),用于替代和支持机队的发展。其中,涡扇支线客机的交付量约为4673架,价值超过2081亿美元;单通道喷气客机交付量将达到24144架,价值达2.25万亿美元;双通道喷气客机交付量将达8232架,总价值约2.37万亿美元。按照通常的价值估算,发动机约占整机报价的三分之一,如果C919不能实现动力系统的部分国产化,那么即使国产民机制造业可以享受到内需带来的红利,但仍有相当一部分需要与外资厂商切分。
研发进展将提速
尽管航空发动机的研发制造是一项涉及到诸多领域的系统性工程,而中国政府也早已经意识到这对于整个航空工业体系的点睛作用,但此前多年的时间里并没有特别明确确定提振这一短板的成熟模式。
在相当长的一个时期内,航空发动机依然是通过依附于中航工业体制之内不同的子板块各自为战,尽管也曾经成立中航商发这一平台,但在平衡发展主业与副业以及发展整机和动力等诸多方面的平衡上并没有清晰规划。
在2012年举行的珠海航展上,中国航空工业集团公司首次对外公布了国产航空发动机从“填空补缺”到“望其项背”,最终确保和发达国家“并驾齐驱”的“三步走”路线图。按照这一规划,中国将在2020年左右接近国际先进国家水平,并在随后一段时期内实现并达到在部分领域赶超世界先进水平的发展目标。
而在长期酝酿之下的多款发动机发展计划和方案也随之亮相,其中就包括目前已经取得较明确进展的“涡扇18”、“涡扇20”以及“CJ1000A”等。
然后随着多个新机型项目取得重大进展,一些军用机型也陆续开始使用国产发动机装备或是进行机载测试,但与整机研发制造的进度和需求相比始终显得有些“拖节奏”,这也不难理解为什么在多年传言之下一直只听声响不见进展的飞发分离能够在去年下半年到今年上半年期间迅速由传言成为现实,并在“一夜之间”就搭建起了全新的平台中国航空发动机集团的原因。
“航空发动机的一个特点是研发难度要显著高于飞机本身,同时研发周期也要远远比飞机更长,”据一位从事航空发动机研发的人士表示,“所以在前期论证和设计阶段必须有明确的思路和规划。”
该人士表示,“航空发动机的研发有个优势在于,虽然周期长难度高,但一旦成功研发出一款核心机,就能在这个基础上衍生出适应不同需求的发动机,这一点要比研发不同型号的飞机或是迭代的机型要有优势。”
据4日至5日召开的会议上传出的消息表明,大型客机发动机验证机项目转入详细设计阶段也意味着各部件/系统的技术方案已完成初步验证,后续工作重点将转入核心机试验验证,并根据核心机试验结果开展验证机整机设计优化、试制和试验。
一位多年从事航空制造业的人士表示,“新的体制虽然难说一定会取得成功,但至少说明我们意识到应该按照客观规律办事,并有望形成通过以航空发动机研发为带动实现机型研发和迭代的新局面,同时通过航空发动机研发也可以带动燃气轮机等相关动力系统研发的技术提升。”
随着今年年底或明年C919的首飞,以及几乎板上钉钉的宽体客机项目上马,可以预见到大型商用航空发动机研发进展将在新平台的推动之下进一步提速。