我國首臺大型客機發(fā)動機驗證機裝配完成,裝配3D打印燃油噴嘴

lydiazhang   2018-01-02 14:11:48

目前,在航空航天領域3D打印最大的應用案例就要數(shù)GE的3D打印飛機發(fā)動機燃油噴嘴了,GE為此收購了兩家金屬3D打印公司Concept Laser和rcam,并且采購了幾百臺金屬3D打印機日夜不停的打印,每年要生產40000個3D打印燃油噴嘴。嘗到甜頭之后,GE已經開始對整個發(fā)動機進行3D打印重新設計制造,并取得了非常好的成果。

近日,中國在這方面終于也有了突破性的進展。據(jù)工信部官網(wǎng)2017年12月29日消息,我國首臺大型客機發(fā)動機驗證機(CJ-1000AX)首臺整機于12月25日在上海完成裝配,同一天,該發(fā)動機的核心機在上海實現(xiàn)100%設計轉速穩(wěn)定運轉。首臺驗證機突破多項關鍵技術,包括3D打印的燃燒室燃油噴嘴等。

大型客機發(fā)動機驗證機(CJ-1000AX)首臺整機在上海完成裝配,標志我國首個民用大涵道比渦扇發(fā)動機整機驗證平臺已經建立,將為后續(xù)研制工作奠定堅實基礎。

CJ-1000AX由中國航發(fā)集團商發(fā)公司負責研制,直徑1.95米,長3.29米。其結構復雜、試制難度大,包含風扇/增壓級、核心機、低壓渦輪和附件傳動機匣裝置,由近35000個零組件組成。

中國航發(fā)集團商發(fā)公司采用“主制造商-供應商”研制模式,聯(lián)合24家單位參與試制工作,先后突破了鈦合金寬弦高空心率風扇葉片、鋁合金大型薄壁風扇包容機匣、3D打印燃燒室燃油噴嘴等多項試制關鍵技術,同時也攻克了大直徑、長軸類單元體水平裝配技術難關,歷史18個月完成首臺整機試制、裝配。

此外,工信部網(wǎng)站同日報道,25日,大型客機發(fā)動機驗證機(CJ-1000AX)核心機在上海實現(xiàn)100%設計轉速穩(wěn)定運轉,為后續(xù)開展深入試驗驗證提供了有力支撐。

核心機由高壓壓氣機、燃燒室和高壓渦輪及相關系統(tǒng)組成,實際工作的溫度、壓力、轉速極高,其技術復雜程度和難度代表著機械領域的最高水平。核心機試驗主要目的是驗證各部件及相關系統(tǒng)的性能、功能和匹配性,提前暴露問題,降低整機研制風險。

本次核心機試驗歷時39天,累計試車46次,初步驗證了核心機各部件及相關系統(tǒng)的性能、功能和匹配性,同時也驗證了壓氣機分塊預估、燃燒室點火預測、渦輪工作狀態(tài)分析和國內首次開發(fā)的“骨架特性”性能仿真模型等技術,有效補充和豐富了核心機的研制體系。

據(jù)微信公號“兩機動力控制”介紹,國外航空媒體Flightglobal認為,CJ-1000發(fā)動機的成功將對CFM國際公司(美國GE和法國賽峰的合資公司)的LEAP-1C發(fā)動機造成商業(yè)沖擊,目前LEAP-1C發(fā)動機是C919發(fā)動機的唯一動力引擎。

此外,從外形上來看,CJ-1000AX的直徑為1.95米(76.8英寸),長度為3.29米(10.7英尺)。相比之下,Leap-1C的1.98米直徑和3.32米長。CJ-1000AX較短的長度很可能是因為與Leap-1C相比,CJ-1000AX在低壓渦輪機中使用一級旋轉葉片的設計的原因,因此CJ-1000AX的低壓渦輪為6級,而Leap-1C發(fā)動機為7級。

Flightglobal還認為,中國在商用發(fā)動機的先進技術應用上與西方還有較大差距,比較典型的是CJ-1000A在風扇系統(tǒng)上,既沒有采用類似美國普惠公司的齒輪傳動結構,也沒有CFM公司使用的碳纖維復合材料風扇葉片,而是采用英國羅羅式的空心鈦合金寬弦風扇葉片。

發(fā)動機一直是制約我國航空工業(yè)發(fā)展的主要瓶頸,也是國家發(fā)展大型客機的短板,如果不能解決“中國心”的問題,我國的航空工業(yè)就談不上是一個完整的、獨立自主的體系。因此,我國在啟動大型客機項目后不久,就成立了中航商用發(fā)動機有限責任公司,致力于為國產客機研制動力系統(tǒng)。

據(jù)《大飛機》雜志此前報道,在2014年中國航空推進技術高峰論壇上,中航商發(fā)設計研發(fā)中心高級專家倪金剛向參會代表介紹了目前國產發(fā)動機的研制進展。

倪金剛表示,公司正在研制CJ-1000AX驗證機,目前的計劃是在2018年完成驗證機的研制和試車工作,并同步開展部件、系統(tǒng)、工藝、材料等技術的多輪持續(xù)改進,以確保發(fā)動機滿足C919大型客機的技術要求。如果進展順利,CJ1000-A發(fā)動機將于2022年裝備C919大型客機,到2026年,CJ1000-B發(fā)動機將裝備C919延程型客機。

在系列化發(fā)展和適航取證方面,中航商發(fā)計劃用于窄體客機的CJ-1000系列于2018年實現(xiàn)驗證機達標,2022~2025年完成適航取證;用于寬體客機的CJ-2000系列計劃2020年完成技術預研,2022年完成試驗驗證機達標,2025~2030年完成適航取證。而針對小型支線客機的CJ-500系列,倪金剛表示,由于目前的市場需求量有限,因此短期內不會啟動。

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