中国大飞机何时用上“中国心”?刘大响:国产发动机取得重大突破

发布时间:2021-09-08 14:48 来源:新京报 原文链接:点击获取

原标题:中国大飞机何时用上“中国心”?刘大响:国产发动机取得重大突破

新京报快讯(记者吴婷婷)中国国产大飞机C919正处于适航取证阶段,中国的民航发动机研制也在加紧进行。今年服贸会上,中国工程院院士刘大响表示,中国的民用发动机长江1000已取得重大研制进展,中国的发动机研制正在一步一个脚印地稳步推进。

制造国产大飞机不能只研发飞机壳子

新京报:研发民航发动机的难点在哪儿?

刘大响:研发现代先进民航发动机的难度确实很大,我将其归纳为“三高四低一长”。“三高”是指:民航发动机的性能一定要好,推力要大。同时,必须具有高安全性、高可靠性,在空中飞行不能出任何故障,否则将造成灾难性事故

“四低”指的是耗油率低、噪音低、排放低、制造和维修成本低。

“一长”是指民航发动机寿命要很长,不能飞几百个小时就要换发动那样成本就太高了目前,从世界范围来看,民航飞机发动机寿命最长的是美国的GE90可以实现安全运行5万个小时,之后再进行大修。要研发出这种高性能的发动机难度非常大。

我已经84岁了,从事发动机研究60我从二代发动机研究开始,现在已经进入到,每一个过程我都参与,感觉到发动机研制难度确实很大。我将发动机研究归纳了一个规律:设计是主导材料是基础制造是保障试验是关键人才最重要

从设计方案来看,如果发动机方案设计错了,后面的加工试验都是错的,无法达到设计的目标要求。同时,没有好的材料也是不行的,这是基础。所谓巧妇难为无米之炊”是同一个道理我们必须把基础打好。

新京报:为何要研制中国自己的发动机?

刘大响研发中国自己的民航发动机具有极其重大的意义。到21世纪,飞机已经发展成为非常重要的中远程交通工具。现在的飞机可以在24小时之内飞到地球的任何一个点。再过十多年,到2030年或者2035年,第二代超音速民用飞机一旦实现商业运营,从北京到纽约大约34小时就能抵达真正实现“天涯若比邻”的梦想。现在,我国也在开展这方面的研究工作,但起步比西方国家晚很多年。要实现超声速民用客机这一目标,需要依靠发动机的技术进步和提高。

国产大飞机C919现在使用的是国外发动机,但我们必须国内自己研发的替代产品,必须自己的发动机。世界上现在只有美国、英国、法国、俄罗斯能够制造出大型先进民用航空发动机。中国正在开展研发工作,但还需要较长的时间。其实中国真正开展民航发动机研究工作,从某种意义上来说是从大飞机立项开始的我们同时把民航发动机列入了大飞机的重大专项之中。

我一直坚持的观点是,制造国产大飞机不能只搞个飞机壳子,必须飞机的心脏搞出来。这就好比一个一样,他的躯体很健康,但心脏是人家的,关键时刻人家就可以把你拿住,“心脏”停止跳动了,再好的飞机也飞不起来。所以我们必须要有自己的发动机。这个想法和建议得到中央领导的全力支持,在大飞机专项中列入了发动机的研究项目。后来,国家又专门成立了独立的发动机研究公司——中国航发商用航空发动机有限责任公司。

长江1000发动机研发取得了重要进展

新京报:201755日,国产大飞机C919实现了首飞。能否介绍一下C919的发动机研究情况?

刘大响: C919完成首飞后已经开展了三年多的适航取证试飞如果不出意外,预计明年就可以交付使用了。但是首架交付的C919使用的是国外发动机,因为我们的民航发动机还没有研制出来。

需要关注的是,中国的长江1000发动机正处于研制阶段,其性能指标相当于国际上第5代发动机的水平。现在长江1000发动机也取得了一些重要的研制进展。

不过还要特别说明的一点是,长江1000发动机的研发难度是很大的。这是因为我们从中华人民共和国成立后,一直就没有研究过大型民用发动机,长江1000要从第一代发动机直接跨到第五代,可以说跨越的步子非常大,要突破的关键技术很多,需要做大量的试验研究工作。

新京报:那么CR929飞机有可能用上国产发动机吗?

刘大响:CR929飞机是中国与俄罗斯联合研制的双通越洋飞机现在还处于研发阶段,发动机研究工作也在进行之中。

发动机和飞机能不能同时研究出来呢?这是一个难题。从国际的经验来看,发动机的研究周期一般来说要比飞机10左右也就是说,如果飞机研发需要10年,那么发动机的研发必须20年以上,有时甚至可能要30年。所以我们常说发动机研发不是一代人能够完成的,它需要一代人接一代人,不断地坚持研发下去。这有点像长跑中的接力赛,要一棒一棒地传下去,要久久为功,直到最后的成功,否则就可能半途而废

发动机需要完成大量试验环节

新京报:民航发动机的适航取证有什么流程?

刘大响:民航适航取证从原材料开始了,要开展一系列试验,比如零件部件整机、高空台试验、飞行台试验等,最后还要在原型机上做大量的飞行取证试飞。如果中间出现一些故障,就必须修改设计,还需要做大量的补充试验,研制周期就更长了。据统计,一台新研制的先进发动机,大概20万小时零部件测试,10万小时整机试验

这些试验完成后,还需要做强度试验和寿命考核试验,工作量之巨大,难度之艰辛,有时超出人们的想象

这些试验完成后,发动机还需要做特殊的环境试验,比如鸟击试验。目前,世界民航每年发生的鸟击事件2万多起。当然,不一定每一次鸟击都会出事,究其原因是我们在试验阶段,发动机就要完成大量的鸟击试验。

在鸟击试验中,我们要观测鸟类侵入正在旋转的发动机,发动机叶片不能断裂。这种试验需要做若干次,每一次如果都通过了,那说明发动机叶片符合设计要求。如果叶片断裂了,那么之前所有的试验可能都需要重新开始。可见这种试验也不是一年就能完成的。

除此之外,发动机还要开展机匣包容性试验、冰雹试验等,这同样需要花费大量时间。举例来说,冰雹验要求每一分钟往发动机里打进去一吨冰雹,要求发动机还能正常工作。

所以,我们为什么说航空是很安全的?这是因为飞机在适航取证成功之前就已经完成了大量试验工作,以冰雹试验来说,模拟的是百年不遇的恶劣天气,如果通过了这种试验,就说明飞机完全可以抵挡住这种特殊的恶劣天气。

新京报记者吴婷婷

编辑 樊一婧 校对 陈荻雁

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