制造难度堪比光刻机,国产飞机发动机成功首飞,核心技术100%自研

发动机是飞机、汽车、船舶的“心脏”,但是长时间来,中国却患上了“心脏病”(www.duodan.net)。美国通用、惠普、法国斯奈克玛、英国罗罗这四家企业呈现出寡头垄断的态势,中国在这一领域高度受制于人。航空发动机被称作“现代工业最尖端技术、最领先工业成果的集结体”,制造难度堪比光刻机。

航空发动机涉及结构力学、工程热力学、探索电子学等多个精尖行业,对研发人员提出了极高的要求,技术门槛颇高。而在制造上,航空发动机由上万个零部件组成,加工精度需要达到微米级别,乃至纳米级别,制造十分复杂,也有着极高的难度。中国在这一领域也在不断发力,最近我国有一个好消息传来。

7月27日,由中国航发研制的我国第一型具有国际竞争力和完全自主知识产权的1000kW级民用涡轴发动机AES100双发配装直升机首飞成功,该发动机可满足5-6吨级双发直升机和3-4吨级单发直升机动力需求,标志着我国民用涡轴发动机自主研制迈出坚实一步。 目前,该发动机适航工作正稳步推进,计划2024年取得中国民航适航证。

该型发动机寿命、耗油率等技术指标达到国际第四代涡轴发动机技术水平,配有独立的健康管理系统;目标价格与国外同等功率发动机相当,运营维护成本低,全寿命期经济性好;严格按适航要求开展研制,平均故障间隔时间超过550小时,全包线范围安全可靠。

AES100项目于2016年立项,2018年完成首台样机试制,并通过新机整机试验的关键环节,即按程序磨合运转,顺利达到100%设计转速,实现转速达标,有效验证了发动机在全转速范围的压气机、燃烧室、燃气涡轮、动力涡轮、附件传动等部件和燃油控制、滑油、空气、电气等系统之间的匹配性,摸清了发动机转子动力学和振动变化规律。

▲AES100民用涡轴发动机组成及技术特点示意图

据此前的公开资料介绍,在气动性能方面,AES100 发动机采用了三维叶片设计技术,优化了叶片构型,提高了压气机和涡轮部件效率;发动机耗油率、功重比等参数与国际先进水平相当。在安全性方面,根据适航规章要求,AES100发动机开展了适航符合性技术研究,采取了多项安全设计措施。

针对中国山地高原环境较多这一客观情况,AES100有较大的设计功率裕度,能满足其在目前国内最高的民用机场——海拔4411米的稻城亚丁机场的使用需求。AES100以5~6吨级民用直升机动力需求为牵引,同时也适用于3吨级单发民用直升机,相对以往同类型发动机,油耗降低10%左右;使用寿命从1000小时提升到3000小时。

在AES100的研制过程中,团队坚定不移走自主创新道路,攻克了多项关键核心技术,实现了整机性能达标,完成了首飞前全部研制和试验验证工作。AES100发动机成功装机首飞标志着我国民用涡轴发动机自主研制迈出了坚实的一步,对我国掌握通用航空动力自主发展权、参与市场竞争具有重要的战略意义。

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