美國想靠斷供扼殺C919的打算正在落空！

據(jù)央視新聞1月2日報道，中科院金屬研究所正在著手研制的鈦鋁合金發(fā)動機(jī)葉片已通過震動疲勞考核，考評效果為達(dá)到“理想預(yù)期”，接下來研究人員還將啟動葉片裝機(jī)考核。

值得一提的是，該葉片將裝配在國產(chǎn)大飛機(jī)C919的配套發(fā)動機(jī)CJ1000上面。

C919大型客機(jī)是我國按照國際民航規(guī)章自行研制、具有自主知識產(chǎn)權(quán)的大型噴氣式民用飛機(jī)，座級158-168座，航程4075-5555公里。自2017年成功首飛后，C919便在不斷試飛，現(xiàn)在已有6架飛機(jī)在4個地方進(jìn)行飛行試驗(yàn)。去年10月31日，C919還在“2020南昌飛行大會”上，首次進(jìn)行了動態(tài)展示，在現(xiàn)場為觀眾做了飛行表演。

根據(jù)去年底的消息，疫情期間，國產(chǎn)大飛機(jī)C919的發(fā)展速度不減反增，斬獲訂單數(shù)量創(chuàng)下新高，總訂單數(shù)已經(jīng)超過1000架，累計(jì)客戶達(dá)28家。這一數(shù)字的不斷攀升，意味著越來越多的人對C919投下了“信任票”。

值得一提的是，C919在推出時擁有了很多量身定制的新技術(shù)，許多性能相較同類機(jī)型如波音737和空客320都有提升，同時在污染物排放方面也大幅減少，這也使得C919在技術(shù)上和市場上都具有競爭力。

客戶對C919投下“信任票”，除了看重其本身的競爭力外，還有對中國航天市場的看好，國際航協(xié)曾預(yù)測，2025年中國的航空客載量將超過美國，成為全球最大的航空運(yùn)輸市場。在全球最大航空運(yùn)輸市場的支撐下，國產(chǎn)大飛機(jī)離打破波音、空客雙寡頭壟斷、撬動航空領(lǐng)域萬億級市場更進(jìn)了一步。

隨著中國在大飛機(jī)等高科技領(lǐng)域取得突破性進(jìn)步，美國氣急敗壞地想扼殺中國的科學(xué)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級。

也是在2020年，傳出消息說美國政府要通過掐斷進(jìn)口LEAP-X渦扇發(fā)動機(jī)的供應(yīng)，來扼殺國產(chǎn)C919大飛機(jī)項(xiàng)目。

航空發(fā)動機(jī)是“航空工業(yè)皇冠上的明珠”，也是一直以來中國航空工業(yè)的最主要短板之一，然而，中國人民是嚇不到、壓不垮的，2021年新年伊始，航空發(fā)動機(jī)材料研制領(lǐng)域就傳來捷報。

據(jù)央視報道，中國科學(xué)院研發(fā)的鈦合金渦輪葉片取得成功，目前已經(jīng)通過振動疲勞考核，取得理想效果，下一步將裝機(jī)長江發(fā)動機(jī)CJ1000A考核。這不但是國產(chǎn)航空發(fā)動機(jī)關(guān)鍵核心材料的一次重大創(chuàng)新突破，為航發(fā)進(jìn)口替代的目標(biāo)創(chuàng)造有利的條件，也為是我們面對美國的封鎖和制裁，給出的響亮答案！

CJ-1000A模型

“長江”CJ-1000A是一款由我國自主研發(fā)的高涵道比渦扇噴氣式發(fā)動機(jī)，基于技術(shù)限制及成本，部分組件由國外公司制造，但十余年來，我國一直在研制國產(chǎn)CJ-1000A元件，以提高此款發(fā)動機(jī)的國產(chǎn)化程度。

2007年2月，國務(wù)院在批準(zhǔn)大型客機(jī)研制重大科技專項(xiàng)立項(xiàng)的同時明確開展國產(chǎn)大飛機(jī)發(fā)動機(jī)的研制。

2009年1月18日，國產(chǎn)大飛機(jī)發(fā)動機(jī)研制主體及項(xiàng)目總承制單位中航工業(yè)商發(fā)在上海成立，向大飛機(jī)“中國心”全力攻堅(jiān)。

2011年6月29日，在廣泛征求各方面意見的基礎(chǔ)上，綜合借鑒國外知名商用航空發(fā)動機(jī)公司的命名規(guī)則，正式將國產(chǎn)大飛機(jī)發(fā)動機(jī)命名為“CJ-1000A”，中文名稱為“長江”發(fā)動機(jī)。

據(jù)介紹，C是China（中國）的首字母，是國產(chǎn)大客飛機(jī)代號“C919”的首字母，又是Commercial（商用）、Civil（民用）的首字母。J為Jet Engine（噴氣發(fā)動機(jī)）的首字母；1000A，代表發(fā)動機(jī)推力等級在10000kgf-19999kgf，A是第一型產(chǎn)品代號。

“CJ-1000A”發(fā)動機(jī)是我國第一款商用航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)品，是裝配國產(chǎn)大飛機(jī)的惟一國產(chǎn)動力。

取名“長江”，寓意大客發(fā)動機(jī)CJ-1000A產(chǎn)品研制開創(chuàng)中國商用航空發(fā)動機(jī)產(chǎn)業(yè)發(fā)展先河，象征著中國商用航空發(fā)動機(jī)的無窮動力和源遠(yuǎn)流長。

中航商發(fā)表示 將以CJ-1000A發(fā)動機(jī)產(chǎn)品開發(fā)為切入點(diǎn)，技術(shù)、產(chǎn)品、 產(chǎn)業(yè)并舉，舉全國之力、 匯全球之智、構(gòu)筑大發(fā)動機(jī)偉業(yè)，為人類綠色動力事業(yè)作出一份貢獻(xiàn)。

2019年6月，中國航發(fā)為第三臺CJ-1000A試制機(jī)測試所需的訊號傳輸系統(tǒng)進(jìn)行招標(biāo)，表示當(dāng)時已至少制成三臺同款發(fā)動機(jī)，并正進(jìn)行核心機(jī)測試。其后，引擎控制系統(tǒng)的測試亦于同年11月開始。

2020年6月，中國飛機(jī)強(qiáng)度研究所開始進(jìn)行改建工程，以提供場地進(jìn)行CJ-1000A的下一階段測試；同月，CJ-1000A在浙江省渦輪推進(jìn)院完成鳥擊測試。其后，CJ-1000A開始進(jìn)入試制階段，而第三臺試制機(jī)亦于8月加裝無線電遙測系統(tǒng)，為安裝至閻良試飛院的IL-76測試平臺作準(zhǔn)備。

航發(fā)集團(tuán)的目標(biāo)是于2022年至2025年間讓CJ-1000A獲得國家認(rèn)證并交付使用，以取代C919目前使用的CFM國際LEAP發(fā)動機(jī)。

點(diǎn)火測試中的C919客機(jī)LEAP-1C發(fā)動機(jī)

航空發(fā)動機(jī)從原理上講其實(shí)并不特別復(fù)雜，空氣經(jīng)過風(fēng)扇進(jìn)入后，經(jīng)過壓氣機(jī)壓縮，再經(jīng)過燃燒室和燃料混合燃燒膨脹，然后經(jīng)過尾噴排出做功，通過牛頓第三定律，產(chǎn)生巨大的推力。然而由于工況惡劣、熱端燃燒工作溫度高、同時還要承受極其嚴(yán)酷的力學(xué)考驗(yàn)，給航空發(fā)動機(jī)的材料水平帶來了極高的要求和考驗(yàn)。可以說，航空發(fā)動機(jī)最難的是材料，特別是葉片材料。

我們經(jīng)常講渦輪前燃溫度，這是衡量發(fā)動機(jī)性能好壞的一項(xiàng)關(guān)鍵指標(biāo)，世界上最先進(jìn)的航空發(fā)動機(jī)F119，渦輪前燃溫度達(dá)到了驚人的1960K（開爾文）。而渦輪前燃溫度里指的“渦輪”，其實(shí)就是航空發(fā)動機(jī)核心機(jī)中最重要的“高壓壓氣機(jī)渦輪葉片（簡稱高壓渦輪葉片）”，它也是整個發(fā)動機(jī)中工作最惡劣，技術(shù)要求最高的熱端組件之一。

高壓渦輪葉片工作溫度那么高，已經(jīng)大大超過了一般金屬所能承受的物理極限，怎么解決？一方面需要采用散熱技術(shù)，另一方面就要尋找能夠承受極高溫度的高溫合金材料。

目前主流的航空發(fā)動機(jī)，譬如中國的“太行”發(fā)動機(jī)，使用的是鎳基高溫合金，這種稀有金屬材料摻混進(jìn)合金中，雖然使得航空發(fā)動機(jī)的葉片耐熱能力顯著增強(qiáng)，但另一方面也顯著推高了航空發(fā)動機(jī)材料的造價，另一方面，稀有金屬材料的產(chǎn)能供應(yīng)有限，戰(zhàn)時大規(guī)模生產(chǎn)可能受到很大限制，不是長久之計(jì)。

為了解決鎳基高溫合金價格昂貴等難題，中科院金屬所的科研人員們瞄準(zhǔn)了一種物美價廉的替代材料——鈦鋁合金材料。實(shí)際上，鈦鋁合金材料在航空發(fā)動機(jī)領(lǐng)域并不是新鮮產(chǎn)物，很早它就被航空發(fā)動機(jī)專家們用于發(fā)動機(jī)零部件的制造，用它來替代高價高溫合金作“熱端部件”，也不是沒有嘗試過。

鈦鋁合金相對于鎳基高溫合金，首先是物理性能上有一定優(yōu)勢，它的比強(qiáng)度、比剛度和比彈性模量都很高，用通俗點(diǎn)的話說就是它既結(jié)實(shí)又輕，航空發(fā)動機(jī)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)子部件用了它，不僅能夠滿足嚴(yán)苛的力學(xué)性能要求，而且還能進(jìn)一步降低發(fā)動機(jī)的重量，提高其推重比，進(jìn)一步提升發(fā)動機(jī)性能。

然而，此前的鈦鋁合金材料，溫度都做不到太高，譬如Ti-6Al-4V型鈦合合金，工作溫度達(dá)到350℃，Ti6242牌號鈦鋁合金的工作溫度達(dá)到500℃，而用于航發(fā)的第一代粉末高溫合金早在上世紀(jì)70年代工作溫度就達(dá)到了650℃，目前主流的第三代粉末高溫合金，其工作溫度最高已經(jīng)達(dá)到800℃。這是此前鈦鋁合金材料所達(dá)不到的。

為了解決這一難題，一方面，要通過新的冶金技術(shù)，發(fā)現(xiàn)新的配方，進(jìn)一步提高鈦鋁合金材料的耐熱性能，另一方面，則通過創(chuàng)新性的給鈦鋁合金材料通過復(fù)雜的表面反應(yīng)，形成耐高溫高性能涂層的辦法，來解決耐熱難題。

中國科學(xué)院金屬研究所鈦合金項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，用10年的時間，解決了鈦鋁合金應(yīng)用于熱端高壓渦輪葉片部件的難題。

根據(jù)報道，這次中科院金屬研究所研制的鈦鋁合金的發(fā)動機(jī)葉片，將首次用于國內(nèi)的C919大飛機(jī)的配套發(fā)動機(jī)CJ1000，將實(shí)現(xiàn)發(fā)動機(jī)的渦輪盤和渦輪葉片大幅度減重，大大提高發(fā)動機(jī)的效率。

而在此之前C919使用的是由美國通用電氣和法國賽峰合資成立的CFM研發(fā)的LEAP-X1C發(fā)動機(jī)。CJ1000，既是進(jìn)口發(fā)動機(jī)的備用備選方案，同時也是必要時候我們完成進(jìn)口替代、不被別人卡脖子的“撒手锏”武器。

目前，鈦鋁合金葉片項(xiàng)目已經(jīng)落戶江蘇太倉高新區(qū)，鈦鋁合金葉片的生產(chǎn)已經(jīng)有序展開，并且鈦鋁合金葉片已經(jīng)通過了震動疲勞考核，下一步就是裝機(jī)CJ1000A考核。

據(jù)中科院鈦合金項(xiàng)目研究員楊銳介紹：目前長江發(fā)動機(jī)方面，CJ1000A進(jìn)展非常快，CJ2000也正在加緊攻關(guān)，我們希望盡快把CJ1000A和CJ2000發(fā)動機(jī)做出，來由我們自己的發(fā)動機(jī)配套我們的大飛機(jī)。

當(dāng)然，中國航空業(yè)界并不是沒有獨(dú)立設(shè)計(jì)、制造高性能航空發(fā)動機(jī)的能力，包括殲-10、殲-11、殲-20在內(nèi)的先進(jìn)戰(zhàn)斗機(jī)早就大范圍應(yīng)用了國產(chǎn)發(fā)動機(jī)，性能也并不比外軍同類產(chǎn)品差到哪里去。

但是，民用大飛機(jī)的“先進(jìn)”同軍用完全是兩個概念。軍用航空發(fā)動機(jī)或許要側(cè)重于最大推力、推重比等性能，但民用發(fā)動機(jī)卻側(cè)重在可維護(hù)性、燃油經(jīng)濟(jì)性、使用壽命等領(lǐng)域，一臺在軍用領(lǐng)域廣受贊揚(yáng)的發(fā)動機(jī)到了民用領(lǐng)域可能就變成了“噪音過大、油耗過大”的次品。

因此，說民用大飛機(jī)心臟研發(fā)難度超過軍用，并不為過。

也正因?yàn)槿绱耍岳鋺?zhàn)結(jié)束以來，全世界大飛機(jī)制造業(yè)幾乎早就是用著同一套供應(yīng)鏈，空客、波音兩大巨頭只不過是負(fù)責(zé)整合與研發(fā)，將大部分的制造，甚至是小部分子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工作都外包出去：譬如日本川崎、三菱就都同時承接了波音和空客兩大巨頭的碳纖維零件制造工作，某些工藝就連波音、空客自身都沒有掌握；同樣的，德國MTU也參與到CFM的LEAP系類發(fā)動機(jī)生產(chǎn)當(dāng)中，有些部件美國人也造不出。

隨著“禁運(yùn)”越來越頻繁地成為美國人手中拿起又放下的大棒，曾經(jīng)的全球化布局也已經(jīng)不再是能支撐起中國大飛機(jī)騰飛的基礎(chǔ)了：從哪怕一個螺絲都有可能被禁運(yùn)的長遠(yuǎn)角度來看，無論是“全自主知識產(chǎn)權(quán)自研”的CJ-1000A渦扇發(fā)動機(jī)，還是“世界制造，中國整合”的C919大飛機(jī)，終究都不得不選擇一條艱難險阻的道路，那就是從零開始，重新打造屬于中國自己的大飛機(jī)配套系統(tǒng)。