國產大飛機“胖九”賣萌自述：天高從此任我飛

2017-05-05 11:41 作者：沈文敏人民日報責任編輯：房小奇

摘要：嗨！大家好！我叫“胖九”，學名“C919”，是中國首款按照最新國際適航標準研制的干線民用飛機。今天下午，我就要在上海浦東機場首飛，還是有點小激動！

C919機頭部前臉設計令飛行員視野更開闊。

我的體重可不輕，發動機比現役波音737的都大，所以機身采用第三代鋁鋰合金材料，鋰元素的加入，讓我比同等機型輕了5%-10%。飛機上用的復合材料主要是碳纖維增強樹脂基復合材料，高耐腐蝕、質量輕，但價格是常規鋁合金材料的幾十倍，所以在機體結構用量只占12%。

揣了一顆舶來的“心臟”，俺胖九也是百感交集

說說我的“心臟”——發動機吧。航空發動機人稱“航空之花”，是航空技術和工業積累的完整體現。我的心臟是LEAP-X1C發動機，是由美國通用電氣與法國SNECMA各以50%資金比例合資的大型客機發動機生產商CFM國際公司研制的，專用于大型噴氣客機。它采用了18片賽峰公司研制的碳纖維復合材料風扇葉片以及美國通用電氣公司研制的陶瓷基復合材料渦輪部件。

我這顆“心臟”許多新技術都行業領先：超高壓比核心機、采用三維編織樹脂模傳遞成型技術制造的復合材料風扇葉片、復合材料風扇機匣、第三代三維氣動設計壓氣機和渦輪葉片設計技術、第二代雙環預混旋流器（TAPS II）燃燒室技術、可變面積外涵噴管和等。發動機和短艙將作為一體化推進系統來設計，擁有先進的進氣道、聲學處理和電動反推力裝置，可以充分發揮其氣動性能、重量和聲學優勢。

這新型渦扇發動機比CFM之前生產的波音737發動機提升太多啦：燃油消耗減少16%、二氧化碳排放量減少16%，氮氧化物排放量減少至不足60%，還更為安靜；運營成本比其他發動機降低15%——優勢太大啦，最終選定LEAP-X系列發動機作為我的“心臟”，這是最重要的原因。

有人問我，“心臟”為啥不用國產？哎，這就不得不提起我的前世。

中國現代化工業起步晚，技術落后，航空發動機水平較低，這個短板影響了整個航空工業的實力。我國在大飛機的發動機上落后很久，上世紀轟動一時的運十發動機就是波音707所用的JT3D-7發動機。當時雖著手研制我國自己的發動機，但因為種種原因運十下馬，科研資料全部銷毀，造“心”大業停滯了。

說句心里話，我也不樂意揣著一顆舶來的“心臟”，但航空發動機的研制困難重重。

首先是“四高”，簡單說，噴氣式飛機發動機就像是一個兩端都開口的圓筒，從前端吸入的空氣經過壓氣機、燃燒室等一系列內部結構，而后變為高溫、高速的燃氣從后端噴射出去，產生了向前的反推力。飛機發動機的特點是“高溫、高壓、高轉速、高負荷”。

這四高，簡直是個大難題。一般噴氣發動機內部某些部位溫度高達1600左右；而發動機風扇后的壓氣機進口空氣和出口空氣的壓強都要比大氣壓強要高得多。

與發動機相比，大飛機用的大涵道與發動機和戰斗機的小涵道又有不同，所謂涵道比就是發動機外涵道與內涵道之比，拋開種種晦澀技術細節，普通人能明白的是，大涵道比發動機比小涵道比發動機油耗小、推進效率好、經濟性能高，不過制造要求也更高，穩定性更強，比如前者的風扇葉片起碼有一米多，而后者則只需0.3—0.4米左右。

拿一款非常高端的發動機來說，羅爾斯·羅伊斯公司為A380生產的發動機，內部最高溫度達到太陽表面的一半，發動機內部壓力達50個大氣壓，渦輪葉片葉尖的運動速度達2000公里/小時，葉片有3米多長。

民用客機發動機還必須考慮經濟性能和舒適度：油耗要低，噪音也要低。

這“四高兩低”像是六道“緊箍咒”，限制了我國飛機發動機的發展速度。

材料和工藝難題也不能忽略。要保持燃油火焰在以每秒100多米高速流動的高壓氣流中穩定燃燒，這與在狂風中保證手中火炬不滅一樣困難；同時要保護燃燒室火焰筒壁不被高溫燃氣燒蝕，不僅需要耐高溫材料和耐熱涂層，還要通過燃燒室結構設計，采取冷卻手段，降低燃燒室筒壁溫度。

國外發達國家的發動機主軸承壽命都在1萬小時以上，我國的基本在900小時以內，差距太大。現代高性能航空發動機都采取高強度、耐高溫材料，包括鈦、鎳、鋁、復合材料以及鎳基和鈷基超耐熱合金。據估計，中國每年超耐熱合金的生產量約為10000噸，而需求量則為20000噸。有專家指出，制造發動機風扇的復合材料，國內還做不出來。

好消息是，我的國產化率已達50%以上，相當厲害啦！

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