我们必须攀登的“航空珠穆朗玛”——商用航空发动机

 　　疫情于华夏正衰，中国正在回到日常的轨迹上，而更多暗流涌动也正浮出水面。

　　据美国媒体报道称，美国国会目前正对美国航发巨头通用(GE)计划向我们中国出售大型客机C919专用的航空发动机一事进行审查。

　　诸多迹象表明，美国国会认为此项中美合作交易，有可能导致美国先进的航空发动机技术外泄，以此为理由，试图阻止GE参加我国的C919客机项目提供发动机。

　　而有意思的，美国总统特朗普却对美国国会的主张公开表示反对，称他计划卖给中国最好的航空发动机并已经开始行动。GE更干脆，想封锁是不可能的(不挣钱我开公司嘎哈)。

　　这不禁让人对这个飞机上最极致、最高冷的重金属浮想联翩，也又一次提醒我们高度重视发展现状。

　　首先我们看，航班要飞起来，涡轮风扇发动机是这样工作的：

　　▶航空发动机是指主要用来产生拉力或推力使飞机前进的发动机设备

　　▶可以为飞机上的用电设备提供电力，为空调设备等用气设备提供气源

　　▶设计都相当轻巧，但又要求相当的使用效能，以及极低的故障率，因而设计生产的工艺要求是比较高的

　　知己知彼，先看看商用航空发动机的“四大天王”

　　☆通用电气航空

　　通用电气航空(GE)是美国通用电气集团旗下的子公司之一，主要生产下面这些发动机：

　　涡轮发动机

　　轻型小涵道涡扇发动机

　　大旁通比涡扇发动机

　　螺桨发动机

　　涡轮轴发动机

　　车辆发动机

　　工业和航海发动机

　　测试机(波音747-100(N747GE，前N744PA)波音747-400(N747GF，前JA8910))

　　通用电气GE9X比脑袋都大

　　这货是真大啊

　　通用电气GE9X是通用电气研制的大涵道比涡轮风扇发动机，用于波音777X机型上，将会取代GE90成为吉尼斯世界纪录全世界推力最大的飞机发动机。

　　☆罗尔斯·罗伊斯

　　罗尔斯·罗伊斯股份公司，没错，老早确实跟那豪车是一家，现如今兄弟阋墙，是一家专门从事涡轮产品生产的英国公司，尤其是飞机发动机，市场占有率是世界上仅次于GE。它的主要涡轮扇叶产品：

　　罗尔斯·罗伊斯AE3007

　　罗尔斯·罗伊斯BR700

　　罗尔斯·罗伊斯康维

　　罗尔斯·罗伊斯RB162

　　罗尔斯·罗伊斯RB211

　　罗尔斯·罗伊斯RB282

　　罗尔斯·罗伊斯/透博梅卡阿杜尔

　　罗尔斯·罗伊斯飞马

　　罗尔斯·罗伊斯斯贝

　　罗尔斯·罗伊斯Tay(涡扇)

　　罗尔斯·罗伊斯遄达

　　Eurojet EJ200

　　GE/罗尔斯·罗伊斯F136

　　国际航空发动机V2500

　　在这里说明一下：国际航空发动机V2500 V2500为双轴高函道比涡轮引擎，主要用于空中客车A320家族(包括A320、A321、A319、A318、空中客车商务机)，及麦克唐纳-道格拉斯公司MD-90上 。V2500发动机每天为13000个航班提供动力，这就可以看出多么牛了。

　　国际航空发动机V2500

　　安装在A380原型机上的罗尔斯·罗伊斯遄达900

　　☆普惠公司

　　行外人倒口儿常就是惠普——普惠，是世界三大航空发动机制造商之一，主要竞争对手为GE和劳斯莱斯，普惠也生产工业、发电、海上、和铁路用燃气涡轮发动机，与火箭发动机。它的涡扇发动机列表：

　　普惠 JT3D(TF33)

　　普惠 JT8D

　　普惠 JT9D

　　普惠 TF30(JTF10A)

　　F100涡轮扇发动机(JTF22)

　　普惠 F119(PW5000)

　　F135涡轮扇发动机

　　普惠 PW1000G

　　普惠 PW1100G

　　普惠 PW1120

　　普惠 PW2000

　　普惠 PW4000

　　普惠 PW6000

　　普惠PW4000系列是普惠公司生产的一系列高涵道比涡轮风扇发动机，主要应用：

　　空中客车A300

　　空中客车A310

　　空中客车A330

　　波音747

　　波音767

　　波音777

　　波音KC-46

　　麦道MD-11

　　多说一句：F-22等战机广泛使用的普惠 F119发动机就是该公司产品

　　普惠 F119后燃喷气发动机

　　☆CFM国际(通用电气航空及斯奈克玛的合资公司)

　　CFM国际是由美国航空发动机制造商通用电气航空和其法国合作伙伴斯奈克玛为了研发和制造CFM56系列喷气发动机而各自出资50%组建的合资公司。

　　CFM56系列喷气发动机被广泛应用于波音737和空中客车A320等区域航线用的中小型喷气式客机，也连带使得CFM国际成为世界上主要的飞机发动机供应商之一。

　　CFM56发动机

　　为什么民用航空发动机非常难以制造?

　　航空发动机被称为工业皇冠上的宝石，世上有航母国家12个、核武技术国家有9个，有长程导弹技术5个。自行研制大涵道比高性能民用涡扇航空发动机的，但众多厂商中，其中只有美国通用、普惠和英国劳斯莱斯有供应(民用)。

　　1、复制拆解难

　　波音737上使用的CFM-56系列发动机，一共生产了超过2万台。拆解CFM-56时就会发现，比如发动机叶片上指甲盖大小的地方覆盖着许多小气孔，如果没有图纸定位，完全没法对其进行复制。

　　2、材料制造难

　　航空发动机结构非常精密，每个结构的工作的温度、压力环境不一样，就说明其使用的材料是不同的，比如说航空发动机叶片，是各种金属混合制造，稀有金属元素的比例就不一样。

　　假如我不care成本，全部部使用统一耐高温材料，那么单价就高了，经济性就差，在军事还行得通——民航还是要赚钱呀，所以这就麻烦了。

　　3、加工精度

　　现在世界上最先进的机床是德国的……

　　4、航空发动机控制系统实现

　　航空发动机控制系统实现的控制有：输出参数(推力或功率)控制;燃油流量控制;压气机可调静子叶片控制;可调放气活门控制;涡轮间隙主动控制;高压压气机、涡轮冷却空气流量控制;发动机滑油和燃油温度管理;发动机安全保护;启动和点火控制;反推控制……这都需要非只一日之功。

　　这么看的话，我们目前航空发动机离全面自主并顶尖水平还是有差距。

　　最后

　　有个疑问，既然我们能够制造出军事航空发动机，为啥转向民用那么难?

　　★现代多数民用飞机为了省油，发动机的涵道比越来越大，通常都在5以上，跟使用螺旋桨飞行其实是差不多。涵道比高的涡轮风扇发动机耗油较少，但推力却与涡轮喷气发动机相当，且运转时还宁静得多。

　　涵道比，是涡扇发动机外涵道与内涵道空气流量的比值

　　★战斗机使用低涵道比发动机，主要是因为截面积与常用飞行速度与民用飞机不同。高涵道比的发动机截面积过大在超音速的时候阻力过大，另外在超音速的状况下效率也会比纯涡轮喷气甚至于低涵道比设计还低，所以战斗机皆使用低涵道比发动机。

　　★只在超音速飞行的协和飞机，因为长时间处于超音速状态，为了提升效率与降低成本，就是使用纯涡轮喷气而无涵道比的发动机，是少数真正利用喷气飞行的飞机。

　　在军事上基本上不关心成本，只要是够好，够牛，使劲的造就行了。但是民用呀，要赚钱呀对吧，你要是一个发动机的成本加上运营的成本超过我的收益了，那么你在民用这一行就行不通了。所以，迎头赶上，是艰巨历程，而我们绝不会放弃!

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