大型客機發(fā)動機驗證機CJ-1000AX

“適航，是航空發(fā)動機能否自由翱翔的放飛證灶平≌穸ǎ”中國民航適航審定中心結(jié)構(gòu)強度室張弓博士說，這張放飛證是乘客安全的保證斜擎，由各國民航管理局代表公眾認(rèn)可并頒發(fā)爱饲，沒有“適航”通行證，航空發(fā)動機好比束住翅膀的鳥宿闯。

一款航空發(fā)動機要想獲取一張放飛證乳嘁，必須經(jīng)過一套非常嚴(yán)格的“適航”標(biāo)準(zhǔn)體系驗證甸赏，涵蓋設(shè)計、制造雀司、驗證和管理硅拆。每個分項又有一系列技術(shù)指標(biāo)，僅設(shè)計就有氣動奉念、傳熱栗衍、結(jié)構(gòu)、強度等等鹿竭。

作為《中國民用航空規(guī)章》（CCAR）的組成部分丽阎，其中的CCAR33-R2（航空發(fā)動機）版的安全水平，與2009年11月2日生效的美國聯(lián)邦航空管理局（FAA）的FAR33部（航空發(fā)動機適航規(guī)章）第30修正案水平一致胜溢。

“盡管在規(guī)章要求層面與FAA基本一致谴垫，但由于國產(chǎn)航空發(fā)動機型號匱乏，缺乏實際工程實踐經(jīng)驗母蛛，使我國適航規(guī)章缺少相應(yīng)的技術(shù)支撐翩剪。實際型號的適航驗證工作，成為被卡在別國空域之外的關(guān)隘彩郊∏巴洌”張弓說。

60年FAR33部修訂34次秫逝，其中一項歷時9年

一套嚴(yán)苛的“適航”標(biāo)準(zhǔn)體系永遠處于動態(tài)之中恕出。

“針對航空發(fā)動機使用過程中出現(xiàn)的問題，特別是安全問題违帆，以及如何適應(yīng)飛機運行所提出的更高要求浙巫，適航都要在總結(jié)研究中不斷修訂，這也促使適航安全標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)提升刷后〉某耄”張弓說。

美國在世界上處于執(zhí)航空發(fā)動機適航標(biāo)準(zhǔn)牛耳的地位尝胆。自1958年成立FAA后苗傅，截至2015年1月，F(xiàn)AR33部已歷經(jīng)34次修訂燎拟“信保“每一項修訂，都蘊涵了長達數(shù)年的研究和技術(shù)積累享秒≈穑”張弓介紹說。

從活塞到渦輪，再從噴氣到渦扇港驶，航空發(fā)動機技術(shù)不斷升級鳞乏，適航標(biāo)準(zhǔn)也水漲船高。僅渦輪發(fā)動機滨靴，迄今只有一項條款未修訂绝绊。

1989年7月19日，美國蘇城巴疾，一起DC-10飛機的發(fā)動機發(fā)生非包容失效事故收斑，造成111人死亡。FAA隨即率世界四大航空發(fā)動機頂級制造商GE玲躯、普惠据德、羅羅和霍尼韋爾共同調(diào)研。結(jié)果發(fā)現(xiàn)跷车，原有航空發(fā)動機適航條款隱含一項“假設(shè)存在”風(fēng)險棘利，即假設(shè)材料不含缺陷。而蘇城失事的DC-10飛機發(fā)動機朽缴，恰是鈦合金輪盤材料本身存在缺陷善玫。

針對“假設(shè)材料不含缺陷”這一條款的修訂，F(xiàn)AA聯(lián)合美國西南航空發(fā)動機研究院密强，期間又經(jīng)歷了兩次相關(guān)事故調(diào)查茅郎，從研究到發(fā)布咨詢通告，再到2007年修訂誓斥，正式發(fā)布3項咨詢通告以及兩項審定政策只洒，歷時長達9年许帐。

“正是歐美大量在役航空發(fā)動機積累的數(shù)據(jù)劳坑，推動著適航技術(shù)不斷發(fā)展〕善瑁”張弓說距芬。

FAA和EASA，技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)最高堆浴，全球通飛

目前在國際上珍催，以FAA和歐洲航空安全局（EASA）的適航審定影響力最大，認(rèn)可度最高哭逻，雙方互認(rèn)禾底。“在世界很多地方躬筐，由于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)趕不上美國和歐盟据鼓，大多直接參考FAA和EASA的標(biāo)準(zhǔn)，因此美歐的適航標(biāo)準(zhǔn)，也就成了國際民航業(yè)事實上的準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)弦银，基本全球通飛态措。”張弓說宦衡。

來自美國航空航天咨詢公司數(shù)據(jù)桑抱，2016年，世界各國的民用航空發(fā)動機產(chǎn)量達27000臺尼荆，除極少量俄羅斯制造外左腔，歐美占據(jù)這一市場份額高達98%。目前世界上推力最大的航空發(fā)動機耀找，是GE公司生產(chǎn)的GE90-115B翔悠，地面臺架試驗曾達到56.9噸最大推力，1995年11月正式投放商業(yè)市場后野芒，用于波音777系列客機蓄愁。

“在波音777類雙發(fā)飛機延程飛行成熟之前，飛行要求90分鐘航程保證有一個機場狞悲，因此國際航線必須沿大陸岸線設(shè)計撮抓，跨大洋飛行是不可想象的∫》妫”張弓說丹拯。

為提高經(jīng)濟性能，實現(xiàn)跨大洋飛行荸恕，飛機制造商提出“延程飛行”乖酬，要求航空發(fā)動機能提供單發(fā)延程飛行，時長遠超90分鐘的可靠性支持洪洪。

如何驗證一款符合300分鐘航程要求的發(fā)動機新型號先俐？

FAA要在設(shè)計上，按相應(yīng)的33.201條款极谚，審查制造商以往的設(shè)計經(jīng)驗坷字、技術(shù)參數(shù)以及風(fēng)險的處理措施，同時要做一項3000循環(huán)實驗疲些，周期長達數(shù)月至十?dāng)?shù)月通肋。即使如此嚴(yán)苛，這款發(fā)動機型號還要過之后一個時期的應(yīng)用關(guān)眷抠，才能準(zhǔn)予放飛璃蓬。

目前，F(xiàn)AR33部條款以詳細的分類“咨詢通告”和“審定政策”等技術(shù)文件為支撐漏踊，成為引領(lǐng)航空發(fā)動機發(fā)展的標(biāo)桿想祝】〔“比如，規(guī)章要求吸入單只8磅大鳥時飞校，發(fā)動機須達到什么狀態(tài)阅酪，相應(yīng)的咨詢通告就會詳細說明如何確定進氣面積，從而確定發(fā)動機的轉(zhuǎn)速以及試驗要求等汁针∈醴”張弓說。

國產(chǎn)發(fā)動機型號匱乏施无，CCAR33尚缺乏工業(yè)實踐支撐

我國航空發(fā)動機適航體系始建時間較早辉词，主要參考FAA的FAR33部規(guī)章。

“別看只是引進翻譯猾骡，但因為英語語境差異瑞躺，以及工業(yè)實踐缺乏，對許多條款理解各異兴想，時常造成很大的技術(shù)分歧幢哨。”張弓告訴記者嫂便，曾經(jīng)因一個“耐用性”條款中關(guān)于葉片包容的要求捞镰，就引起較大爭議。

上述關(guān)于葉片包容的要求有兩方面內(nèi)容毙替。一岸售、必須對因轉(zhuǎn)子葉片失效而引起的破壞具有包容能力；二弯枢、必須確定因轉(zhuǎn)子葉片失效玖远，穿透壓氣機和渦輪轉(zhuǎn)子機匣后，轉(zhuǎn)子葉片碎片的能量水平和軌跡涡瀑。

又要機匣具備包容能力契惶，又要計算葉片穿透后的能量水平和軌跡。這個條款豈不是自相矛盾洪铣？

經(jīng)過長時間討論捕导，并通過到國外航空發(fā)動機制造企業(yè)實地探詢姿味，真相終于大白学和。原來，英文中的“穿透”掘写，指的是軸（水平）向袋滔，而非徑（直徑）向，即計算葉片碎片噴出短艙進出口的能量和軌跡碘父。

“還有缩旬，當(dāng)我們費力理解并翻譯出FAA規(guī)章后续誉，隨著在役航空發(fā)動機的應(yīng)用，可能FAA規(guī)章又變了初肉】嵫唬”張弓認(rèn)為，這也是后發(fā)國家面臨的一大窘境牙咏。

按國際民航組織慣例臼隔，一款新產(chǎn)品想進入他國運行，首先要通過對方的適航取證妄壶。在雙邊的認(rèn)可中摔握，一般需要提供對等的航空產(chǎn)品，互相審查丁寄。沒有自主研制的航空發(fā)動機氨淌，缺乏實際型號的適航驗證工業(yè)實踐，也就無法從技術(shù)層面支撐現(xiàn)有的適航規(guī)章體系伊磺，更無法與別國對等互認(rèn)盛正。

建立中國自己的適航體系，已上升為國家意志屑埋⊥蔽遥“沒有工業(yè)實踐和驗證技術(shù)來支持適航標(biāo)準(zhǔn)體系，就沒有讓產(chǎn)品進入國際市場的話語權(quán)鹤叹〔哟颍”張弓說，這也是具備完善適航體系的國家經(jīng)常設(shè)置的行業(yè)壁壘父历。

2017年10月杏兰，中國民航適航審定中心正式成立，伴隨著長江1000系列和渦軸16等國產(chǎn)發(fā)動機的研制斩却，將給CCAR33適航規(guī)章提供迫在眉睫的支撐性技術(shù)文件秀毡。CCAR33必將越來越有話語權(quán)，也必將保障國產(chǎn)民用航空發(fā)動機在藍天上自由安全地翱翔召摔。

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